шарнирно-сочлененная машина

Формула изобретения

ШАРНИРНО-СОЧЛЕНЕННАЯ МАШИНА, содержащая соединенные сцепным устройством две последовательно установленные гусеничные тележки с катками и ведущими звездочками их гусеничных контуров, привод, включающий установленный на передней гусеничной тележке мотор-трансмиссионный блок колесной машины с двигателем, сцеплением, коробкой передач, ведущим мостом, связанный первым и вторым выходными валами с ведущими звездочками гусеничных контуров соответственно передней и задней гусеничных тележек, отличающаяся тем, что привод снабжен гидромеханическим блоком, связывающим второй выходной вал мотор-трансмиссионного блока с ведущими звездочками гусеничных контуров задней гусеничной тележки и выполненным в виде регулируемого гидронасоса, связанного двумя магистралями с гидромотором, соединенным с возможностью отсоединения от ведущих звездочек, регулируемого гидродросселя, установленного между гидромагистралями, и органа управления гидронасосом, установленного с возможностью взаимодействия с подвеской катков задней гусеничной тележки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к двухзвенным гусеничным транспортным средствам.

Известна двухзвенная гусеничная машина, в которой силовая установка с трансформатором крутящего момента и дополнительный мост выполнены в виде моторно-трансмиссионного блока, связанного с рамой передней тележки, а выходные валы дополнительного моста бортовыми цепными передачами связаны с ведущими звездочками гусениц, установленными на ведущем мосту передней тележки, который карданной передачей соединен с ведущим мостом задней тележки [1].

Недостатком этой машины является то, что из-за кинематически жесткой связи мостов передней и задней тележек нагрузки в трансмиссии повышены, возможно возникновение между передней и задней тележками "циркуляции мощности", что снижает надежность и долговечность трансмиссии.

Известна также двухзвенная гусеничная машина, содержащая соединенные сцепным устройством две гусеничные тележки, снабженные ведущими звездочками гусениц, установленный на передней тележке моторно-трансмиссионный блок колесной машины, включающий двигатель, сцепление, коробку передачи и ведущий мост, первый из выходных валов которого связан с ведущими звездочками передней тележки, а второй - с ведущими звездочками задней [2].

Недостатком известной машины является невозможность получения тяговых усилий на передней и задней тележках, пропорциональных изменяющимся весам этих тележек, при сохранении дифференциальной связи между ведущими звездочками передней и задней тележек. Кроме того, известная двухзвенная гусеничная машина имеет пониженную надежность сцепления из-за большой работы буксования сцепления при трогании машины в тяжелых условиях, например вверх по горному склону.

На фиг. 1 показана шарнирно-сочлененная машина, вид сбоку; на фиг. 2 - трансмиссия машины, план; на фиг. 3 - структурная схема системы связи органа управления гидронасосом с подвеской катков задней тележки.

Шарнирно-сочлененная машина содержит переднюю 1 и заднюю 2 гусеничные тележки, соединенные сцепным устройством 3. Передняя тележка 1 снабжена ведущим мостом 4, на выходных валах которого закреплены ведущие звездочки 5 и 6 гусениц. На передней тележке 1 установлен моторно-трансмиссионный блок 7 колесной машины, в состав которого входят двигатель, сцепление, коробка передач и ведущий мост, выходные валы 8 и 9 которого соединены межколесным дифференциальным механизмом.

Моторно-трансмиссионный блок 7 связан с передней тележкой 1 двумя подшипниковыми узлами 10 и 11, установленными на выходных валах 8 и 9, и гидроцилиндром (на чертеже не показан). Выходной вал 9 бортовой цепной передачей 12 связан с бортовым коническим редуктором 13, который карданной передачей 14 соединен с ведущим мостом 4 передней тележки. Выходной вал 8 бортовой цепной передачей 15 соединен с регулируемым гидронасосом 16, который гидромагистралями 17 и 18 связан с гидромотором 19, установленным на задней тележке 2. Вал 20 гидромотора 19 через управляемую соединительную муфту 21 соединен с входным валом 22 ведущего моста 23 задней тележки, на выходных валах которого закреплены ведущие звездочки 24 и 25. Между гидромагистралями 17 и 18 включен управляемый дроссель 26, установленный на передней тележке 1. Ведущий мост моторно-трансмиссионного блока 7 снабжен связанными с соответствующими валами 8 и 9 тормозными механизмами, имеющими индивидуальный привод.

С упругими подвесками 27 опорных катков 28 задней тележки 2 связаны датчики 29 положения опорного катка относительно рамы задней тележки. Датчики 29 соединены с суммирующим сигналы датчиков устройством 30, которое связано с дополнительным механизмом 31, соединенным с органом управления 32 гидронасоса 16.

Шарнирно-сочлененная машина работает следующим образом.

При движении машины крутящий момент двигателя моторно-трансмиссионного блока 7 через сцепление, коробку передач и ведущий мост поступает на выходные валы 8 и 9. От вала 9 крутящий момент бортовой цепной передачей 12 передается на бортовой конический редуктор 13, от него карданной передачей 14 - на ведущий мост 4 передней тележки 1 и затем - на ведущие звездочки 5 и 6 гусениц передней тележки. От вала 8 бортовой цепной передачей 15 крутящий момент поступает на вал гидронасоса 16. Рабочая жидкость от гидронасоса 16 по гидромагистрали 17 поступает в гидромотор 19, от которого рабочая жидкость по магистрали 18 возвращается в гидронасос 16.

Площадь проходного сечения дросселя 26 равна нулю, он не оказывает влияния на работу системы гидронасос-гидромотор. Развиваемый на валу 20 гидромотора 19 крутящий момент через управляемую соединительную муфту 21 поступает на входной вал 22 ведущего моста 23 задней тележки 2 и затем - на ведущие звездочки 24 и 25 гусениц задней тележки.

От датчиков 29, связанных с упругой подвеской 27 опорных катков 28 задней тележки 2, сигнал поступает на суммирующие устройства 30, где сигналы датчиков 29 складываются. От суммирующего устройства 30 сигнал поступает на исполнительный механизм 31, связанный с органом управления 32 гидронасоса 16. Каждому уровню сигнала от суммирующего устройства соответствует определенное положение органа управления 32 гидронасоса 16.

Уровень сигнала от суммирующего устройства определяется нагрузкой на заднюю тележку 2, поскольку при изменении нагрузки изменяется расстояние от опорных катков 28 до рамы задней тележки 2. Установка датчиков 29 на подвесках всех катков задней тележки позволяет получить пропорциональность суммарного сигнала нагрузки на тележку и исключить искажения, вызванные, например, переездом одним катком через препятствие.

При увеличении вертикальной нагрузки на заднюю тележку 2 изменяется уровень суммарного сигнала, поступающего от суммирующего устройства 30 на исполнительный механизм 31, который перемещает орган управления 32 гидронасоса 16 в сторону уменьшения рабочего объема гидронасоса 16. Поскольку выходные валы 8 и 9 моторно-трансмиссионного блока 7 связаны с межколесным дифференциалом при уменьшении рабочего объема гидронасоса 16 угловые скорости его вала и связанного с ним цепной передачей 15 выходного вала 8 возрастают, а угловая скорость выходного вала 9 уменьшается, следовательно уменьшается скорость движения машины.

Увеличение угловой скорости вала гидронасоса 16 сопровождается увеличением его давления, что приводит к увеличению крутящего момента гидромотора 19 и, следовательно, к увеличению силы тяги, развиваемой гусеницами задней тележки. Таким образом, при увеличении нагрузки на заднюю тележку 2 уменьшается скорость движения машины, что говорит об увеличении передаточного числа трансмиссии и силы тяги на задней тележки без увеличения силы тяги на передней тележке. При уменьшении нагрузки на заднюю тележку исполнительный механизм 31 устанавливает орган управления 32 гидронасосом 16 в положение увеличенного рабочего объема, это приводит к увеличению скорости движения машины (уменьшению передаточного числа трансмиссии) и уменьшению силы тяги на задней тележке.

Таким образом, при дифференциальной связи между гусеницами передней и задней тележек при помощи межколесного дифференциала, расположенного в ведущем мосту моторно-трансмиссионного блока 7, обеспечивается пропорциональность тяговых усилий сцепным весам тележек, что повышает проходимость машины.

При возникшем буксовании гусениц передней тележки водитель включает в коробке передач моторно-трансмиссионного блока 7 передачу с меньшим передаточным числом, в результате чего тяговое усилие на гусеницах передней тележки уменьшается и уменьшает рабочий объем гидронасоса 16, что приводит к увеличению тягового усилия на гусеницах задней тележки. Происходит перераспределение тяговых усилий и прекращение буксования гусениц передней тележки.

При возникшем буксовании гусениц задней тележки водитель включает в коробке передач моторно-трансмиссионного блока 7 передачу с большим передаточным числом, что увеличивает тягу на гусеницах передней тележки и рабочий объем гидронасоса 16, в результате чего тяговое усилие на задней тележке уменьшается. Происходит перераспределение тяговых усилий и прекращение буксования гусениц задней тележки.

При выполнении технологических операций, требующий "ползучих" скоростей движения машины, водитель включает в коробке передач моторно-трансмиссионного блока 7 передачу с максимальным передаточным числом и уменьшает рабочий объем гидронасоса 16, что приводит к увеличению угловой скорости его вала и связанного с ним цепной передачей 15 выходного вала 8 моторно-трансмиссионного блока 7. Поскольку валы 8 и 9 связаны между собой дифференциальным механизмом, то при неизменной угловой скорости вала двигателя и увеличении угловой скорости вала 8 угловая скорость вала 9 и связанных с ним звездочек 5 и 6 гусениц передней тележки уменьшается. Уменьшение угловой скорости звездочек 5 и 6 будет тем больше, чем меньше рабочий объем гидронасоса 16. Машина в результате движется с малой ("ползучей") скоростью.

При движении машина по хорошим доpогам с малым коэффициентом сопротивления движению водитель управляемой соединительной муфтой 21 отключает вал 20 гидромотора 19 от ведущего моста 23 блока 7 колесной машины (колесные машины - трактора имеют связанные с ее выходными валами тормозные механизмы, которые очень часто выполняются с индивидуальным приводом, т.е. водитель по его желанию может затормозить любой из выходных валов машины).

Угловая скорость вала 9 благодаря дифференциальному механизму увеличивается в два раза, соответственно машина будет двигаться с увеличенной скоростью и уменьшенной угловой скоростью вала двигателя, что способствует повышению долговечности двигателя, повышению экономичности машины (уменьшению расхода топлива) и увеличению ее производительности.

Трогание с места машины может осуществляться тремя способами.

В условиях с низким коэффициентом сопротивления движения и небольшой нагрузке на машину трогание с места может выполняться с помощью сцепления моторно-трансмиссионного блока 7 обычным известным способом.

В любых условиях, за исключением особо тяжелых, трогание с места может осуществляться следующим образом. Водитель устанавливает органом управления гидронасосом 16 нулевой рабочий объем гидронасоса, если конструкция гидронасоса позволяет это сделать, затем включает сцепление моторно-трансмиссионного блока 7 и необходимую передачу в коробке передач, а затем - сцепление. Поскольку гидронасос 16 установлен в положение нулевого рабочего объема включение сцепления моторно-трансмиссионного блока не приводит к троганию машины с места, а лишь к раскрутке трансмиссии моторно-трансмиссионного блока 7 (кроме выходного вала 9, связанного с ведущими звездочками 5 и 6) и раскрутке вала гидронасоса 16. После раскрутки вала гидронасоса 16 водитель органом управления гидронасосом 16 увеличивает его рабочий объем. Гидронасос 16 начинает нагнетать рабочую жидкость в гидромотор 19, происходит плавное трогание и разгон машины. Работа буксования сцепления и его износ минимальны при данном способе трогания с места.

Трогание с места в особо тяжелых условиях, когда машина должна развивать силу тяги, близкую к предельной по условиям сцепления гусениц машины с опорной поверхностью осуществляется следующим образом. Орган управления гидронасосом 32 подключен к исполнительному механизму 31 и установлен в положение, обеспечивающее соответствие сил тяги на гусеницах передней и задней тележек весам этих тележек. Орган управления дросселем 26 устанавливается в положение максимальной площади проходного сечения дросселя. Водитель выключает сцепление моторно-трансмиссионного блока 7, соответствующую передачу, а затем - сцепление. Вал гидронасоса 16 начинает вращаться, рабочая жидкость от гидронасоса 16 поступает в магистраль 17, от которой через дроссель 27 - в магистраль 18 и по ней - в гидронасос 16. Давление, развиваемое гидронасосом 16, относительно невелико, тяга на гусеницах задней тележки, как и на гусеницах передней тележки невелика и недостаточна для трогания машины с места.

Затем водитель органом управления гидродросселем 26 уменьшает до нуля площадь проходного сечения гидродросселя. Машина трогается с места, при этом сохраняется пропорциональность тяговых усилий на тележках машины их весам, в результате чего не происходит преимущественного буксования какой-либо тележки. Сцепление моторно-трансмиссионного блока 7 и в этом случае работает без перегрузок и с малым износом, поскольку обеспечивает не трогание машины с места, а лишь раскрутку вала гидронасоса 16, что способствует его высокой надежности.

При заторможенной машине и отключенном от гидромагистралей 17 и 18 гидромоторе 19 (отключение гидромотора 19 от гидромагистралей может происходить известными способами) возможен отбор гидравлической мощности для питания энергией технологического оборудования, установленного на задней тележке. Для этой цели достаточно подключить к магистрали 17 и 18 гидроаппаратуру технологического оборудования и произвести описанным выше способом раскрутку гидронасоса.

Технико-экономическим преимуществом заявляемой машины является повышенная надежность сцепления и проходимость, расширенные технологические возможности, безопасность работы машины при горном склоне из-за надежного трогания с места без перегрузок агрегатов трансмиссии, а также повышенная производительность.