RU2809167C1 - Small-sized tracked all-terrain vehicle with electromechanical transmission entirely located in undertrack space - Google Patents
Small-sized tracked all-terrain vehicle with electromechanical transmission entirely located in undertrack space Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809167C1 RU2809167C1 RU2023122002A RU2023122002A RU2809167C1 RU 2809167 C1 RU2809167 C1 RU 2809167C1 RU 2023122002 A RU2023122002 A RU 2023122002A RU 2023122002 A RU2023122002 A RU 2023122002A RU 2809167 C1 RU2809167 C1 RU 2809167C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terrain vehicle
- tracked
- useful
- displacement
- small
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к транспортной технике, а точнее, к устройствам вездеходов, снегоболотоходов.The invention relates to transport equipment, and more precisely, to devices for all-terrain vehicles and all-terrain vehicles.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известна вездеходная технологическая гусеничная машина, содержащая амфибийное шасси в виде водоизмещающего корпуса с кабиной водителя-оператора, гусеничные движители, моторный отсек, расположенный в водоизмещающем корпусе, технологическое оборудование с автономным управлением, выполненное в виде грузоподъемного, и/или землеройного, и/или бурового, и/или насосного оборудования, при этом гидравлическая система технологического оборудования соединена гидравлическими магистралями с гидронасосом, установленным на раздаточной коробке шасси, причем снабжена гребными винтами или водометами.An all-terrain technological tracked vehicle is known from the prior art, containing an amphibious chassis in the form of a displacement hull with a driver-operator cabin, tracked propulsion units, an engine compartment located in a displacement hull, autonomously controlled technological equipment made in the form of lifting, and/or earth-moving, and /or drilling and/or pumping equipment, wherein the hydraulic system of the process equipment is connected by hydraulic lines to a hydraulic pump installed on the chassis transfer case, and is equipped with propellers or water jets.
Также из уровня техники известен вездеход (RU2549300C1, 27.04.2015), содержащий корпус катера, двигатель внутреннего сгорания, колеса, рычажно-пружинные подвески колес, лебедку, гидропривод движителя вездехода на воде, кабину водителя с системой управления вездеходом, салон, двери в задней части салона, при этом внутри корпуса катера размещена силовая рама, на которой расположен многотопливный дизельный двигатель с гидравлической насосной станцией, силовые агрегаты и водомет, снаружи левого и правого бортов корпуса установлены и закреплены к силовой раме передние и задние механизмы радиального подъема колесных блоков, приводимые в действие гидромоторами для опускания и подъема колесных блоков, левый и правый колесные блоки являются идентичными конструкциями, состоящими из несущих траверс, закрепленных шарнирно на механизмах радиального подъема, при этом на каждой траверсе установлены четыре независимые пружинно-гидравлические подвески колес, состоящие из системы рычагов, расположенных параллельно траверсе, а на основании нижнего рычага закреплен корпус центробежного гидромотора, имеющего ступицу колеса, при этом силовая передача крутящего момента осуществляется гидравлической жидкостью по системе трубопроводов к гидромоторам всех колес, к гидромотору водомета, гидромоторам исполнительных механизмов, а распределение, интенсивность и направление подачи потока гидравлической жидкости к гидромоторам исполнительных механизмов осуществляется системой управления с компьютерным программированием.Also known from the prior art is an all-terrain vehicle (RU2549300C1, 04/27/2015), containing a boat hull, an internal combustion engine, wheels, lever-spring wheel suspensions, a winch, a hydraulic drive for the propulsion of the all-terrain vehicle on the water, a driver’s cabin with an all-terrain vehicle control system, a salon, doors in the rear parts of the cabin, while inside the boat hull there is a power frame on which a multi-fuel diesel engine with a hydraulic pumping station, power units and a water jet are located, outside the left and right sides of the hull the front and rear radial lifting mechanisms of the wheel units, driven driven by hydraulic motors for lowering and lifting the wheel blocks, the left and right wheel blocks are identical structures consisting of load-bearing traverses, pivotally mounted on radial lift mechanisms, while on each traverse there are four independent spring-hydraulic wheel suspensions, consisting of a system of levers, located parallel to the traverse, and on the base of the lower lever is fixed the housing of a centrifugal hydraulic motor having a wheel hub, while the power transmission of torque is carried out by hydraulic fluid through a pipeline system to the hydraulic motors of all wheels, to the hydraulic motor of the water jet, to the hydraulic motors of the actuators, and the distribution, intensity and direction of supply The flow of hydraulic fluid to the hydraulic motors of the actuators is carried out by a computer-programmed control system.
Недостатками данных решений являются чрезмерно сложная и не надежная конструкция, обвешанная массой дополнительных устройств и имеющая большое количество механических связей, кроме того, данные решения имеют большие массогабаритные показатели, не правильную развесовку, не рассчитаны на передвижение с высокой максимальной скоростью и вдали от заправочных станций, имеют малый межремонтный пробег, требуют больших трудозатрат на ремонт и обслуживание, не имеют достаточного полезного пространства для размещения экипажа и груза.The disadvantages of these solutions are an overly complex and unreliable design, hung with a mass of additional devices and having a large number of mechanical connections; in addition, these solutions have large weight and size indicators, incorrect weight distribution, and are not designed for movement at a high maximum speed and away from gas stations, have a short turnaround time, require large labor costs for repairs and maintenance, and do not have sufficient usable space to accommodate the crew and cargo.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Техническая задача заключается в создании малогабаритного, надежного и простого по конструкции вездехода, имеющего минимальное число механических связей, имеющего малые массогабаритные показатели, рассчитанного на передвижение с высокой максимальной скоростью и вдали от заправочных станций, в том числе при любых климатических условиях, имеющего малый межремонтный пробег и не требующего больших трудозатрат на ремонт и обслуживание, обладающего наилучшей развесовкой и достаточным полезным пространством для размещения экипажа и груза.The technical challenge is to create a small-sized, reliable and simple-to-design all-terrain vehicle, which has a minimum number of mechanical links, has small weight and dimensions, is designed to travel at a high maximum speed and away from gas stations, including under any climatic conditions, and has a short turnaround time. and does not require large labor costs for repairs and maintenance, has the best weight distribution and sufficient usable space to accommodate the crew and cargo.
Технический результат: упрощение конструкции и повышение надежности, снижение массогабаритных показателей, обеспечение передвижения с высокой максимальной скоростью и вдали от заправочных станций, в том числе при любых климатических условиях, обеспечение наилучшей развесовки и увеличенным полезным пространством для размещения экипажа и груза, увеличение межремонтного пробега и снижение трудозатрат на ремонт и обслуживание.Technical result: simplifying the design and increasing reliability, reducing weight and size parameters, ensuring movement at a high maximum speed and away from gas stations, including under any climatic conditions, ensuring the best weight distribution and increased useful space for accommodating crew and cargo, increasing the overhaul mileage and reduction of labor costs for repairs and maintenance.
Технический результат достигается за счет того, что малогабаритный гусеничный вездеход с электромеханической трансмиссией содержит силовой каркас, гусеничные движители, а также установленные в силовом каркасе и соединенные между собой ДВС-генератор, который в свою очередь соединен с двумя бензобаками, два тяговых электродвигателя, каждый из которых соединен со своим тяговым инвертором, накопитель энергии и блок управления, причем силовой каркас содержит пол, крышу и стенки, образующие общее внутренне полезное водоизмещающее пространство, объединенное с дополнительными водоизмещающими полезными пространствами, расположенными с двух сторон от общего внутреннего полезного водоизмещающего пространства в подгусеничном обводе движителей, при этом тяговые электродвигатели установлены в передней части силового каркаса в блоке с редукторами и соединены с узлом ведущего колеса карданной передачей для организации переднего привода гусеничного движителя или установлены снаружи передней части силового каркаса и выполнены в виде непосредственно электродвигателей-колес в качестве ведущих колес, причем ДВС-генератор установлен полностью в дополнительном водоизмещающем полезном пространстве одного из подгусеничных обводов, а накопитель энергии установлен полностью в противоположном водоизмещающем полезном пространстве другого подгусеничного обвода и равен по весу ДВС-генератору, при этом бензобаки полнностью установлены в обоих водоизмещающих полезных пространствах подгусеничного обвода движителей, имеют одинаковую конструкцию, одинаковую емкость и систему перелива..The technical result is achieved due to the fact that a small-sized tracked all-terrain vehicle with an electromechanical transmission contains a power frame, tracked movers, as well as an internal combustion engine generator installed in the power frame and interconnected, which in turn is connected to two gas tanks, two traction motors, each which is connected to its traction inverter, an energy storage device and a control unit, wherein the power frame contains a floor, roof and walls forming a common internal useful displacement space, combined with additional useful displacement spaces located on both sides of the common internal useful displacement space in the under-track contour propulsors, wherein the traction electric motors are installed in the front part of the power frame in a block with gearboxes and connected to the drive wheel assembly by a cardan transmission to organize the front drive of the tracked propulsion unit or installed outside the front part of the power frame and are made in the form of direct electric motors-wheels as drive wheels, wherein the internal combustion engine generator is installed completely in the additional displacement useful space of one of the under-track contours, and the energy storage device is installed completely in the opposite displacement useful space of the other under-track contour and is equal in weight to the internal combustion engine generator, while the gas tanks are fully installed in both displacement useful spaces of the under-track contour of the propulsors , have the same design, the same capacity and overflow system..
Кроме того, ДВС-генератор, тяговые электродвигатели и накопитель энергии электрически соединены между собой через высоковольтный коммутационный блок посредством CAN-шины и проводов управления.In addition, the internal combustion engine generator, traction motors and energy storage are electrically connected to each other via a high-voltage switching unit via a CAN bus and control wires.
Кроме того, высоковольтный коммутационный блок имеет систему контроля изоляции с непрерывным измерением сопротивления изоляции и отправки их значений в CAN шину.In addition, the high-voltage switching unit has an insulation monitoring system with continuous measurement of insulation resistance and sending their values to the CAN bus.
Кроме того, только два тяговых электродвигателей-редукторов имеют механическую связь, а все остальные элементы трансмиссии связаны между собой исключительно по CAN-шине и проводами управления.In addition, only two traction motor-gearboxes have a mechanical connection, and all other transmission elements are connected to each other exclusively via a CAN bus and control wires.
Кроме того, ДВС-генератор соединен с высоковольтным коммутационным блоком через AC-DC преобразователь.In addition, the internal combustion engine generator is connected to the high-voltage switching unit via an AC-DC converter.
Кроме того, дополнительно с высоковольтным коммутационным блоком соединен DC-AC инвертор.In addition, a DC-AC inverter is additionally connected to the high-voltage switching unit.
Кроме того, накопитель энергии снабжен системой BMS.In addition, the energy storage device is equipped with a BMS system.
Кроме того, накопитель энергии снабжен блоком терморегулирования.In addition, the energy storage device is equipped with a thermal control unit.
Кроме того, малогабаритный гусеничный вездеход с электромеханической трансмиссией дополнительно снабжен низковольтным коммутационным блоком, с одной стороны соединенным с главным блоком управления и органами управления, а с другой с высоковольтным коммутационным блоком через DC -DC преобразователь, объединенный с блоком бортового зарядного устройства.In addition, a small-sized tracked all-terrain vehicle with an electromechanical transmission is additionally equipped with a low-voltage switching unit, on the one hand connected to the main control unit and controls, and on the other with a high-voltage switching unit through a DC-DC converter combined with an on-board charger unit.
Кроме того, общее внутренне полезное водоизмещающее пространство, объединенное с дополнительным водоизмещающим полезным пространством, расположенным в подгусеничном обводе движителей, полностью защищены от попадания пыли и воды.In addition, the general internal useful displacement space, combined with the additional displacement useful space located in the under-track contour of the propulsors, is completely protected from dust and water.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Фиг. 1 - Основные элементы конструкции вездехода с тяговыми электродвигателями, установленными в передней части силового каркаса в блоке с редукторами и соединенные с узлом ведущего колеса карданной передачей, вид в изометрии;Fig. 1 - The main structural elements of an all-terrain vehicle with traction electric motors installed in the front part of the power frame in a block with gearboxes and connected to the drive wheel assembly by a cardan transmission, isometric view;
Фиг. 2 - Основные элементы конструкции вездехода с тяговыми электродвигателями, установленными в передней части силового каркаса в блоке с редукторами и соединенные с узлом ведущего колеса карданной передачей, вид сверху;Fig. 2 - The main structural elements of an all-terrain vehicle with traction electric motors installed in the front part of the power frame in a block with gearboxes and connected to the drive wheel assembly by a cardan transmission, top view;
Фиг. 3 - Основные элементы конструкции вездехода с тяговыми электродвигателями, установленными в передней части силового каркаса в блоке с редукторами и соединенные с узлом ведущего колеса карданной передачей, вид спереди;Fig. 3 - The main structural elements of an all-terrain vehicle with traction electric motors installed in the front part of the power frame in a block with gearboxes and connected to the drive wheel assembly by a cardan transmission, front view;
Фиг. 4 - Основные элементы конструкции вездехода с тяговыми электродвигателями, установленными снаружи передней части силового каркаса и выполненные в виде непосредственно электродвигателей-колес в качестве ведущих колес, вид в изометрии;Fig. 4 - The main structural elements of an all-terrain vehicle with traction electric motors installed outside the front part of the power frame and made in the form of direct electric motors-wheels as driving wheels, isometric view;
Фиг. 5 - Основные элементы конструкции вездехода с тяговыми электродвигателями, установленными снаружи передней части силового каркаса и выполненные в виде непосредственно электродвигателей-колес в качестве ведущих колес, вид сверху;Fig. 5 - The main structural elements of an all-terrain vehicle with traction electric motors installed outside the front part of the power frame and made in the form of direct electric motors-wheels as driving wheels, top view;
Фиг. 6 - Основные элементы конструкции вездехода с тяговыми электродвигателями, установленными снаружи передней части силового каркаса и выполненные в виде непосредственно электродвигателей-колес в качестве ведущих колес, вид спереди;Fig. 6 - The main structural elements of an all-terrain vehicle with traction electric motors installed outside the front part of the power frame and made in the form of direct electric motors-wheels as driving wheels, front view;
Фиг. 7 - Схема электрического соединения элементов конструкции.Fig. 7 - Electrical connection diagram of structural elements.
На фигурах позициями отмечены следующие элементы:The following elements are marked with positions in the figures:
1 - ДВС-генератор;1 - internal combustion engine generator;
2 - Бензобаки;2 - Gas tanks;
3 - Тяговый электродвигатель;3 - Traction motor;
4 - Накопитель энергии (аккумуляторная батарея);4 - Energy storage (battery);
5 - Редуктор;5 - Gearbox;
6 - Ведущее колесо;6 - Drive wheel;
7 - Тяговый инвертор;7 - Traction inverter;
8 - Блок управления;8 - Control unit;
9 - Блок терморегулирования накопителя энергии;9 - Thermal control unit of the energy storage device;
10 - Высоковольтный коммутационный блок;10 - High-voltage switching unit;
11 - AC-DC преобразователь;11 - AC-DC converter;
12 - DC-AC инвертор;12 - DC-AC inverter;
13 - Низковольтный коммутационный блок;13 - Low-voltage switching block;
14 - Комбинация приборов;14 - Instrument cluster;
15 - CAN-логгер;15 - CAN logger;
16 - DC-DC преобразователь;16 - DC-DC converter;
17 - Блок бортового зарядного устройства.17 - On-board charger unit.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Заявленный малогабаритный гусеничный вездеход с электромеханической трансмиссией содержит силовой каркас, гусеничные движители, а также установленные в силовом каркасе и соединенные между собой ДВС-генератор 1 (генераторный модуль, состоящий из двигателя внутреннего сгорания, вращающего синхронный генератор на постоянных магнитах переменного тока), который в свою очередь соединен с двумя бензобаками 2, два тяговых электродвигателя 3, каждый из которых соединен со своим тяговым инвертором 7, накопитель энергии (батарею) 4 и блок управления 8.The claimed small-sized tracked all-terrain vehicle with an electromechanical transmission contains a power frame, tracked movers, as well as an internal combustion engine generator 1 installed in the power frame and interconnected (a generator module consisting of an internal combustion engine rotating a synchronous generator on permanent magnets of alternating current), which in turn connected to two gas tanks 2, two traction electric motors 3, each of which is connected to its own traction inverter 7, an energy storage device (battery) 4 and a control unit 8.
Силовой каркас содержит пол, крышу и стенки, образующие общее внутренне полезное водоизмещающее пространство, объединенное с дополнительными водоизмещающими полезными пространствами, расположенными с двух сторон от общего внутреннего полезного водоизмещающего пространства в подгусеничном обводе движителей.The load-bearing frame contains a floor, a roof and walls that form a common internal useful displacement space, combined with additional useful displacement spaces located on both sides of the common internal useful displacement space in the under-track contour of the propulsors.
При этом тяговые электродвигатели 2 обоих бортов могут быть установлены в передней части силового каркаса в блоке с редукторами 5 и соединены с узлом ведущего колеса 6 карданной передачей для организации переднего привода гусеничного движителя (фиг. 1, 2, 3) или могут быть установлены снаружи передней части силового каркаса и выполнены в виде непосредственно электродвигателей-колес в качестве ведущих колес (фиг. 4, 5, 6).In this case, the traction electric motors 2 of both sides can be installed in the front part of the power frame in a block with gearboxes 5 and connected to the drive wheel assembly 6 by a cardan transmission to organize the front drive of the tracked propulsion unit (Fig. 1, 2, 3) or can be installed outside the front parts of the power frame and are made in the form of direct electric motors-wheels as driving wheels (Fig. 4, 5, 6).
ДВС-генератор 1 установлен полностью в дополнительном водоизмещающем полезном пространстве одного из подгусеничных обводов, а накопитель энергии 4 установлен полностью в противоположном водоизмещающем полезном пространстве другого подгусеничного обвода и равен по весу ДВС-генератору 1.The internal combustion engine generator 1 is installed completely in the additional displacement useful space of one of the under-track contours, and the energy storage device 4 is installed completely in the opposite displacement useful space of the other under-track contour and is equal in weight to the internal combustion engine generator 1.
При этом бензобаки 2 установлены полностью в обоих водоизмещающих полезных пространствах подгусеничного обвода движителей (т.е. один бензобак в одном обводе, другой бензобак в другом противоположном обводе), имеют одинаковую конструкцию, одинаковую емкость и систему перелива.In this case, the gas tanks 2 are installed completely in both displacement useful spaces of the under-track contour of the propulsors (i.e., one gas tank in one contour, the other gas tank in the other opposite contour), have the same design, the same capacity and overflow system.
Накопитель энергии, снабжен системой BMS и блоком 9 терморегулирования. Такое расположение ДВС-генератора, бензобаков и накопителя энергии необходимо, в том числе, для увеличения полезного объема для топлива, для увеличения полезного пространства для экипажа и/или груза, а также для улучшения развесовки. Создание идеальной развесовки дает равномерное опирание на опорную поверхность, что в условиях слабонесущих грунтов или воды повышает качества проходимости и непроваливаемости, что в свою очередь является огромным плюсом для любого вездехода. Наличие у батареи системы BMS и блока терморегулирования может дополнительно обеспечивать надежную и долгую работу как самой батареи, так и всей трансмиссии в целом, позволяя продолжительное время передвигаться вездеходу вдали от заправочных станций при любых погодных условиях.The energy storage device is equipped with a BMS system and a thermal control unit 9. This arrangement of the internal combustion engine generator, gas tanks and energy storage is necessary, among other things, to increase the usable volume for fuel, to increase the usable space for the crew and/or cargo, and also to improve weight distribution. Creating an ideal weight distribution provides uniform support on the supporting surface, which in conditions of weakly bearing soils or water improves the quality of cross-country ability and resistance to failure, which in turn is a huge plus for any all-terrain vehicle. The presence of a BMS system and a thermal control unit in the battery can additionally ensure reliable and long-term operation of both the battery itself and the entire transmission as a whole, allowing the all-terrain vehicle to travel for a long time away from gas stations in all weather conditions.
ДВС-генератор 1, тяговые электродвигатели 3 с инверторами 7 и накопитель энергии 4 электрически соединены между собой через высоковольтный коммутационный блок 10 посредством CAN-шины и проводов управления. При этом только тяговые электродвигатели-редукторы имеют механическую связь, а все остальные элементы трансмиссии связаны между собой исключительно по CAN-шине и проводами управления. Такая простота конструкции (без множества механических связей и дополнительных элементов) обеспечивает ее высокую надежность и работоспособность, минимальное обслуживание, повышение межремонтного пробега, малый вес и габариты вездехода, и другие здесь перечисленные преимущества.The internal combustion engine generator 1, traction motors 3 with inverters 7 and energy storage 4 are electrically connected to each other through a high-voltage switching unit 10 via a CAN bus and control wires. In this case, only the traction electric motors-gearboxes have a mechanical connection, and all other transmission elements are connected to each other exclusively via a CAN bus and control wires. This simplicity of design (without many mechanical connections and additional elements) ensures its high reliability and performance, minimal maintenance, increased service life, low weight and dimensions of the all-terrain vehicle, and other advantages listed here.
Высоковольтный коммутационный блок 10 имеет систему контроля изоляции с непрерывным измерением сопротивления изоляции и отправки их значений в CAN шину.The high-voltage switching unit 10 has an insulation monitoring system with continuous measurement of insulation resistance and sending their values to the CAN bus.
Как видно из схемы (фиг. 7) ДВС-генератор 1 вездехода соединен с высоковольтным коммутационным блоком 10 через AC-DC преобразователь 11, при этом дополнительно с высоковольтным коммутационным блоком 10 соединен DC-AC инвертор 12. Кроме того, вездеход снабжен низковольтным коммутационным блоком 13, с одной стороны соединенным с главным блоком управления 8, комбинацией приборов 14, CAN-логгером 15, штатной АКБ, замком зажигания и органами управления, а с другой с высоковольтным коммутационным блоком 10 через DC-DC преобразователь 16, объединенный с блоком 17 бортового зарядного устройства с выходом на розетку 220 вольт.As can be seen from the diagram (Fig. 7), the internal combustion engine generator 1 of the all-terrain vehicle is connected to a high-voltage switching unit 10 through an AC-DC converter 11, while in addition a DC-AC inverter 12 is connected to the high-voltage switching unit 10. In addition, the all-terrain vehicle is equipped with a low-voltage switching unit 13, on one side connected to the main control unit 8, instrument cluster 14, CAN logger 15, standard battery, ignition switch and controls, and on the other to the high-voltage switching unit 10 through a DC-DC converter 16, combined with the on-board unit 17 charger with output to a 220 volt outlet.
Высоковольтный коммутационный блок (ВКБ) предназначен для:The high-voltage switching unit (VKB) is designed for:
- Обеспечение централизованного подключения всех высоковольтных блоков трансмиссии;- Ensuring centralized connection of all high-voltage transmission units;
- Обеспечение защиты блоков, не имеющих собственных систем защиты от высоких токов (предохранителей);- Providing protection for units that do not have their own high current protection systems (fuses);
- Наличие собственной системы контроля изоляции с непрерывным измерением сопротивления изоляции и отправки их значений в CAN шину;- Availability of its own insulation monitoring system with continuous measurement of insulation resistance and sending their values to the CAN bus;
- Наличие световой индикации состояния на корпусе (готов/не готов).- Availability of status light indication on the body (ready/not ready).
Низковольтный коммутационный блок (НКБ) предназначен для:Low-voltage switching unit (LVS) is designed for:
- Централизованное подключение всех низковольтных устройств и распределение электрической энергии между низковольтными потребителями ЭМТ вездехода;- Centralized connection of all low-voltage devices and distribution of electrical energy between low-voltage consumers of the EMT of the all-terrain vehicle;
- Подключение и отключение низковольтных потребителей по команде главного блока управления.- Connection and disconnection of low-voltage consumers at the command of the main control unit.
Накопитель энергии предназначен для:The energy storage device is intended for:
- Эффективное накопление энергии, хранение и распределение между внутренними накопительными блоками (балансировка батареек) и стабильная отдача энергии потребителям. Имеет жидкостный контур для подключения системы охлаждения и подогрева.- Effective energy accumulation, storage and distribution between internal storage units (battery balancing) and stable energy delivery to consumers. It has a liquid circuit for connecting the cooling and heating system.
Блок терморегулирования для накопителя энергии предназначен для:Thermal control unit for energy storage is designed for:
- Обеспечение охлаждения температурного режима накопителя энергии до рабочего и предварительный подогрев накопителя энергии при запуске в отрицательных температурах.- Ensuring cooling of the energy storage temperature to operating temperature and preheating the energy storage when starting in subzero temperatures.
Главный блок управления (ГБУ) служит для управления всеми элементами ЭМТ. К ГБУ подключаются блоки всех систем ЭМТ вездехода по шине цифровой связи, и предназначен для:The main control unit (MCU) is used to control all elements of the EMT. The units of all EMT systems of the all-terrain vehicle are connected to the GBU via a digital communication bus, and is intended for:
- Обеспечение формирования управляющих сигналов для всех подключенных блоков;- Ensuring the generation of control signals for all connected units;
- Обработка телеметрической информации;- Processing of telemetric information;
- Реализация предустановленных управляющих правил в зависимости от получаемой информации (штатные и аварийные алгоритмы работы).- Implementation of predefined control rules depending on the information received (standard and emergency operating algorithms).
- Управление скоростью / крутящим моментом тяговых электродвигателей;- Speed/torque control of traction motors;
- Управление током заряда / разряда накопителя энергии;- Control of charge/discharge current of energy storage device;
- Управление мощностью AC-DC преобразователя генератора;- Power control of the AC-DC generator converter;
- Управление бортовым зарядным устройством;- Control of the on-board charger;
- Распределение крутящего момента по бортам;- Distribution of torque along the sides;
- Управление блоком терморегулирования накопителя;- Control of the storage thermal control unit;
- Управление включением потребителей (например, насосов систем охлаждения и вентиляторов) через низковольтный коммутационный блок;- Control of switching on of consumers (for example, pumps of cooling systems and fans) through a low-voltage switching unit;
- Обеспечение снижения мощности тяговых приводов при повышении температуры двигателей или инверторов;- Ensuring that the power of traction drives decreases when the temperature of motors or inverters increases;
- Обеспечение снижение токов или мощности AC-DC преобразователя в зависимости от температурного состояния ДВС, генератора или самого преобразователя;- Providing a reduction in currents or power of the AC-DC converter depending on the temperature state of the internal combustion engine, generator or the converter itself;
- Обеспечение снижение токов заряд-разряда накопителя в зависимости от допустимых токов, выдаваемых системой управления накопителем энергии;- Ensuring a reduction in the charge-discharge currents of the storage device depending on the permissible currents issued by the energy storage control system;
- Обеспечение процесса зарядки накопителя энергии при извлеченном ключе зажигания;- Ensuring the charging process of the energy storage device when the ignition key is removed;
- Обеспечение реагирования системы управления при повреждениях изоляции на основании данных контроля изоляции в ВКБ;- Ensuring the response of the control system in case of insulation damage based on insulation monitoring data in the VKB;
- Обеспечение возможности калибровки параметров системы (например, максимальная скорость, максимальные тяговые усилия, коэффициенты системы рулевого управления и пр.) через сервисное Windows-приложение;- Providing the ability to calibrate system parameters (for example, maximum speed, maximum traction, steering system coefficients, etc.) through the Windows service application;
- Обеспечение обработки сигналов датчика уровня топлива;- Providing processing of fuel level sensor signals;
- Обеспечение обработки сигналов датчика температуры ДВС в случае отсутствия данных о температуре в CAN-шине блока управления ДВС.- Providing processing of signals from the internal combustion engine temperature sensor in the absence of temperature data in the CAN bus of the internal combustion engine control unit.
Модуль записи данных бортовых CAN-шин (CAN-логгер) предназначен для:The on-board CAN bus data recording module (CAN logger) is designed for:
- Обеспечение сохранения данных бортовых CAN-шин на энергонезависимую память за период не менее 24 часов в необработанном виде.- Ensuring that on-board CAN bus data is saved to non-volatile memory for a period of at least 24 hours in raw form.
Комбинация приборов предназначена для:The instrument cluster is designed for:
- Отображение актуальной информации состояния компонентов ЭМТ.- Display of current information on the status of EMT components.
Селектор режимов движения предназначен для:The driving mode selector is designed for:
- Переключение ЭМТ в режим - движение вперед/нейтраль/движение назад- Switching the EMT to mode - forward/neutral/reverse
Тяговые электродвигатели предназначены для:Traction motors are designed for:
- Преобразование электрической энергии в механическую для приведения в движение транспортного средства.- Converting electrical energy into mechanical energy to propel a vehicle.
Тяговые инверторы предназначены для:Traction inverters are designed for:
- Обеспечение продолжительной работы тяговых электродвигателей на номинальной мощности во всем диапазоне рабочих напряжений (рабочего уровня заряда) накопителя энергии- Ensuring continuous operation of traction motors at rated power over the entire range of operating voltages (operating charge level) of the energy storage device
Генераторный модуль состоит из двигателя внутреннего сгорания, вращающего синхронный генератор на постоянных магнитах переменного тока и предназначен для:The generator module consists of an internal combustion engine that rotates a synchronous alternating current magnet generator and is designed for:
AC-DC преобразователь предназначен для:AC-DC converter is designed for:
- Преобразование переменного тока, вырабатываемого генераторным модулем в постоянный ток для накопителя энергии.- Conversion of alternating current generated by the generator module into direct current for the energy storage device.
DC-DC преобразователь предназначен для:DC-DC converter is designed for:
- Понижение высоковольтного напряжения постоянного тока до 12-ти вольтового напряжения постоянного тока для питания бортовых электроприборов и зарядки штатного 12-ти вольтового аккумулятора.- Reducing high-voltage DC voltage to 12-volt DC to power on-board electrical devices and charge the standard 12-volt battery.
Бортовое зарядное устройство предназначен для:The on-board charger is designed for:
- Обеспечение заряда накопителя энергии от внешних источников.- Ensuring the energy storage device is charged from external sources.
DC-AC инвертор предназначен для:DC-AC inverter is designed for:
- Преобразование высоковольтного напряжения постоянного тока в бытовую э/э переменного тока для бытовых нужд.- Conversion of high-voltage DC voltage into household AC electricity for domestic needs.
Электронный датчик рулевой колонки предназначен для:The electronic steering column sensor is designed for:
- Создание зависимого от угла поворота рулевой колонки сигнала для ГБУ, для обеспечения различной скорости на тяговых электромоторах при осуществлении поворота.- Creation of a signal for the hydraulic control unit, dependent on the angle of rotation of the steering column, to ensure different speeds on the traction electric motors when making a turn.
Общее внутренне полезное водоизмещающее пространство, объединенное с дополнительным водоизмещающим полезным пространством, расположенным в подгусеничном обводе движителей, и соответственно электротрансмиссия, полностью защищены от попадания пыли и воды.The general internal useful displacement space, combined with an additional displacement useful space located in the under-track contour of the propulsors, and, accordingly, the electric transmission, are completely protected from dust and water.
При такой конструкции у заявленного вездехода есть возможность страгиваться с места в условиях тяжелой геометрической проходимости (крутые подъемы, овраги, выход с плава на лед и т.д.) по принципу электровоза (который страгивает с места огромную массу груза). Использование свойства электромотора создавать максимальный крутящий момент на валу в диапазоне скоростей от 0 км/ч до максимальной обеспечивает возможность преодоления вездеходом препятствий с максимальным усилием на минимальной скорости, что значительно повышает вездеходные возможности вездехода по сравнению с традиционными конструкциями трансмиссий. Передвижение по условиям экстремального бездорожья на минимальной скорости значительно повышает безопасность, комфорт и сохранность вездеходного транспортного средства.With this design, the claimed all-terrain vehicle has the ability to move away in conditions of difficult geometric terrain (steep climbs, ravines, exiting afloat onto ice, etc.) according to the principle of an electric locomotive (which moves a huge mass of cargo). Using the ability of the electric motor to create maximum torque on the shaft in the speed range from 0 km/h to maximum makes it possible for the all-terrain vehicle to overcome obstacles with maximum effort at minimum speed, which significantly increases the all-terrain capabilities of the all-terrain vehicle compared to traditional transmission designs. Driving through extreme off-road conditions at minimum speed significantly increases the safety, comfort and safety of an all-terrain vehicle.
В том числе за счет использования генератора меньшей мощности для подзарядки батареи и работы его в режиме лучшего КПД увеличивается общий пробег вездехода.Including the use of a lower-power generator to recharge the battery and operate it in a better efficiency mode, the total mileage of the all-terrain vehicle increases.
Использование электротрансмиссии позволило отказаться практически от всех механических связей, что дало возможность применить различные компоновочные решения с равномерной развесовкой, что очень важно для любого вездехода на слабонесущей опорной поверхности и на воде. Конструкция является универсальной - в зависимости от компоновочной необходимости она может обеспечить передний или задний привод гусеничного вездехода и создать идеальную развесовку машины.The use of electric transmission made it possible to abandon almost all mechanical connections, which made it possible to use various layout solutions with uniform weight distribution, which is very important for any all-terrain vehicle on a weak-bearing supporting surface and on water. The design is universal - depending on the layout needs, it can provide front- or rear-wheel drive for a tracked all-terrain vehicle and create an ideal weight distribution for the vehicle.
Также обеспечивается возможность использования вездехода, как электростанции бытовой электроэнергии, вдали от источников энергии.It also makes it possible to use the all-terrain vehicle as a power plant for household electricity, away from energy sources.
Кроме того, размещение элементов вездехода полностью в подгусеничном пространстве значительно увеличит полезное пространство транспортного средства, что в свою очередь за счет высвобождения сделает данное транспортное средство полностью универсальным и многовариантным для использования.In addition, placing the elements of an all-terrain vehicle completely in the under-track space will significantly increase the usable space of the vehicle, which in turn, due to the release, will make this vehicle completely universal and multi-variant for use.
Применение электромеханической трансмиссии позволит сделать сочлененное гусеничное транспортное средство, значительно повышающее вездеходные возможности в преодолении препятствий. Для этого необходимо соединить вездеход на свободную шаровую сцепку с аналогичным транспортным средством, обладающим электромеханической трансмиссией. В отличие от постоянно сочлененных вездеходов это можно делать кратковременно, только для преодоления тяжелых видов препятствий. Электротрансмиссия заявленного вездехода имеет наилучший показатель по соотношению масса машины/тяга на крюке и рассчитана на передвижение ТС с высокой максимальной скоростью за счет небольшого веса всей конструкции и применения развитой подвески.The use of an electromechanical transmission will make it possible to create an articulated tracked vehicle that significantly increases all-terrain capabilities in overcoming obstacles. To do this, it is necessary to connect the all-terrain vehicle using a free ball coupling with a similar vehicle that has an electromechanical transmission. Unlike permanently articulated all-terrain vehicles, this can be done for a short time, only to overcome difficult types of obstacles. The electric transmission of the claimed all-terrain vehicle has the best indicator in terms of the vehicle weight/hook thrust ratio and is designed to move the vehicle at a high maximum speed due to the low weight of the entire structure and the use of a developed suspension.
Вышеописанный вездеход обладает простой и надежной конструкцией, он не обвешан массой дополнительных устройств и имеет минимум механических связей, при этом имеет улучшенную правильную развесовку и увеличенное полезное пространство для размещения, например, экипажа и/или груза, может передвигаться вдали от заправочных станций при любых погодных условиях, имея малый межремонтный пробег и не требуя больших трудозатрат на ремонт и обслуживание.The above-described all-terrain vehicle has a simple and reliable design, it is not hung with a mass of additional devices and has a minimum of mechanical connections, while it has improved correct weight distribution and increased usable space to accommodate, for example, crew and/or cargo, and can move away from gas stations in all weather conditions. conditions, having a short turnaround time and not requiring large labor costs for repairs and maintenance.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2809167C1 true RU2809167C1 (en) | 2023-12-07 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2271940C2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-03-20 | Гибс Текнолоджиз Лимитед | Transmission and amphibian vehicle |
| RU2549300C1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-04-27 | Вячеслав Александрович Лумельский | Cross-country vehicle |
| RU2727422C1 (en) * | 2020-02-10 | 2020-07-21 | Сергей Александрович Селезнев | Amphibian on caterpillar propulsor |
| CN212373555U (en) * | 2020-02-27 | 2021-01-19 | 南京航空航天大学 | Split type hybrid vehicle platform structure |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2271940C2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-03-20 | Гибс Текнолоджиз Лимитед | Transmission and amphibian vehicle |
| RU2549300C1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-04-27 | Вячеслав Александрович Лумельский | Cross-country vehicle |
| RU2727422C1 (en) * | 2020-02-10 | 2020-07-21 | Сергей Александрович Селезнев | Amphibian on caterpillar propulsor |
| CN212373555U (en) * | 2020-02-27 | 2021-01-19 | 南京航空航天大学 | Split type hybrid vehicle platform structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20170015397A1 (en) | Electric Propulsion System for Marine Applications and Method of Use | |
| US10618399B2 (en) | Front-engine extended range electric passenger vehicle | |
| US11014451B2 (en) | Reconfigurable electrical power conversion system | |
| JP2016533960A (en) | Retrofit system for converting a vehicle into one of a hybrid electric vehicle and an electric vehicle (EV) | |
| CN102452325A (en) | Apparatus and method for charging an electric vehicle | |
| BR112012005365A2 (en) | hybrid vehicle propulsion system with a combustion engine as propellant | |
| CN106080067A (en) | Amphibian solar electrically propelled vehicle | |
| CN102923129B (en) | A kind of driving method when stroke-increasing electric automobile short travel travels | |
| US20230249795A1 (en) | Integrated electric pontoon drive system | |
| RU2809167C1 (en) | Small-sized tracked all-terrain vehicle with electromechanical transmission entirely located in undertrack space | |
| RU2811594C1 (en) | Small tracked all-terrain vehicle with electromechanical transmission | |
| EP2933172B1 (en) | Articulated vehicle for transporting passengers with an improved driving system | |
| JP5217315B2 (en) | Amphibious vehicle | |
| CN103818233A (en) | Comprehensive amphibious vehicle propulsion system | |
| US11387668B2 (en) | Dual drive electric vehicle with unlimited range drive capabilities | |
| Cheng et al. | Zero emission electric vessel development | |
| CN115416473A (en) | Multi-shaft driving hybrid power system and vehicle | |
| WO2016178770A1 (en) | The transportation battery assist system | |
| CN211364863U (en) | Fishing boat power and propulsion device | |
| CN108725356B (en) | Vehicle power supply assembly and arrangement method thereof | |
| CN219749495U (en) | Driving device and movable equipment thereof | |
| RU2737768C1 (en) | Self-propelled machine with electric transmission | |
| CN216033563U (en) | Hybrid amphibious vehicle | |
| CN217073963U (en) | Electric drive system of amphibious passenger car | |
| JPH03270603A (en) | Electric car |