SU1586928A1 - Ведущий мост транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трансмисси м транспортных средств с ходоуменьшител ми. Цель изобретени  - повышение эффективности за счет обеспечени  возможности получени  бесступенчато регулируемых пониженных скоростей движени  транспортного средства. В качестве ходоуменьшител  используютс  межколесный дифференциал 1, в корпусе 2 которого размещены полуосевые шестерни /ПШ/ 3 и 4, полуоси 5 и 6, посто нно св занный с полуосью 6 подвижный элемент /ПЭ/ 7, выполн ющий в известных конструкци х функцию блокировки дифференциала 1, и управл ющий механизм 8. ПШ 4 установлена с возможностью вращени  относительно соответствующей ей полуоси 6, св зана с гидротормозом 9 и снабжена соединительными элементами /СЭ/ 10 дл  св зи с СЭ 11 ПЭ 7. Полуось 5 снабжена СЭ 12 дл  св зи с СЭ 13 ПЭ 7, а управл ющий механизм 8 выполнен трехпозиционным. Дл  получени  диапазона пониженных скоростей управл ющий механизм 8 переключаетс  в третью позицию. При этом СЭ 12 полуоси 5 зацепл етс  с СЭ ПЭ 7, в результате чего возникает жестка  св зь между полуос ми 5 и 6. При этом СЭ 10 ПШ 4 выход т из зацеплени  с СЭ 11 ПЭ 7, в результате чего ПШ 4 отсоедин етс  от полуоси 6. Частота вращени  ПШ 4 регулируетс  гидротормозом 9, при этом частота вращени  ПШ 3 и полуосей 5 и 6 измен етс  от нул  (при отсутствии тормозного момента на ПШ 4) до удвоенной частоты вращени  корпуса 2 дифференциала 1 (при полностью заторможенной ПШ 4). 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, в частности к трансмисси м транспортных средств с ходоуменьшител ми, и может быть использовано в тракторах и аналогичных машинах дл  получени  пониженных технологических скоростей движени . .

Цель изобретени  - повышение эффективности за счет обеспечени  возможности получени  бесступенчатого регулируемых г-юниженных скоростей движени  транс- riopTHoro средства.

I На фиг. 1 представлена кинематическа  4хема ведущего моста, подвижный элемент положении, соответствующем режиму Дифференциального привода движителей (I Позици  управл ющего механизма); на фиг. 2 и 3 - ведущий мост, конкретные примеры Е|ыполнени : на фиг. 4 - положение подвиж- Иого элемента при работе устройства в ре- |)симах сблокированного привода Движителей, торможени  и сто ночного tppM03a; на фиг. 5 - взаимное положение ч|астей устройства при работе, в режимах х|одоуменьшени , а также при работе с мо- Е)ильными и стационарными агрегатируе- 1Н1ЫМИ машинами; на фиг. 6 - графики з ависимости скорости движени  транспор- тйого средства от частоты вращени  управ- л| ющего звена дифференциала в режиме хйдоуменьшени  (III позици  управл юще- .г|э механизма).

Ведущий мост содержит.межколесный дифференциал 1, корпус 2 которого кинематически св зан с двигателем 3. В корпусе 2 установлены саттелиты 4, наход щиес  в з|ацеплении с полуосевыми шестерн ми 5 и 6 Полуоси 7 и 8 кинематически св заны с движител ми 9. Мост снабжен управл ющим механизмом 10. который кинематически св зан с подвижным элементом 11. Последний установлен на одной из полуосей (например, на полуоси 8, расположенной со стороны полуосевой шестерни 6) и св зан с ней посредством зубчатого соединени  12. Полуосева  шестерн  6 установлена в корпусе дифференциала 2 с Эозможностью вращени  относительно соответствующей ей полуоси 8 и снабжена зубчатым венцом 13, который находитс  в зацеплении.с ведущим зубчатым колесом 14 гидротормоза 15. Последний состоит из насоса 16 и регулируемого дроссел  17. Полуосева  шестерн  6 снабжена соедини- т 5льными элементами 18, например зубь ми внутреннего зацеплени , профиль которых соответствует профилю зубьев наружного зацеплени  19, выполненных на подвижном элементе 11. Полуось 7 либо жестко закрепленна  на ней полуосева  uiec

терн  5 снабжены соединительными элементами 20, например зубь ми наружного зацеплени , профиль которых соответствует профилю зубьев внутреннего зацеплени  5 21 подвижного элемента 11, Управл ющий механизм 10 выполнен трехпозиционным и обеспечивает посредством подвижного элемента 11 св зь: в I позиции - полуос д 8 с шестерней 6, в II позиции - обеих полуосей 10 7 и 8 с полуосевой шестерней 6 и в III позиции - полуоси 7 с полуосью 8.

Конструктивное выполнение управл ющего механизма 10, подвижного элемента 11, форма его св зей с полуос ми 7 и 8, с 15 полуосевой шестерней 6, а также конструкци  гидротормоза 15 и форма его св зи с полуосевой шестерней 6 не имеют значени . Предложение может быть реализовано в большинстве существующих конструкций 20 ведущих мостов транспортных средств, содержащих межколесный дифференциал с механизмом его блоки рорки, после их модернизации путчем введени  отличительных признаков предлагаемого моста. Оптималь- 25 ный вариант конструкции моста в каждом конкретном случае определ етс  из услови  качественного функционировани  его составных частей с одной стороны при минимальных изменени х базовой конструкции 30 (т.е. минимальных затратах на стадии под- , готовки производства) с другой стороны.

В корпусе 2 межколесного дифференциала установлены полуосевые шестерни 5 и 6 (фиг.. 2), Полуось 7, жестко св занна  по- 35 средством шлицевого соединени  с полуосевой шестерней 5, выполнена удлиненной и пропущена через центральное отверстие в полуосевой шестерне 6. По- луось 8, расположенна  со стороны 40 указанной полуосевой шестерни, вып.олне- , на укороченной и посредством шлицевого соединени  12 св зана с подвижным элементом 11, который выполнен в виде шли- цевой полумуфты, приводимой в движение 45 от управл ющего механизма (не показан). На ступице полуосевой шестерни 6 закреплено коническое зубчатое колесо 13, наход щеес  в зацеплении с шестерней 14 привода насоса 16 гидротормоза. Узел при- 50 вода насоса 16 выполнен легкосьемным и крепитс  на задней стенке корпуса трансмиссии , что обеспечивает п ростоту ремонта и обслуживание указанного узла и требует минимальных конструктивных изменений 55 трансмиссии. В качестве насоса 16 может быть применен шестеренный насос, т.е. идентичный насосу гидравлической системы трактора, что в максимальной степени отвечает требованию унификации узлов, В качестае дроссел  17 может быть применен

регул тор потока, который устанавливаетс  в кабине трактора.

Ступица зубчатого колеса 13 выполнена удлиненной и снабжена внутренними шлицами 18 дл  св зи с наружными шлицами 19 подвижного элемента 11. На конце полуоси 7 выполнены дополнительные шлицы 20 дл  св зи со шлицами 21 подвижного элемента 11. С целью упрощени  технологии изготовлени  шлицы на обеих полуос х 7 и 8 выполнены одинаковыми, при этом внутренние шлицы 21 подвижного элемента 11 служат одновременно дл  св зи последнего с полуосью 8 (зубчатое соединение 12) и с полуосью 7. Длина шлицевого участка 19 подвижного элемента 11 принимаетс  несколько меньшей рассто ни  между торцом ступицы полуосевой шестерни 6 и внутренней кромкой шлицев 18, что обеспечивает возможность вращени  полуосевой шестерни 6 относительно полуоси 8 в III позиции управл ющего механизма 10.

. Полуоси 7 и 8 могут быть выполнены укороченными {фиг. 3). При этом в полуосевой шестерне 5, жестко св занной с полуосью 7 с помощью шлицевого соединени , часть осевого отверсти  с внутренними шлицами 20 остаетс  открытой. Указанные шлицы служат дл  св зи с наружными шлицами 21 подвижного элемента 11. Последний выполнен в виде полого вала, размещенного между полуос ми, и св зан с полуосью 8 посредством шлицевого соеди- . нени  12. Поверхность осевого отверсти  в полуосевой шестерне б образована двум  смежными участками: шлицевым, с внутренними шлицами 18 дл  св зи с наружными шлицами 19 подвижного элемента 11, и гладким, предназначенным дл  центрировани  подвижного элемента 11 относительно полуосевых шестерен 5 и 6. С целью упрощени  технологии изготовлени  шлицы 19 и 21 ПОДВИЖНОГО элемента 11 выпол- нень одинаковыми и соответственно одинаковы шлицы 18 и 20 полуосевых шестерен 6 и 5.

Длина шлицевого соединени  12 принимаетс  из услови  обеспечени  его прочности при максимальном выдвижении подвижного элемента 11 из полуоси 8 (в III позиции управл ющего механизма 10).

Рассто ние А между торцом полуоси 7 и торцом подвижного элемента 11, наход щегос  в крайнем правом положении {I позиции управл ющего механизма 10), должно быть больше либо равно величине полного хода х подвижного элемента 11, в противном случае в III позиции управл ющего механизма 10 полуосева  шестерн  б св зана с полуосью 8, что не позвол ет получить , диапазон пониженных скоростей. Кроме того, рассто ние В между наружной кромкой шлицев 18 полуосевой шестерни б и кромкой шлицев 19 подвижного элемента 5 11, наход щегос  в крайнем правом положении , принимаетс  меньшим величины хода X подвижного элемента. Если . то в III позиции управл ющего механизма 10 полуосева  шестерн  6 св зана через подвиж- 10 ный элемент 11 с полуосью 8, не может вращатьс  относительно последней, т.е. не достигаетс  поставленна  цель.

Ведущий мост работает следующим образом .

15 .Крут щий момент от двигател  3 передаетс  на корпус 2 межколесного дифференциала 1 и далее через саттелиты 4 на полуосевые шестерни 5 и б. В зависимости от условий движени  либо специфических 20 требований, вытекающих из особенностей выполнени  различных технологических процессов, мост обеспечивает следующие режимы работы транспортного средства.

Режим дифференциального привода 25 движителей (режим 1). Примен етс  при движении транспортного средства по дорогам с твердым покрытием и при маневрировании . Режим обеспечиваетс  путем переключени  управл ющего механизма 10 30 в позицию I (фиг. 1). При этом зубь  19 подвижного элемента 11 ввод тс  в зацепление с зубь ми 18 полуосевой шестерни б, зубь  20 полуоси 7 (либо полуосевой шес- терни 5) и зубь  21 подвижного элемента 11 5 разомкнуты, последний св зан с полуосью 8 посредством зубчатого соединени  12. Тем самым обеспечиваетс  жестка  св зь полуоси 8 с полуосевой шестерней 6. Дроссель 17 гидротормоза 15 полностью откры- 0 ваетс . При движении транспортного средства крут щий момент, подводимый к корпусу 2 дифференциала 1, распредел етс  между полуос ми 7 и 8 поровну, а его величина определ етс  силой сцеплени  с 5 грунтом joro из движителей 9, у которого она имеет наименьшее значение. При вращении полуосевой шестерни б св занное с ней зубчатое колесо 13 приводит во вращение шестерню 14 привода насоса 16. Тор- 0 мозной момент Мшрм на валу насоса 16 в этом случае отсутствует, так как отсутствует сопротивление потдку жидкости на дросселе 17.

Режим сблокированного привода дви- 5 жителей (режим 2). В случа х, когда ведущие колеса попадают в неодинаковые услови  сцеплени  с грунтом, дл  сохранени  проходимости транспортного средства межколесный дифференциал блокируетс . Дл  получени  указанного режима управл ющий механизм 10 переводитс  в позицию I ( фиг. 4). При этом зубь  21 подви кного элемента 11 ввод тс  в зацепление с зубь ми 20 полуоси 7 (либо жестко св занной с ней полуосевой шестерни 5, фиг. 3), зубь  19 зацеплены с зубь ми 18 полуосевой шестерни 6, подвижный элекент 11 св зан с полуосью 8 посредством зубчатого соединени  12. Тем самым обеспечиваетс  жестка  св зь полуоси В с полуосевой шестерней 6 и через полуось 7 с полуосевой шестерней 5. Дроссель 17 гидротормоза 15 полностью открываетс , в результате чего тормозной момент Мторм на полуосевой шестерне 6 со стороны насоса 16 отсутствует. При движении транспортного средства крут щий момент, подводимый к корпусу 2 дифференциала 1, распредел етс  на полуос х 7 и 8 в зависимости от силы т ги по сцеплению движителей 9 с грунтом, т.е. полностью используютс  сцепные возможности обоих движителей и таким образом повышаетс  проходимость транспортного средства.

Режим ходоуменьшени  (режим 3). При выполнении р да сельскохоз йственных, строительно-дорожных и мелиоративных работ требуютс  пониженные скорости движени  транспортного средства, Дл  получени  режима ходоуменьшени  управл ющий механизм 10 переводитс  в позицию III (фиг. 5). На начальном этапе процесса пере-, ключени  управл ющего механизма 10 зубь  21 подвижного элемента 11 ввод тс  в зацепление с зубь ми 20 полуоси 7 (либо полуосевой шестерни 5). Так как подвижный элемент 11 посто нно св зан с полуосью 8 зубчатым соединением 12, возникает жестка  св зь между обеими полуос ми 7 и 8.

На заключительной части хода управл ющего механизма 10 зубь  19 подвижного элемента 11 выход т за зацеплени  с зубь ми 18 полуосевой шестерни 6, в результате чего она отсоедин етс  от соответствующей ей полуоси 8.

Таким образом, при установке управл ющего механизма 10 в позицию III в межколесном дифференциале 1 корпус 2 становитс  ведущим звеном (св зан с двигателем 3), полуосева  шестерн  5 - ведомым звеном (св зана с обеими полуос ми 7 и 8), а полуосева  шестерн  6 - промежуточным управл ющим звеном (св зана с механизмом регулировани  частоты вращени  - гидротормозом 15).

Величина подводимого к корпусу 2 дифференциала 1 крут щего момента в рассматриваемом режиме определ етс  величиной тормозного момента Мторм на полуосевой шестерне 6, а крут щий момент Мвд, возникающий на полуосевой шестерне

5 и полуос х 7 и 8, всегда равен величине Мторм, Т.е. торм.

При полностью открытом дросселе 17 давление в нагнетательной магистрали наcoca 16 отсутствует, а следовательно, отсутствует тормозной момент Мтррм на валу насоса 16 и полуосевой шестерне 6. т.е. Мвд Мторм 0. Так как на полуосевую шестерню 5 действует статический момент сопротивлени  со стороны движителей 9, при вращении корпуса 2 саттелиты 4 обкатываютс  по неподвижной полуосевой шестерне 5 и привод т во вращение полуосевую шестерню 6 и через зубчатую передачу 13-14

вал насоса 16. Частоты вращени  полуосевых шестерен 5 и 6 корпуса 2 св заны зависимостью

ПБЩ

РВД + Пупр

20 где Пвщ - частота вращени  ведущего звена (корпус 2);V .

Пед - частота вращени  ведомого звена (полуосевой шестерни 5);

Пуп|э-- частота вращени -промежуточно- 25 гоуправл ющего звена (полуосевой шестерни 6)..

При Мторм 0; Пупр 2 -Пвщ, т.е. транспрртное средство не движетс . Частота вращени  Пвж корпуса 2 при этом опреде30 л етс  пор дковым номером передачи, включенной в КП.

Дл  начала движени  транспортного средства водитель начинает перекрывать дроссель 1.7,; в результате чего давление

35 жидкости перед ним повышаетс . На валу насоса 16 и св занной с ним посредством зубчатых колес 13 и 14 полуосевой шестерне 6 возникает тормозной момент Мторм На полуосевой шестерне 5 и полуос х 7 и 8

0 возникает момент Мвд Мторм. Частота Пупр вращени  полуосевой шестерни 6 уменьшаетс , а частота Пвд вращени  шестерни 5 и полуосей 7 и 8 пропорционально увеличиваетс , т.е. увеличиваетс  скорость V движе5 ни  транспортного средства.

Увеличение скорости движени  транспортного средства происходит до полного перекрыти  дроссел  17, когда расход жид0 кости через него прекращаетс  и насос 16 останавливаетс . При этом полуосева  шестерн  6 заторможена, а частота вращени  движителей 9 максимальна, т.е. Пупр О, -Пвщ. Транспортное средство движет5 с  с максимальной скоростью пониженного диапазона, равной удвоенному значению скорости, котора  имела бы место при движении на соответствующей передаче без ходоуменьшени  (в 1 и 2 режимах работы).

На графике (фиг. 6) представлена зависимость скорости движени  транспортного средства V от частоты Пупр вращени  управл ющей полуосевой шестерни 6 при посто нной рабочей т говой нагрузке и частоте вращени  коленвала двигател  3. Пр ма  а соответствует включенной I передаче в КП. пр ма  б - включенной .11 передаче, пр ма  в - i-й передаче. Таким образом, ведущий мост позвол ет получить 1 диапазонов бесступенчато регулируемых скоростей, где I - число передач в КП, при этом максимальна  скорость в каждом диапазоне равна удвоенному значению скорости движени  на соответствующей передаче без ходоуменьшени :

Vimax 2 -Vi; V2max 2 Vli; Vimax 2 Vi, ГДе У|,

У||, Vj - скорости движени  транспортного средства соответственно на 1, II и 1-й передачах без ходоуменьшени .

Снижение .скорости транспортного средства в режиме ходоуменьшени  осуществл етс  путем открыти  дроссел  17.

Трансмисси  с предлагаемым мостом более проста по конструкции и имеет более низкую стоимость по сравнению с известной трансмиссией с ходоуменьшителем, так как дл  реализации требуетс  установка только дополнительного гидротормоза 15 с механизмом привода насоса 16, тогда как известный мост предполагает установку дополнительного механизма, который размещен в отдельном корпусе и состоит из дифференциала, редукторной части дл  св зи последнего с трансмиссией и гидротормоза . Кроме того, дл  управлени  известным ходоуменьшителем в кабине транспортного средства устанавливаетс  отдельный механизм управлени .

Дл  управлени  предлагаемым мостом используетс  существующий механизм блокировки дифференциала и, следовательно, в сравнении с известным уменьшаетс  количество оргйнов управлени  в кабине транспортного средства, что улучшает услови  труда водител , снижает его утомл емость .

За счет уменьшени  количества зубчатых зацеплений, участвующих в передаче мощности от двигател  к движител м, на 5-10% по сравнению с известной трансмиссией с ходоуменьшителем снижаютс  потери мощности, при зтом значительное расширение диапазона бесступенчато регулируемых скоростей обуславливает возможность выбора оптимального режима работы машино-тракторного агрегата, что также повышает экономичность его работы.

Режим торможени  и сто ночного тормоза . При неблагопри тном распределении массы трактора с навесными оруди ми по

ос м и колесам, несимметричной навеске орудий, работе поперек склона и в услови х неодинакового сцеплени  ведущих колес с грунтом, предлагаемый мост целесообразно использовать в качестве рабочего тормоза . Дл  получени  указанного режима управл ющий механизм 10 переводитс  в позицию II (фиг. 4). в результате чего все звень  дифференциала 1 блокируютс . Ин0 тенсивность торможени  определ етс  степенью закрыти  дроссел  17 и возрастает с увеличением тормозного момента Мторм на валу насоса 16.

Использование насоса 16 дл  торможе5 ни  транспортного средства позвол ет увеличить срок службы рабочих тормозов и снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт тормозной системы в целом, так как насос 16 в отличие от рабочих тормо0 зов трактора в техническом обслуживании не нуждаетс , а при необходимости замены легко демонтируетс  и устанавливаетс  на корпус трансмиссии (фиг. 2).

Блокирование межколесного диффе5 ренциала при воздействии на рабочие тормоза согласно некоторым исследовани м улучшает тормозные качества и курсовую стабильность колесных тракторов. Кроме того, повышаетс  безопасность движени .

0 трактора, так как в случае отказа тормозной системы предлагаемый мост позвол ет осуществить торможенце.

В режиме сто ночного тормоза (II позици  управл ющего механизма 10) дроссель

5 полностью закрываетс . При этом рабоча  жидкость, заключенна  в полости между насосом 16 и дросселем 17, запираетс , пре- п тству п тем самым вращению движителей 9 и самопроизвольному движению транс0 портного средства. При использовании предлагаемого моста в указанном режиме отпадает необходимость в установке отдельного механизма управлени  сто ночным тормозом, что уменьшает количество

5 органов управлени , размещенных в кабине трактора, а следовательно, облегчает услови  труда водител .

Режим работы с отбором мощности на Привод активных рабочих органов агрегати0 руемых машин. Трансмиссии современных тракторов оснащаютс  различными типами механических ВОМ, которые по принципу действи  дел тс  на независимые, частично независимые, зависимые и синхронные.

5 Синхронные ВОМ отличаютс  наибольшей простотой, однако не позвол ют в известных тракторах осуществл ть раздельное управление режимами работы трактора и агрегатируемой машины, что снижает производительность МТА. С целью повышени 

эффективности его работы современные трактора оснащаютс  независимыми и полунезависимыми ВОМ, имеющими сложную конструкцию привода и автономных механизмов управлени . Предлагаемый мост по- зволлет повысить эффективность работы МТА более простыми средствами.

При движении самоходного шасси в 1 и 2 режимах ( и II позиции управл ющего механизма 10) частота вращени  Пвом синхронного-Вом определ етс  включенной в КП передачей, пропорциональна скорости движени  и регулировке не поддаетс . При включении И позиции управл ющего механизма 10 (фиг. 5), скорость V движени  шасси бесступенчато регулируетс  в семи диапазонах. При этом одному и тому же значению скорости движени  V соответствует семь значений частоты вращени  пвом синхронного ВОМ. В общем случае предлагаемый мост при заданной скорости движени  V3 транспортного средства позвол ет получить I значений частоты вращени  пвом синхронного ВОМ, где i - число передач в КП. На графике (фиг. 6) п вомг частота вращени  синхронного ВОМ на i передаче в КП, п воМ|Г передаче, п вом| З i-й передаче . Аналогично при работе трактора со стационарными машинами и оруди ми можно получить i значений частоты вращени  пвом синхронного ВОМ. Дл  этого управл ющий механизм 10 переключаетс  в позицию II, а дроссель 17 полностью открываетс , в результате чего вращение от КП на движители не передаетс , а частота вращени  пвом синхронного ВОМ измен етс  путем переключени  передач.

Таким рбразом, предлагаемый мост позвол ет-использовать синхронные ВОМ, приводимые во вращение от любого вала КП, в качестве независимых ВОМ и при этом в отличие от известных систем отбора мощности , которые выполн ютс  одно-двухско- ростными, позвол ет получить значительно больше частот их вращени , что повышает эффективность работы МТА, Кроме того, дл 

получени  различных частот вращени  ВОМ не требуетс  отдельный механизм управлени , а используе Ш  рычаг и механизм переключени  передач, что облегчает услови  труда водител .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ведущий мост транспортного средства, содержащий установленный в партере моста межколесный дифференциал, корпус которого кинематически св зан с двигателем

   и посредством саттелитов с полуосевь1ми шестерн ми, полуоси движителей и св занный с одной из полуосей и с управл ющим механизмом подвижный элемент, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

   эффективности за счет обеспечени  возможности получени  бесступенчато регулируемых пониженных скоростей движени  транспортного средства, он снабжен регулируемым тормозным устройством, полуосева  шестерн , расположенна  со стороны, св занной с подвижным элементом полуоси, установлена с возможностью вращени  относительно последней, св зана с указанным тормозным устройством и

   снабжена соединительными элементами дл  св зи с подвижным элементом, втора  полуось либо жестко св занна  с ней полуосева  шестерн  снабжены дополнительными соединительными элементами дл  св зи

   с подвижным элементом, причем управл ющий механизм выполнен трехпозиционным, обеспечивающим посредством подвижного элемента св зь в первой позиции полуосевой шестерни, св занной с гидротормозом,

   с соответствующей ей полуосью, во второй позиции - обеих полуосей с указанной шестерней , в третьей позиции - обеих полуосей.

   i

   хп

   V

   eu

   вЗ

   X

   (Й/г.

   «

   -/

   ш V

   I

   21 , fi -/ff

   о

   - вщ1 вшп

   Фиг.6

   п