силовой блок для транспортной машины

Формула изобретения

1. Силовой блок для транспортной машины, состоящий из продольно устанавливаемого двигателя и сблоченного с ним центрального механизма передач и поворота с поперечными выходными валами, закрепляемый в машине на опоре двигателя и боковых бугелях механизма передач и поворота, отличающийся тем, что в нем установлен низкооборотный оппозитный шестицилиндровый дизельный двигатель с турбокомпрессором, без маховика, с пружинно-фрикционным гасителем крутильных колебаний и с возможностью полного отбора мощности с носка двигателя, имеющий длину L=990 мм, ширину В=1400 мм и высоту 740 мм и механизм передач и поворота, содержащий связанный через зубчатую передачу с двигателем высокооборотный трехколесный комплексный блокируемый гидротрансформатор с коэффициентом трансформации К=2,1, двухвальную четырехскоростную механическую коробку перемены передач, оси горизонтальных валов которой расположены в вертикальной плоскости на расстоянии 280-300 мм от привалочной плоскости двигателя, с включаемым тормозом-синхронизатором и зубчатыми муфтами коническим реверсом на входе и отбором мощности от промежуточного вала коробки перемены передач с двух сторон, например, на водометные движители и вентиляторы системы охлаждения, с фрикционными гидроподжимными муфтами включения передач и с дополнительной включаемой зубчатой муфтой замедленной передачей, выполненной с помощью планетарного ряда, соединенного с ведомыми частями фрикционной муфты II передачи, и связанную грузовым валом с эпициклическими шестернями суммирующих планетарных рядов, а также механизм поворота со связанной с двигателем гидрообъемной передачей, соединенной через дифференциальную цилиндрическую зубчатую связь с солнечными шестернями суммирующих планетарных рядов, имеющий фрикционную муфту для включения и отключения гидрообъемной передачи от дифференциальной связи между бортами, при этом гидротрансформатор с продольной осью вращения колес и гидрообъемная передача расположены в задней части блока, ось грузового вала коробки перемены передач находится ниже оси коленчатого вала двигателя на расстоянии 80-90 мм, механизм передач и поворота имеет одинаковый с двигателем размер по высоте, а длина силового блока составляет L_бл =1550 мм, причем при установке его на гусеничную машину на нем имеется устройство, обеспечивающее постоянное включение гидроприводом фрикционной муфты гидрообъемной передачи при прямолинейном движении и повороте машины с помощью гидрообъемной передачи и выключение этой муфты при повороте с малым радиусом в тяжелых условиях движения с помощью остановочных тормозов машины, связанных с выходными валами механизма передач и поворота.

2. Силовой блок для транспортной машины, состоящий из продольно устанавливаемого двигателя и сблоченного с ним центрального механизма передач и поворота с поперечными выходными валами, закрепляемый в машине на опоре двигателя и боковых бугелях механизма передач и поворота, отличающийся тем, что в нем установлен низкооборотный оппозитный шестицилиндровый дизельный двигатель с турбокомпрессором, без маховика, с пружинно-фрикционным гасителем крутильных колебаний и с возможностью полного отбора мощности с носка двигателя, имеющий длину L=990 мм, ширину В=1400 мм и высоту 740 мм, и механизм передач и поворота, содержащий связанный через зубчатую передачу с двигателем высокооборотный трехколесный комплексный блокируемый гидротрансформатор с коэффициентом трансформации К=2,1, двухвальную четырехскоростную механическую коробку перемены передач, оси горизонтальных валов которой расположены в вертикальной плоскости на расстоянии 280-300 мм от привалочной плоскости двигателя, с включаемым тормозом-синхронизатором и зубчатыми муфтами коническим реверсом на входе и отбором мощности от промежуточного вала коробки перемены передач с двух сторон, например, на водометные движители и вентиляторы системы охлаждения, с фрикционными гидроподжимными муфтами включения передач и с дополнительной включаемой зубчатой муфтой замедленной передачей, выполненной с помощью планетарного ряда, соединенного с ведомыми частями фрикционной муфты II передачи, и связанную грузовым валом с эпициклическими шестернями суммирующих планетарных рядов, а также механизм поворота со связанной с двигателем гидрообъемной передачей, соединенной через дифференциальную цилиндрическую зубчатую связь с солнечными шестернями суммирующих планетарных рядов, имеющий фрикционную муфту для включения и отключения гидрообъемной передачи от дифференциальной связи между бортами, при этом гидротрансформатор с продольной осью вращения колес и гидрообъемная передача расположены в задней части блока, ось грузового вала коробки перемены передач находится ниже оси коленчатого вала двигателя на расстояние 80-90 мм, механизм передач и поворота имеет одинаковый с двигателем размер по высоте, а длина силового блока составляет L_бл =1550 мм, причем при установке его на колесную машину с поворотными колесами на нем имеется устройство, обеспечивающее постоянное выключение гидроприводом фрикционной муфты гидрообъемной передачи при прямолинейном движении и включение ее только при повороте машины с малым радиусом RR _min по повороту колес.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно для использования в гусеничных машинах и в колесных машинах с поворотными колесами массой до 20 т.

Известен силовой блок плавающей авиадесантируемой боевой машины десанта БМД-1(см. В.С.Вознюк, П.А.Шапов. Бронетанковая техника. М.: Издательство ДОСААФ СССР, 1987 г., с.100), который состоит из двигателя и коробки передач с механизмами поворота.

На БМД-1 в кормовой части корпуса машины установлены продольно четырехтактный шестицилиндровый V-образный дизельный двигатель жидкостного охлаждения мощностью 240 л.с. и центральная 4-скоростная механическая коробка передач с синхронизаторами на III и IV передачах, с главным фрикционом сухого трения и бортовыми фрикционами сухого трения в качестве механизма поворота. Картер двигателя сблочен с картером коробки передач из магниевого сплава, в нем размещен главный фрикцион. Бортовые фрикционы установлены на выходных концах грузового вала коробки передач. Силовой блок устанавливается на передней опоре двигателя и бортовых бугелях коробки передач. Имеется дополнительный отбор мощности с носка двигателя. В коробке имеется независимый от включенной передачи отбор мощности на водометные движители.

Известен силовой блок боевой машины пехоты БМП-2 (см. Н.И.Рябинкин. Современная бронетанковая техника. /Справочное пособие. Минск, "Элайда", 1998 г., с.182...187).

На БМП-2 в носовой части корпуса установлен продольно четырехтактный быстроходный шестицилиндровый V-образный дизельный двигатель мощностью 300 л.с., объединенный с трансмиссией в алюминиевом картере в одном блоке. Трансмиссия включает в себя главный фрикцион сухого трения, механическую пятиступенчатую коробку передач с синхронизаторами II-V передач и двухступенчатый планетарный механизм поворота с металлокерамическими дисками, работающими в масле. Силовой блок устанавливается на передней опоре двигателя и боковых бугелях коробки передач. Движение машины по воде осуществляется гусеницами в гидродинамическом кожухе.

На американских средних танках от М46 до М60, а также на тяжелом танке M103 применяется гидромеханическая трансмиссия "Кросс-Драйв" (СД-850) с параллельным соединением гидротрансформатора с механизмом передач и поворота с планетарными рядами (см. К.А.Талу. Конструкция и расчет танков. М.: Издание Академии БТВ, 1963 г., с.377...380).

Продольно установленный в корме машины 4-тактный V-образный дизельный двигатель мощностью 750 л.с. и трансмиссия соединены в один блок, фрикционные устройства трансмиссии работают в масле, тормоза поворота и остановочные тормоза дисковые, работающие в масле.

Известен силовой агрегат плавающего колесного бронетранспортера БТР-80 (см. Бронетранспортер БТР-80, техническое описание, 5903-0000010 ТО /Н.И.Рябинкин, Современная бронетанковая техника /Справочное пособие, Минск, "Элайда", 1998 г, с.188...193).

Силовой агрегат состоит из двигателя в сборе со сцеплением и коробкой передач. Двигатель - дизель, четырехтактный, 8-цилиндровый, V-образный, с турбокомпрессорным наддувом, жидкостного охлаждения. Мощность двигателя 260 л.с. Трансмиссия БТР-80 - механическая, ступенчатая. Она состоит из следующих агрегатов и узлов: главного фрикциона, коробки передач, раздаточной коробки, карданных передач, мостов, колесных редукторов, узлов привода насоса водомета, узлов привода лебедки. Главный фрикцион - сухой, 2-дисковый, с трением стали по фрикционному материалу, с гидравлическим приводом управления. Коробка передач - механическая, пятиступенчатая, с гидравлическим приводом управления. 2 передние (по ходу машины) опоры силового агрегата в корпусе машины расположены с обеих сторон картера сцепления. 2 задние (по ходу машины) опоры силового агрегата расположены с обеих сторон блока двигателя. Поддерживающая опора силового агрегата расположена под передней частью картера коробки передач.

Указанные выше силовые блоки имеют значительный размер по высоте, так как в их состав входят V-образные двигатели, имеющие большой размер по высоте, и большое расстояние от привалочной плоскости двигателя до выходных валов механизма передач и поворота из-за установки главных фрикционов, связанных с выходным фланцем двигателя.

Кроме того, функциональные особенности механизмов передач и поворота силовых блоков гусеничных машин ограничен, что затрудняет их применение на современных колесных машинах, например, на колесном бронетранспортере, на колесной боевой машине пехоты и т.д. массой до 20 т.

Из указанных выше известных силовых блоков транспортных машин наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является силовой блок боевой машины десанта БМД-1, которое можно рассматривать в качестве прототипа.

Целью предлагаемого изобретения является снижение габарита силового блока по высоте, уменьшение расстояния от привалочной плоскости двигателя до оси выходных валов механизма передач и поворота и расширение функциональных возможностей механизма передач и поворота для использования силового блока как для гусеничной машины, так и для колесной машины с управляемыми колесами.

Новизной предлагаемого изобретения является то, что в силовом блоке для транспортной машины:

установлен низкооборотный оппозитный шестицилиндровый дизельный двигатель с турбокомпрессором, без маховика, с пружинно-фрикционным гасителем крутильных колебаний и с возможностью полного отбора мощности с носка двигателя, имеющий длину L=990 мм, ширину В=1400 мм и высоту 740 мм и механизм передач и поворота, содержащий: связанный через зубчатую передачу с двигателем высокооборотный трехколесный комплексный блокируемый гидротрансформатор с коэффициентом трансформации к=2,1, двухвальную 4-скоростную механическую коробку передач, оси горизонтальных валов которой расположены в вертикальной плоскости на расстоянии 280...300 мм от привалочной плоскости двигателя, с включаемым тормозом-синхронизатором и зубчатыми муфтами коническим реверсом на входе и отбором мощности от промежуточного вала коробки передач с двух сторон, например, на водометные движители, вентиляторы систем охлаждения и т.д., с фрикционными гидроподжимными муфтами включения передач и с дополнительной включаемой зубчатой муфтой, замедленной передачей, выполненной с помощью планетарного ряда, соединенного с ведомыми частями фрикционной муфты II передачи, и связанную грузовым валом с эпициклическими шестернями суммирующих планетарных рядов, а также механизм поворота со связанной с двигателем гидрообъемной передачей, соединенной через дифференциальную цилиндрическую зубчатую связь с солнечными шестернями суммирующих планетарных рядов, имеющий фрикционную муфту для включения или отключения гидрообъемной передачи от дифференциальной связи между бортами, при этом гидротрансформатор с продольной осью вращения колес и гидрообъемная передача расположены в задней части блока, ось грузового вала коробки перемены передач находится ниже оси коленчатого вала двигателя на расстоянии 80...90 мм, механизм передач и поворота имеет одинаковый с двигателем размер по высоте, а длина силового блока составляет L_бл=1550 мм;

причем при установке его на гусеничную машину на нем имеется и устройство, обеспечивающее постоянное включение гидроприводом фрикционной муфты гидрообъемной передачи при прямолинейном движении и повороте машины с помощью гидрообъемной передачи и выключение этой муфты при повороте с малым радиусом в тяжелых условиях движения с помощью остановочных тормозов машины, связанных с выходными валами механизма передач и поворота, а при установке его на колесную машину с поворотными колесами на нем имеется устройство, обеспечивающее постоянное выключение гидроприводом фрикционной муфты гидрообъемной передачи при прямолинейном движении и включение ее только при повороте машины с малым радиусом RR _min по повороту колес.

На фиг.1, фиг.2 показан силовой блок для транспортной машины массой до 20 т, например для гусеничной боевой машины десанта, гусеничной авиадесантируемой самоходной артиллерийской установки и других машин на их базе, а также для колесной машины с поворотными колесами, например для колесной боевой машины пехоты, колесного бронетранспортера и многих других машин на их базе.

На фиг.1:

L _дв - длина двигателя,

L_мпп - длина механизма передач и поворота,

L_бл - длина силового блока,

Н_бл - высота силового блока,

А - межцентровое расстояние коробки передач,

A₁ - расстояние от привалочной плоскости двигателя до оси ведущих колес машины,

А₂ - расстояние между коленчатым валом двигателя и ведущим колесом машины,

А₃ - высота двигателя и механизма передач и поворота от коленчатого вала двигателя.

На фиг.2:

ГТР - гидротрансформатор 19,

ГОП - гидрообъемная передача механизма поворота 17,

МН - 2 ^х секционный маслозакачивающий насос 25 системы гидроуправления с приводом от двигателя и выходного вала механизма передач и поворота (ведущих колес машины) через муфты свободного хода.

Силовой блок состоит из продольно устанавливаемого двигателя мощностью 400...450 л.с. и сблоченного с ним центрального механизма передач и поворота 3 в магниевом картере 5 с поперечными выходными валами 23, 12 и закрепляется в машине на опоре двигателя и боковых бугелях механизма передач и поворота.

В силовом блоке установлен низкооборотный оппозитный шестицилиндровый дизельный двигатель с турбокомпрессором 2, без маховика, с пружинно-фрикционным гасителем крутильных колебаний 9 и с возможностью полного отбора мощности с носка двигателя, имеющий длину L=990 мм, ширину В=1400 мм и высоту 740 мм.

Механизм передач и поворота содержит связанный через зубчатую передачу с двигателем высокооборотный трехколесный комплексный блокируемый гидротрансформатор 19 с коэффициентом трансформации К=2,1, двухвальную 4-скоростную механическую коробку передач, оси горизонтальных валов 4, 8 которой расположены в вертикальной плоскости на расстоянии 280...300 мм от привалочной плоскости двигателя. Коробка передач имеет включаемый тормозом-синхронизатором 11 и зубчатыми муфтами конический реверс 7 на входе, отбор мощности 10, 26 от реверсивного промежуточного вала 8 коробки передач с двух сторон, например, на водометные движители, вентиляторы системы охлаждения и т.д. В коробке передач имеются фрикционные гидроподжимные муфты 6 включения передач, дополнительная включаемая зубчатой муфтой 13 технологическая замедленная передача для длительного движения на суше и на слабых грунтах, например, равная 4...4,5 км/ч при максимальных оборотах двигателя и заблокированном гидротрансформаторе, выполненная с помощью планетарного ряда, соединенного с ведомыми частями фрикционной муфты II передачи. Грузовым валом 4 коробка передач связана с эпициклическими шестернями суммирующих планетарных рядов 14, 22.

Механизм поворота со связанной с двигателем 1 гидрообъемной передачей 17 соединен через дифференциальную цилиндрическую зубчатую связь 15 с солнечными шестернями суммирующих планетарных рядов 14, 22, имеет фрикционную муфту 18 для включения или отключения гидрообъемной передачи 17 от дифференциальной связи 15 между бортами.

Гидротрансформатор 19 с продольной осью вращения колес и гидрообъемная передача 17 расположены в задней части силового блока, ось грузового вала 4 коробки перемены передач находится ниже оси коленчатого вала двигателя 1 на расстоянии 80...90 мм.

Коробка перемены передач выполнена с согласующими редукторами 24 на входе в гидротрансформатор и 20 на выходе из гидротрансформатора с соосными входным 16 и выходным 21 валами гидротрансформатора, расположенными с одной стороны гидротрансформатора 19. Переключение передач осуществляется фрикционными муфтами 6 с дисками и гидравлическим приводом управления.

Редукторы 20, 24 дают возможность устанавливать в картере 5 гидротрансформатор с активным диаметром Д_акт=340...380 мм.

Механизм передач и поворота 3, а также двигатель 1 связываются соответствующими приводами с органами управления.

Механизм передач и поворота имеет одинаковый с двигателем размер по высоте, а длина силового блока составляет L_бл=1550 мм.

При установке силового блока на гусеничную машину на нем имеется устройство, обеспечивающее постоянное включение гидроприводом фрикционной муфты 18 гидрообъемной передачи 17 при прямолинейном движении и повороте машины с помощью гидрообъемной передачи 17 в легких условиях с большими радиусами поворота. При выключении указанной фрикционной муфты 18 осуществляется поворот с малым радиусом в тяжелых условиях с помощью остановочных тормозов, связанных с выходными валами 12, 23 механизма передач и поворота 3. Муфта 18 используется также для отключения гидропередачи 17 при натяжении гусениц, при управлении машиной с помощью остановочных тормозов, при буксировке машины.

При установке силового блока на колесную машину с поворотными колесами на нем имеется устройство, обеспечивающее постоянное выключение гидроприводом фрикционной муфты 18 гидрообъемной передачи 17 при прямолинейном движении и включении ее только при повороте машины с малым размером RR _min по повороту колес.

На фиг.3 показан распределитель управления муфтой 18 ГОП для гусеничной машины.

На фиг.4 показан распределитель управления муфтой 18 ГОП для колесной машины.

P_ГУ - давление в системе гидроуправления

Р_{см двс} - давление в системе смазки две

Р_возд - давление в системе питания воздухом

27 - пружина

28 - золотник

29 - толкатель

30 - гидроцилиндр

31 - поршень

При работающем двигателе гусеничной машины давлением смазки двигателя Р_{см двс} =3 кг/см² поршень 31 в цилиндре 30 через толкатель 29 воздействует на золотник 28, преодолевая сопротивление пружины 27. Золотник 28 при перемещении позволяет маслу под рабочим давлением Р_гу попасть в бустер фрикциона гидрообъемной передачи и включить фрикцион. Подключенный ГОП работает при прямолинейном движении машины (орган управления насосом ГОП находится в исходном нулевом положении) или при повороте (орган управления насосом ГОП находится в промежуточном положении от 0 до max).

Для отключения ГОП при натяжении гусениц, при буксировке машины, при повороте машины с помощью остановочных тормозов к цилиндру 30 подводится воздух с давлением Р_возд=70 кг/см ² из системы питания воздухом, которое через поршень 31 преодолевает давление Р_{см двс}. Под действием пружины 27 золотник 28 возвращается в первоначальное положение и масло не подводится в бустер фрикциона 18. Гидропередача отключается от дифференциальной связи между бортами.

При работающем двигателе колесной машины давлением системы гидроуправления Р _гу золотник 28 находится в первоначальном положении и масло из гидросистемы не поступает в бустер фрикциона ГОП. При прямолинейном движении и повороте машины с помощью колес гидрообъемная передача отключена от дифференциальной связи между бортами. Для поворота колесной машины с малым радиусом RRmin по повороту колес давлением Р_возд=70 кг/см² поршень 31 в цилиндре 30 через толкатель 29 воздействует на золотник 28, преодолевая сопротивление пружины 27. Золотник 28 при перемещении позволяет маслу под рабочим давлением Р_гу попасть в бустер фрикциона гидрообъемной передачи и включить фрикцион. Подключенный ГОП работает при этом в повороте колесной машины по танковому.

Предлагаемый компактный и надежный силовой блок с оппозитным двигателем и механизмом передач и поворота с гидротрансформатором и гидрообъемной передачей имеет уменьшенный габарит по высоте, уменьшенное расстояние от привалочной плоскости двигателя до оси выходных валов механизма передач и поворота, независимый от включения передачи реверсивный отбор мощности и расширенные функциональные возможности для использования его как для гусеничной машины, так и для колесной машины с управляемыми колесами.