ТРАНСМИССИЯ ТРЕХОСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)

Трансмиссия трехосного трансиортного средства
Техническое решение относится к самоходным транспортным средствам. Оно касается трансмиссии многоосных транснортных средств, предназначенных для эксплуатации в тяжелых дорожных условиях и по бездорожью.
Схемы силового привода трехосных транспортных средств типа 6x6 характеризуются большим разнообразием (см. Н.И. Коротоношко, Автомобили высокой проходимости, Машгиз, М. 1957г., 228 с.). Такие схемы представлены, например, в поданной в ЕПВ заявке №63706, кл. В 60 К 17/34, в выданном в ФРГ патенте № 2252050, кл. В 60 К 17/34.
Известна механическая силовая передача многоосного транспортного средства, содержащая три ведуших моста, из которых средний мост имеет непосредственный привод от двигателя, а передний и задний мосты имеют привод через регуляторы мош:ности, представляюш;ие собой планетарный механизм, водило которого кинематически связано с клапаном подачи воздуха в шины колес (см. АБТ. свид. СССР № 1343724, патент РФ № 2088430, кл. В 60 К 17/36). Наличие таких регуляторов мощности сушественно усложняет трансмиссию транспортного средства.
В качестве прототипа вариантов трансмиссии трехосного транспортного средства принята трансмиссия, содержащая коробку передач, раздаточн)то коробку, состоящую из корпуса и расположенных в нем валов и зубчатых колес, карданные передачи и ведущие мосты привода колес (см. описание изобретения к авт. свид. СССР №1837576, кл. В 60 К 17/35, 1991г.).
МПК: В 60 К 17/34;
17/35
(варианты )
В этой трансмиссии раздаточная коробка снабжена блокируемым межосевым дифференциальным механизмом, что усложняет ее конструкцию и требует ручного унравления, при этом средний и задний ведущие мосты имеют непосредственный привод от одного и того же верхнего вала раздаточной коробки, из-за чего между ними может происходить циркуляция паразитной мощности, особенно при больщом расстоянии между этими ведущими мостами при использовании колес с шинами большого диаметра.
Решаемой задачей является создание трансмиссии для трехосного транспортного средства с относительно большими колесами, предназначенного для передвижения по слабым грунтам, например, по тундре, при этом имеющей простую и надежную конструкцию.
Решение этой задачи обеспечено тем, что в трансмиссии трехосного транспортного средства, содержащей коробку передач, раздаточную коробку, состоящую из корпуса и расположенных в нем валов и зубчатых колес, карданные передачи и ведущие мосты привода колес, ведущее зубчатое колесо раздаточной коробки имеет зацепление с первым зубчатым колесом промежуточного вала, на котором установлено второе зубчатое колесо, имеющее зацепление с зубчатым колесом, расположенным на первом ведомом валу, и с зубчатым колесом второго ведомого вала, имеющего два выступающих из корпуса конца, которые связаны с ведущими мостами кинематическими цепями, в которых расположены вязкостные муфты.
При наличии вязкостных муфт в кинематических цепях, связывающих два ведущих моста транспортного средства с противоположными концами ведомого вала раздаточной коробки, несущего зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом промежуточного вала, имеющим зацепление с зубчатым колесом другого ведомого вала, и при наличии привода промежуточного вала зубчатой передачей от ведущего зубчатого колеса, получилась простая и.
соответственно, надежная конструкция раздаточной коробки с понижающей передачей для трехосного транспортного средства, при этом благодаря присутствию в трансмиссии вязкостных муфт обеспечено автоматическое включение в работу двух ведущих мостов в случае начала пробуксовки колес ведущего моста, имеющего непосредственный привод от раздаточной коробки, чем достигнут важный технический результат.
В этой трансмиссии первый ведомый вал раздаточной коробки может иметь кинематическую связь с задним ведущим мостом, а второй ведомый вал - с передним и со средним ведзтцими мостами, например, одинарными карданными передачами. При этом наиболее целесообразно, если вязкостные муфты расположены на упомянутых карданных валах у выступающих концов второго ведомого вала раздаточной коробки. При этом получается наиболее компактная по длине конструкция раздаточной коробки, обеспечивающая требуемые (близкие к минимальным) углы наклона карданных валов, способствующие получению наиболее высокого кпд трансмиссии и повышению срока службы карданных шарниров.
Кроме того, ведущее зубчатое колесо раздаточной коробки может быть установлено на своем валу с возможностью перемещения по нему для расцепления с первым зубчатым колесом промежуточного вала и связи зубчатой муфтой с первым ведомым валом, а второе зубчатое колесо промежуточного вала установлено на этом валу с возможностью перемещения для расцепления с зубчатым колесом второго ведомого вала раздаточной коробки. Такое выполнение допускает возможность отключения привода переднего и среднего мостов при движении транспортного средства по дороге с твердым покрытием во время переезда с одной территории на другую, что обеспечивает снижение потерь энергии в трансмиссии в ее вязкостных муфтах.
раздаточную коробку, состоящую из корпуса и расположенных в нем валов и зубчатых колес, карданные передачи и ведущие мосты привода колес, ведущее зубчатое колесо раздаточной коробки установлено на валу с возможностью связи зубчатой муфтой с первым ведомым валом или зацепления с первым зубчатым колесом промежуточного вала, на промежуточном валу установлено второе зубчатое колесо, имеющее постоянное зацепление с зубчатым колесом на первом валу и возможность зацепления и расцепления с зубчатым колесом, расположенном на втором ведомом валу, второй ведомый вал имеет два выступающих из корпуса конца, которыми он связан посредством карданных передач с двумя ведущими мостами, при этом в кинематической цепи между вторым ведомым валом и одним из ведущих мостов расположена вязкостная муфта.
В такой трансмиссии первый ведомый вал раздаточной коробки может иметь связь с задним ведущим мостом, а второй ведомый вал - с передним и со средним ведущими мостами, причем вязкостная муфта расположена в приводе переднего ведущего моста. При этом обеспечиваются две ступени с разными передаточными числами, а именно, понижающая ступень, при которой осуществляется блокированный привод колес двух (среднего и заднего) ведущих мостов при движении транспортного средства по слабому грунту, и прямая ступень, при которой происходит привод колес только одного, в частности, заднего ведущего моста, используемая при переезде транспортного средства с одной территории на  по дорогам с твердым покрытием. Циркуляция паразитной мощности между передним и средним ведущими мостами устранена введением в кинематическую связь между ними вязкостной муфты, позволяющей колесам этих ведущих мостов вращаться с разной частотой при движении транспортного средства по извилистой дороге или при несовпадении радиусов качения колес, например, из-за различия давления воздуха в
шинах. Причем наличие вязкостной муфты в приводе переднего ведущего моста обеспечивает автоматическое включение в работу этого ведущего моста на слабых грунтах в случае пробзлксовывания колес одновременно среднего и заднего ведущих мостов.
При следующем варианте выполнения трансмиссии трехосного транспортного средства, содержащей коробку передач, раздаточную коробку, состоящую из корпуса и расположенных в нем валов и зубчатых колес, карданные передачи и ведущие мосты привода колес, ведущее зубчатое колесо раздаточной коробки установлено на валу с возможностью связи зубчатой муфтой с первым ведомым валом или зацепления с первым зубчатым колесом промежуточного вала, на промежуточном валу установлено второе зубчатое колесо, имеющее постоянное зацепление с зубчатым колесом на первом ведомом валу и возможность зацепления и расцепления с зубчатым колесом, расположенным на втором ведомом валу, второй ведомый вал имеет два выступающих из корпуса конца, которыми он связан посредством карданных передач с двумя ведущими мостами, при этом по меньшей мере в одном из ведущих мостов, имеющих привод от второго ведомого вала раздаточной коробки, имеются муфты для отключения и включения привода колес транспортного средства.
В этой трансмиссии при наиболее предпочтительном варианте ее выполнения от первого ведомого вала раздаточной коробки имеет привод задний ведущий мост, а от второго ведомого вала имеют привод передний и средний ведущие мосты, при этом муфты отключения и включения привода колес расположены в переднем ведущем мосту.
При данном варианте выполнения трансмиссии обеспечен блокированный привод всех трех ведущих мостов транспортного средства при движении его по слабым грунтам, что обеспечивает наивысшую проходимость и вызывает меньшее повреждение слабого грунта. Это особенно важно в условиях тундры, где поврежденный травяной покров
восстанавливается очень медленно или не восстанавливается совсем, вызывая термокарстовые явления и эрозию почвы. При движении транспортного средства с такой трансмиссией по дороге с твердым покрытием в раздаточной коробке может быть включен привод только заднего ведущего моста и принудительно разблокирован привод переднего и среднего ведущих мостов с помощью муфты, установленной в переднем ведущем мосту для исключения циркуляции паразитной мощности в трансмиссии.
При всех указанных вариантах выполнения трансмиссии ее раздаточная коробка имеет одну и ту же простую конструкцию.
Па фигуре 1 представлена трансмиссия трехосного колесного транспортного средства с отдельными карданными передачами привода ведущих мостов и двумя вязкостными муфтами.
Па фигуре 2 изображена раздаточная коробка трансмиссии трехосного транспортного средства, продольный разрез.
Па фигуре 3 показан вариант выполнения трансмиссии трехосного транспортного средства с одной вязкостной муфтой в приводе мостов.
Па фигуре 4 показан вариант выполнения трансмиссии трехосного транспортного средства с муфтами отключения привода колес.
Колесное транспортное средство, трансмиссия которого показана на фиг. 1, содержит продольно расположенный двигатель 1 внутреннего сгорания. В одном блоке с двигателем 1, образуя с ним силовую установку, расположены агрегаты трансмиссии: сцепление 2, коробка передач 3, управляемая рычагом 4, раздаточная коробка 5. С раздаточной коробкой 5 карданными передачами 6, 7 и 8 кинематически связаны передний ведущий мост 9, средний ведущий мост 10 и задний ведущий мост 11. Карданные передачи 6 и 7, связывающие раздаточную коробку 5 с передним и средним ведущими мостами, выполнены одинарными. Па валах упомянутых одинарных карданных передач 6 и 7 расположены вязкостные муфты 12 и 13. Конструкция вязкостных муфт представлена.
например, в выданных в США патентах №4889206, 4989687, НКИ 180/248. Карданная передача 8 выполнена двойной. Она имеет промежуточную опору 14, расположенную над средним ведущим мостом 10. Между промежуточной опорой 14 и задним ведущим мостом 11 расположен второй участок 15 карданной передачи 8.
Корпус 16 (фиг.2) раздаточной коробки 5 примыкает к корпусу 17 коробки передач 3. В сопряженных между собой стенках коробки передач и раздаточной коробки установлен подшипник качения 18. На участке выходного вала 19 коробки передач 3, расположенном ъиутри раздаточной коробки, установлено ведущее зубчатое колесо 20 раздаточной коробки. Зубчатое колесо 20 имеет шлицевое соединение с валом 19. Оно установлено на валу 19 с возможностью принудительного перемещения вдоль него для связи зубчатой муфтой 21 с первым ведомым валом 22 раздаточной коробки, на котором закреплен фланец 23 привода карданной передачи 8. При расположении в позищ1и, показанной на фиг.2, у подшипника качения 18 зубчатое колесо 20 имеет зацепление с первым по порядку зубчатым колесом 24 промежуточного вала 25. На промежуточном валу 25 расположено второе зубчатое колесо 26, имеющее с этим валом шлицевое соединение. Зубчатое колесо 26 имеет постоянное зацепление с зубчатым колесом 27, расположенным на ведомом валу 22. Причем зубчатое колесо 26 установлено на валу 25 с возможностью осевого перемещения в сторону зубчатого колеса 24 для расцепления с зубчатым колесом 28 второго ведомого вала 29 раздаточной коробки, с которым оно имеет зацепление при расположении в позиции, показанной на фиг.2. На обоих выступающих из корпуса 16 концах второго ведомого вала 29 установлены фланцы 30 и 31 для привода карданных передач соответственно 6 и 7.
зубчатому колесу 20 раздаточной коробки 5, расположенному на валу 19 коробки передач 3. От зубчатого колеса 20 при расположении его у подшипника 18 в положении, показанном на фиг.2, крутящий момент передается зубчатому колесу 24 промежуточного вала 25 и затем зубчатому колесу 26, имеющему шлицевое соединение с этим валом. Зубчатое колесо 26 вращает находящиеся с ним в зацеплении зубчатые колеса 27 и 28 ведомых валов раздаточной коробки. От зубчатого колеса 27 крутящий момент через первый ведомый вал 22 поступает на фланец 23, а от фланца 23 через карданную передачу 8 - к заднему ведущему мосту 11. В случае пробуксовки колес ведущего моста 11 в работу включаются вязкостные муфты 12 и 13 и тогда крутяпщм моментом нагружается зубчатое колесо 28, от которого по валу 29 крутящий момент передается на фланцы 30 и 31. От фланца 30 через вязкостную муфту 12 и карданную передачу 6 крутящий момент передается переднему ведущему мосту 9, а от фланца 31 крутящий момент через вязкостную муфту 13 и карданную передачу 7 поступает к среднему ведущему мосту 10.
При движении транспортного средства по неровной опорной поверхности, имеющей ямы и бугры, происходит качание ведущих мостов, а вместе с ними и карданных передач, составляющих часть неподрессоренных масс вместе с расположенными на них вязкостными муфтами 12 и 13. Поскольку вязкостные муфты 12 и 13 расположены вдали от ведущих мостов 9 и 10 у концов карданных передач 6 и 7, соединенных с валом 29 подрессоренной раздаточной коробки 5, то такое их размещение на валах карданных передач увеличивает неподрессоренные массы крайне незначительно, но за счет этого обеспечивается удобный доступ к вязкостным муфтам 12 и 13 для их обслуживания.
раздаточной коробке 5 может быть включена прямая ступень и отключен привод переднего и среднего ведущих мостов. Для этого зубчатое колесо 20 на валу 19 нужно переместить в сторону вала 22 для соединения с ним зубчатой муфтой 21, а зубчатое колесо 26 переместить по валу 25 в сторону зубчатого колеса 24 для расцепления с зубчатым колесом 28. Тогда крутящий момент с вала 19 будет непосредственно передаваться на ведомый вал 22 раздаточной коробки, а от него поступать только к заднему ведущему мосту 11, чем достигается снижение потерь энергии в трансмиссии.
Таким образом в представленной трансмиссии трехосного транспортного средства, содержащей коробку передач, раздаточную коробку, состоящую из корпуса и расположенных в нем валов и зубчатых колес, из которых ведущее зубчатое колесо имеет зацепление с первым зубчатым колесом промежуточного вала, на котором установлено второе зубчатое колесо, имеющее зацепление с зубчатым колесом первого ведомого вала, связанного карданной передачей с задним ведущим мостом, и с зубчатым колесом второго ведомого вала, имеющего два выступающих из корпуса конца, которые связаны с передним и средним ведущими мостами карданными передачами, на валах которых расположены вязкостные муфты, использованием вязкостных муфт при простой конструкции раздаточной коробки обеспечено автоматическое вступление в работу переднего и среднего мостов при постоянном приводе только заднего ведущего моста, при этом обеспечен удобный доступ к вязкостным муфтам для их обслуживания.
При другом варианте выполнения, показанном на фигуре 3, трансмиссия трехосного транспортного средства содержит расположенные в одном блоке с двигателем 1 сцепление 2, коробку передач 3 с рычагом 4 управления ею и двухступенчатую раздаточную коробку 5. С раздаточной коробкой 5, а именно с выступающими из корпуса 16 концами ее ведомого вала 29 (фиг.2), имеют связь карданной
передачей 6 (фиг.З) передний ведущий мост 9, карданным валом 32 средний ведущий мост 10, причем в приводе переднего ведущего моста 9 расположена вязкостная муфта 12. Другой ведомый вал 22 раздаточной коробки имеет связь карданной передачей 8 с задним ведущим мостом 11 через промежуточную опору 14 и участок 15 карданной передачи, распложенный между промежуточной опорой и ведущим мостом 11. При указанном варианте выполнения трансмиссии трехосного транспортного средства ведущее зубчатое колесо 20 раздаточной коробки установлено на валу 19 с возможностью связи зубчатой муфтой 21 с первым ведомым вапом 22 или зацепления с первым зубчатым колесом 24 промежуточного вала 25. На промежуточном валу 25 установлено второе зубчатое колесо 26, имеющее постоянное зацепление с зубчатым колесом 27, расположенным на первом ведомом валу 22, и возможность зацепления и расцепления с зубчатым колесом 28, расположенным на втором ведомом валу 29.
При движении транспортного средства по слабому грунту зубчатые колеса в раздаточной коробке занимают положение, показанное на фигуре 2. Крутящий момент с выходного вала 19 коробки передач 3 поступает на зубчатое колесо 21, а от него через зубчатые колеса 24 и 26 промежуточного вала 25 передается к зубчатым колесам 27 и 28. От зубчатого колеса 27 крутящий момент постзшает на вал 22 и далее через карданную передачу 8 к заднему ведущему мосту 11. От зубчатого колеса 28 крутящий момент передается на вал 29, а от его концов через фланец 30, вязкостную муфту 12 и карданную передачу 6 к переднему ведущему мосту 9 и через фланец 31 и карданный вал 32 - к среднему ведущему мосту 10. Такой привод колес среднего и заднего ведущих мостов 10 и 11 исключает возможность раздельного буксования их колес, что способствует повышению проходимости транспортного средства. При этом, благодаря наличию вязкостной муфты 12, обеспечена возможность автоматического включения в работу переднего ведущего моста 9.
при движении транспортного средства по дороге с твердым покрытием во время переезда из одной местности в , когда на колесах требуется небольшое тяговое усилие, зубчатое колесо 26, имеющее подвижное шлицевое соединение с промежуточным валом 25, устанавливают в положение, при котором оно расцеплено с зубчатым колесом 28, смещая его предварительно в сторону зубчатого колеса 24, а зубчатое колесо 20 соединяют зубчатой муфтой 21 с валом 22, включая тем самым прямую ступень в  раздаточной коробке. В этом случа&  происходит привод только заднего ведущего моста 11 и отключается привод переднего и среднего ведущих мостов для избежания циркуляции паразитной мощности в трансмиссии. Причем наличие вязкостной муфты 12 устраняет также и возможность возникновения циркуляции мощности между отключенными передним и средним ведущими мостами.
Благодаря простоте выполнения раздаточной коробки и наличию лишь одной вязкостной муфты эта трансмиссия получилась простой и, следовательно, надежной. Она удобна для использования на трехосном транспортном средстве с большими колесами, поскольку при движении транспортного средства по дороге с твердым покрытием в ней между средним и задним ведущими мостами не происходит циркуляции паразитной мощности, благодаря размыканию кинематической цепи между ними, и обеспечен блокированный привод колес этих мостов при движении по слабым грунтам.
В трансмиссии, изображенной на фиг.4, передний мост 33 имеет привод от второго ведомого вала раздаточной коробки 5 с помощью карданного вала 34. При этом в переднем ведущем мосту 33 имеется муфта с дистанционным либо ручным управлением с помощью рукоятки 35 для принудительного отключения и включения привода передних колес. Варианты выполнения такой муфты показаны, например, в патентах РФ №2042538 и №2094247.
При движении транспортного средства с трансмиссией, представленной на фиг.4, происходит блокированный привод колес всех ведущих мостов, что обеспечивает наивысшую проходимость на слабых грунтах, одновременно это в сочетании с колесами большого диаметра и большой ширины вызывает наименьшие нарушения поверхностного покрова и дерна, что благоприятно для экологии. Для движения по дороге с твердым покрытием предварительно рукоятками 35 отключают привод каждого колеса переднего ведущего моста с помошью расположенных в этом мосту муфт. При этом в раздаточной коробке 5 отключают привод второго ведомого вала 29 путем выведения зубчатого колеса 26 из зацепления с зубчатым колесом 28 и соединяют вал 19 с валом 22 зубчатой муфтой 21. Тогда происходит привод только заднего ведущего моста 11, при этом исключена циркуляция паразитной мощности в трансмиссии, т.к. привод передних колес отключен от ведущего моста 33, а привод среднего моста 10 отключен в раздаточной коробке.
При всех представленных вариантах выполнения трансмиссии трехосного транспортного средства с раздельными карданными передачами привода ведущих мостов обеспечена простая конструкция двухступенчатой раздаточной коробки и предусмотрены простые средства для разблокирования при необходимости привода ведущих мостов для исключения возможности циркуляции паразитной мощности.