Внедорожное колесное транспортное средство
Полезная модель относится к транспортному машиностроению. Внедорожное колесное транспортное средство содержит две секции, шарниром связанные между собой для возможности поворота одной секции относительно другой под действием силового цилиндра, при этом каждая секция установлена на балансирную ходовую тележку, имеющую размещенные по бортам балансиры в виде полых картеров, в каждом из которых размещен входной вал, связанный с главной передачей, и два разнесенных по плечам балансира и связанных с входным валом цепными передачами выходных вала для привода колес с шинами. Транспортное средство снабжено раздаточной коробкой, каждый выходной вал которой связан кинематически с главной передачей соответствующей балансирной тележки одной секции, при этом каждая главная передача связана с выходными валами балансирной ходовой тележки через блокирующийся дифференциал. Плечи балансиров двух секций, обращенные навстречу друг другу, выполнены с возможностью подъема установленных на них колес над опорной поверхностью. 3 ил.
Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности, к колесным транспортным средствам, предназначенным для работы в условиях бездорожья.
Особенностью некоторых транспортных средств является применение балансирного редуктора для привода колес транспортного средства. Такой редуктор содержит картер, шарнирно связанный с рамой с возможностью поворота относительно нее в вертикальной плоскости, и размещенную в картере силовую передачу к ведущим колесам, выполненную в виде продольного вала с тремя коническими шестернями, центральная из которых кинематически связана с установленным на приводном валу ведущим элементом, а крайние - с шестернями осей ведущих колес. Но такое выполнение силовой передачи к ведущим колесам приводит к ухудшению эксплуатационных и массогабаритных параметров неподрессоренной массы из-за существенного веса редуктора вследствие наличия массивных конических шестерен, ориентированных в поперечной плоскости картера.
Использование цепных приводов позволяет уменьшить габариты балансирной тележки и снизить вес неподрессоренной массы при упрощении конструкции привода.
Например, из SU 1713838, В60К 17/36, B60G 5/04, опубл. 23.02.1992 г., известно устройство трансмиссии транспортного средства, преимущественно малолитражного с движителем на пневматических камерных шинах, которое включает в себя вал главной передачи, продольный балансир, несущий оси колес и шарнирно соединенный с цапфой рамы, цепную передачу для привода колес. Посадочная часть оси колеса, установленная в концевой опоре балансира, выполнена конусной, причем конусная часть оси выполнена эксцентрично последней, а ступица колеса и приводная звездочка цепной передачи жестко закреплены на втулке, установленной через подшипники качения на оси колеса.
Так же известно колесное транспортное средство, содержащее две секции, связанные между собой шарнирно для возможности складывания одной секции относительно другой в горизонтальном направлении под действием силового цилиндра, при этом каждая секция установлена на балансирную ходовую тележку, имеющую размещенные по бортам балансиры в виде полых картеров, каждый из которых имеет входной вал, связанный с главной передачей, и два разнесенных по концам балансира выходных вала привода колес с шинами, при этом в каждом балансире входной вала связан отдельной цепной передачей с соответствующим выходным валом (SE 507748, В60К 17/36, опубл. 13.07.1998 г.)
Недостатком известного транспортного средства является то, что балансирные тележки имеют жесткую связь с рамой секции и, по сути, выполняют функцию колесных опор, обеспечивающих перемещение машины по ровной опорной поверхности. Жесткое закрепление элементов привода, отсутствие дифференциальной связи между бортами ходовой балансирной тележки и отсутствие такой же связи между тележками секций не позволяют такой машине перемещаться по неровной поверхности, что ограничивает ее применение, кроме как в качестве строительно-дорожной машины типа скрепера. При этом в этой машине все колеса постоянно находятся в контакте с опорной поверхностью, что увеличивает расход топлива при движении, например, по асфальту. Если предположить, что такое средство передвижения может относиться к категории высокой проходимости, то нецелесообразно при движении по дорогам общего пользования задействовать все колеса в качестве ведущих.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в расширении эксплуатационных возможностей для перемещения по неровным поверхностям при обеспечении согласованной через дифференциальные узлы кинематики вращения ходовых колес и обеспечении экономичности при движении по дорогам общего пользования.
Указанный технический результат достигается тем, что во внедорожном колесном транспортном средстве, содержащем две секции, шарниром связанные между собой для возможности поворота одной секции относительно другой под действием силового цилиндра, при этом каждая секция установлена на балансирную ходовую тележку для опирания на опорную поверхность, имеющую размещенные по бортам балансиры в виде полых картеров, в каждом из которых размещен входной вал, связанный с главной передачей, и два разнесенных по плечам балансира и связанных с входным валом цепными передачами выходных вала для привода колес с шинами, снабжено раздаточной коробкой, каждый выходной вал которой связан кинематически с главной передачей соответствующей балансирной ходовой тележки одной секции, при этом каждая главная передача связана с выходными валами балансирной ходовой тележки через дифференциал, плечи балансиров двух секций, обращенные навстречу друг другу, выполнены с возможностью подъема установленных на них колес над опорной поверхностью.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 кинематическая схема трансмиссии вездеходного транспортного средства;
фиг.2 - вид сбоку на ходовые балансирные тележки, движение по бездорожью;
фиг.3 - положение колес балансирных тележек при движении по дорогам общего пользования.
В рамках настоящей полезной модели рассматривается конструкция внедорожного колесного транспортного средства (фиг.1 и 2), предназначенного для перемещения по бездорожью и неровностям разного характера.
Колесное транспортное средство содержит две секции 1 и 2 (рамной или кузовной конструкции), которые связаны между собой шарниром, облеспечивающим, как минимум, угловое перемещение одной секции относительно другой в горизонтальном направлении (вертикальный шарнир 3). При использовании универсального шарнира (трехстепенного) секции могут поворачиваться под углом друг к другу не только в горизонтальном направлении, но и складываться под некоторым углом в вертикальном направлении. Это позволит исключить передачу изгибных моментов с одной секции на другую при переезде через неровности. Секции связаны между собой по крайней мере одним силовым цилиндром 4 (возможно использование нескольких силовых цилиндров), обеспечивающим удержание секции «в линию» или принудительно смещающим одну секцию относительно другой при повороте или маневрировании. Такие решения (в части шарнирного соединения секций и управления поворотом под действием силового цилиндра) являются известными и широко применяются в шарнирно сочлененных транспортных средствах гусеничного типа, например, в гусеничных снегоболотоходах.
Каждая секция 1 и 2 установлена на балансирную ходовую тележку, имеющую размещенные по бортам балансиры в виде полых картеров 5, в каждом из которых размещен входной вал 6, связанный с главной передачей 7, и два разнесенных по плесам балансира и связанных с входным валом 6 цепными передачами 8 выходных вала 9 для привода колес 10 с шинами.
Привод ведущих колес осуществляется от приводного двигателя (ДВС) 11 через коробку передач (КПП) 12 и раздаточную коробку (РК) 13, которая может быть выполнена в виде обычного раздаточного редуктора или выполнена с блокирующимся дифференциалом (межосевой дифференциал с функцией ручного включения блокировки или с автоматической блокировкой - самоблокирующийся), каждый выходной вал которого связан кинематически с главной передачей 7 соответствующей балансирной ходовой тележки одной секции. Особенностью исполнения каждой балансирной тележки с цепным приводом является то, что, каждая главная передача связана с выходными валами соответствующей ей балансирной ходовой тележки через дифференциал 14 (может быть выполнен блокирующимся).
Передача крутящего момента через шарнирное соединение двух секций осуществляется посредством карданной передачи.
Момент от ДВС поступает через КПП в раздаточную коробку и распределяется по выходным валам блокирующегося дифференциала в РК. Момент с выходных валов РК передается карданными передачами к главным передачам ходовых балансирных тележек секций и дифференциалом 14 распределяется по входным валам балансиров для вращения ведущих звездочек цепных передач, ведомые звездочки которых закреплены на выходных валах, имеющих связь с колесами. Наличие дифференциалов в главных передачах (самоблокирующихся дифференциалов или с принудительно включаемой блокировкой) обеспечивает возможность относительно независимого вращения входных валов привода колес, а возможность блокирования дифференциалов существенно повышает проходимость для случаев потери одним из колес или несколькими колесами контакта с опорной поверхностью. Наличие межосевого дифференциала в РК позволяет передвижение даже при потери колес всей балансирной тележки опоры с грунтом (случай вывешивания колес).
Для исключения жесткой связи выходных валов блокирующихся дифференциалов 14 с входными валами балансиров выходные валы каждого блокирующегося дифференциала главной передачи могут быть связаны с входным валом соответствующей балансирной ходовой тележки карданными валами
Применение цепных передач в приводе колес позволяет существенно снизить неподрессоренную массу, но при этом при некоторых режимах движения на цепях возникает очень большое усилие, которое необходимо разгрузить. Для разгрузки цепей от повышенного тягового момента возможно применение колесных редукторов 15, размещаемых в ступице каждого колеса для связи последнего с выходным валом балансирной ходовой тележки. Эта проблема может быть решена использованием бортовых редукторов (на рисунках не показан), размещаемых в полом картере в зоне каждого выходного вала для привода каждого колеса. При использовании таких колесных или бортовых редукторов цепь передает небольшой тяговый момент, а его увеличение до требуемого тягового усилия на колесе осуществляется уже в колесном или бортовом редукторе. В общем случае в цепной передаче для каждого колеса диаметр ведомой звездочки должен быть больше диаметра ведущей звездочки. Кроме того, колеса одного борта балансирной тележки имеют жесткую связь с ведущим валом, в связи с чем при вывешивании колес одного борта другое колесо проходит меньшее расстояние, чем первое. Это приводит к перегрузке цепей и повышению растягивающего усилия в звеньях. Для исключения этого явления или уменьшения его негативного воздействия целесообразно в каждой цепной передаче предусмотреть компенсатор изменения длины цепей, такой как, например, описан в СА 2246187: цепь делается большей длины и регулируется подпружиненным механизмом натяжения. Возможно применение механизмов типа обгонных муфт в приводе ведомых валов, обеспечивающих временное отключение привода на этот вал при появлении силового рассогласования между ведомыми валами в общем балансире. На входном валу каждой балансирной ходовой тележки может быть размещена муфта с функцией отключения (обгонная муфта) от этого вала ведущей звездочки ценной передачи колеса или муфта проскальзывания (фрикционная с подпружиниванием) этой звездочки относительно входного вала при прохождении колесом пути большего пути другого колеса.
Маневренность такого транспортного средства существенно зависит от длин шарнирно-сопрягаемых секций. При большой длине сочлененных платформ возрастает радиус поворота и снижается проходимость. В связи с этим существенным является выполнение длин секций по отношению к балансирным хо довьем тележкам: каждая секция выполнена длиной не превышающей трех поперечных размеров балансирной ходовой тележки
Для повышения плавности хода, удержания рамы или кузова секций на заданном уровне возможно подрессоривание (GB 678580) балансира относительно рамы секции или применение независимой подвески (ЕР 0163488), посредством которой картер каждой балансирной ходовой тележки связан с секцией. В данном примере исполнения подвеска не показана.
При движении по дорогам общего пользования отсутствует необходимость использования высокой проходимости путем опирания на все ведущие колеса: это приводит к повышенному сопротивлению качения и увеличивает расход топлива. Для исключения этого недостатка плечи балансиров двух секций, обращенные навстречу друг другу (внутренне расположенные), выполнены с возможностью подъема установленных на них колес над опорной поверхностью (фиг.3). Подъем может осуществляться силовыми цилиндрами 16 по аналогии как это применяется в большегрузных автомобилях, перевозящих прицепы (механизм подъема типа "Pusher", используется на OSHKOSH С-НЕТ 8×6/6×6 -седельный тягач тяжеловоз).
Настоящая полезная модель промышленно применима, может быть реализована с использованием технологий транспортного машиностроения.
1. Внедорожное колесное транспортное средство, содержащее две секции, шарниром связанные между собой для возможности поворота одной секции относительно другой под действием силового цилиндра, при этом каждая секция установлена на балансирную ходовую тележку для опирания на опорную поверхность, имеющую размещенные по бортам балансиры в виде полых картеров, в каждом из которых размещен входной вал, связанный с главной передачей, и два разнесенных по плечам балансира и связанных с входным валом цепными передачами выходных вала для привода колес с шинами, отличающееся тем, что оно снабжено раздаточной коробкой, каждый выходной вал которой связан кинематически с главной передачей соответствующей балансирной ходовой тележки одной секции, при этом каждая главная передача связана с выходными валами балансирной ходовой тележки через дифференциал, плечи балансиров двух секций, обращенные навстречу друг другу, выполнены с возможностью подъема установленных на них колес над опорной поверхностью.
2. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено колесным редуктором, размещенным в ступице каждого колеса для связи последнего с выходным валом балансирной ходовой тележки.
3. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено бортовым редуктором, размещенным в полом картере в зоне каждого выходного вала для привода каждого колеса.
4. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что картер каждой балансирной ходовой тележки связан с секцией подвеской.
5. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что выходные валы блокирующегося дифференциала главной передачи связаны с входным валом балансирной ходовой тележки карданными валами.
6. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что раздаточная коробка выполнена с блокирующимся дифференциалом.
7. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что дифференциал в главной передаче выполнен блокирующимся.
8. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что каждая секция выполнена длиной, не превышающей трех поперечных размеров балансирной ходовой тележки.
9. Внедорожное колесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что на входном валу каждой балансирной ходовой тележки размещена муфта с функцией отключения от этого вала ведущей звездочки цепной передачи колеса или проскальзывания этой звездочки относительно входного вала при прохождении колесом пути, большего пути другого колеса.
