ПРИВОД ВЕДУЩИХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE DRIVING-WHEEL DRIVE

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности к трансмиссиям транспортных средств, имеющих зависимую подвеску ведущих колес.
Из существующего уровня техники известен привод ведущих колес транспортного средства, содержащий в составе балки зависимой подвески колес узел главной передачи и две полуоси, при этом полуоси выполняют функцию приводных валов и передают вращение от узла главной передачи к колесам. Например, ведущий мост заднеприводного автомобиля (В.Ф. Яковлев. Учебник по устройству легкового автомобиля, Москва, Третий Рим, 2008, часть 4, стр.52, рис.4.22. или http://www.automan.ru/vaz/01/zad_most.shtml задний мост автомобиля ВАЗ 2101).
Недостатком данного технического решения являются то, что узел главной передачи расположен соосно колесам, при этом габариты главной передачи ограничивают компоновочные возможности транспортного средства по взаимному размещению привода ведущих колес и соседних узлов, а также ограничивают дорожный просвет.
Также известен привод ведущих колес транспортного средства с зависимой подвеской ведущих колес, содержащий узел главной передачи и два шарнирных приводных вала, передающие вращение от главной передачи к колесам. Например, привод ведущих колес с зависимой подвеской «Де-Дион» (Й. Раймпель. ШАССИ АВТОМОБИЛЯ, конструкция подвесок, Москва, Машиностроение 1989, стр.186 п.3.6, рис.3.9 (стр.154), рис.3.66 (стр.187), рис.3.67 (стр.188)). Недостатком данного технического решения является то, что узел главной передачи закреплен отдельно от балки зависимой подвески колес на раме транспортного средства, в результате чего величина дорожного просвета под узлом главной передачи, достигающая максимума при крайнем нижнем положении подвески, под нагрузкой и при ходе подвески вверх уменьшается, что ограничивает проходимость транспортного средства.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является привод ведущих колес транспортного средства с зависимой подвеской ведущих колес, содержащий размещенные на балке зависимой подвески узел главной передачи, две полуоси, выполняющие функцию приводных валов, два колесных редуктора, в случае с ведущими и управляемыми колесами дополнительно два шарнира равных угловых скоростей, при этом узел главной передачи и полуоси смещены от оси колес на величину межосевого расстояния колесных редукторов. Например, ведущий мост автомобиля УАЗ 469; (Е.Н. Орлов, Е.Р. Варченко. Автомобили УАЗ-469 и УАЗ 469Б (техническое обслуживание и ремонт), Москва, Транспорт, 1976, стр.105-108, рисунки 73, 74, 75).
Недостатками данного конструкторского решения являются конструктивная сложность, большая масса, низкий КПД, ограниченные компоновочные возможности транспортного средства по взаимному размещению привода ведущих колес и соседних узлов, по величине дорожного просвета, т.к. смещение главной передачи от оси колес ограничено типом и размерностью колесных редукторов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является размещение узла главной передачи на балке зависимой подвески ведущих со смещением оси ведомого звена главной передачи относительно условной линии, соединяющей центры колес без применения колесных редукторов.
Технический результат заключается в улучшении технико-экономических и компоновочных свойств привода ведущих колес транспортного средства с зависимой подвеской, например снижение стоимости и неподрессоренной массы с одновременным увеличением дорожного просвета в пространстве между ведущими колесами.
Поставленная задача решается с достижением указанного технического результата за счет того, что заявленный привод ведущих колес транспортного средства с зависимой подвеской ведущих или ведущих и управляемых колес, содержащий размещенные на балке зависимой подвески в пространстве между колесами узел главной передачи с дифференциалом или без дифференциала, с главной передачей любого типа известного из уровня техники и два приводных вала, соединяющие узел главной передачи с ведущими колесами, отличающийся тем, что приводные валы содержат не менее чем по два шарнира, способных передавать вращение под углом, или приводные валы содержат не менее чем по два шарнира, способных передавать вращение под углом, при этом для установки одного приводного вала или обоих приводных валов применены промежуточные подшипниковые опоры, а узел главной передачи смещен в поперечном направлении относительно центрального положения, а также смещен в горизонтальном, вертикальном и угловых измерениях относительно положений, при которых ось ведомого звена главной передачи совпадает с условной линией, проходящей через центры колес, при этом величины всех смещений лежат в диапазонах от ноля до максимальных значений ограниченных предельно допустимыми углами в шарнирах приводных валов.
Узел главной передачи может быть смонтирован в отдельном корпусе, который жестко закреплен на балке зависимой подвески посредством крепежных элементов.
Узел главной передачи может быть смонтирован в отдельном корпусе, который закреплен на балке зависимой подвески посредством эластичных элементов.
Корпус узла главной передачи может быть закреплен на балке зависимой подвески колес неразборным способом, или корпус узла главной передачи или часть корпуса узла главной передачи могут являться элементами балки зависимой подвески ведущих колес.
Привод ведущих колес транспортного средства может содержать дополнительно два редуктора, закрепленных на балке зависимой подвески колес или, в случае с ведущими и управляемыми колесами, на поворотном кулаке, при этом каждый приводной вал связан с ведущим колесом через редуктор, или содержит дополнительно один редуктор, закрепленный на балке зависимой подвески колес или, в случае с ведущими и управляемыми колесами, на поворотном кулаке, при этом один из приводных валов связан с ведущим колесом через редуктор.
Привод ведущих колес транспортного средства может содержать дополнительно два редуктора, закрепленных на балке зависимой подвески колес или на корпусе узла главной передачи, при этом каждый приводной вал связан с узлом главной передачи через редуктор, или может содержать дополнительно один редуктор, при этом один из приводных валов связан с узлом главной передачи через редуктор, закрепленный на балке зависимой подвески колес или на корпусе узла главной передачи.
Привод ведущих колес транспортного средства может содержать дополнительно два редуктора, закрепленных на балке зависимой подвески колес, при этом каждый приводной вал состоит из двух частей, одна часть соединяет узел главной передачи с редуктором, а вторая часть соединяет редуктор с ведущим колесом, или может содержать дополнительно один редуктор, закрепленный на балке зависимой подвески колес, при этом один из приводных валов состоит из двух частей, одна часть соединяет узел главной передачи с редуктором, а вторая часть соединяет редуктор с ведущим колесом.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых схематически изображено:
на фиг.1 - привод ведущих колес, вид фронтальный.
На фиг.2 - привод ведущих колес, вид сверху.
На фиг.3 - привод ведущих и управляемых колес.
На фиг.4 - привод ведущих колес без дифференциала с главной передачей в виде клиноременного вариатора.
На фиг.5 и фиг.6 - варианты привода ведущих колес с применением промежуточных подшипниковых опор для установки двухшарнирных приводных валов.
На фиг.7 - привод ведущих колес с узлом главной передачи, установленным на балке зависимой подвески колес с поперечным и угловым смещениями, вид сверху.
На фиг.8 - привод ведущих колес с узлом главной передачи, установленным на балке зависимой подвески колес с поперечным и угловым смещениями, вид фронтальный.
На фиг.9 и фиг.10 - варианты привода ведущих колес с двумя трехшарнирными приводными валами и промежуточными подшипниковыми опорами.
На фиг.11 - привод ведущих колес с одним двухшарнирным и одним трехшарнирным приводными валами.
На фиг.12 - привод ведущих колес с узлом главной передачи в корпусе, части которого соединены с элементами балки зависимой подвески ведущих колес неразъемным способом.
На фиг.13, фиг.14, фиг.15, фиг.16 - варианты привода ведущих колес с дополнительными редукторами.
Привод ведущих колес транспортного средства содержит узел главной передачи 1, размещенный на балке зависимой подвески 4 в пространстве между ведущими колесами 3 и два шарнирных приводных вала, содержащих не менее двух шарниров, соединяющие главную передачу с ведущими колесами. Примеры привода с двухшарнирными приводными валами 2 показаны на фиг.1 и фиг.2.
Привод ведущих колес транспортного средства с зависимой подвеской, показанный на фиг.1, работает следующим образом: крутящий момент от узла главной передачи 1 передается на ведущие колеса 3 посредством шарнирных приводных валов 2, за счет чего осуществляется движение транспортного средства. Узел главной передачи 1, шарнирные приводные валы 2 вместе с ведущими колесами 3 входят в состав балки зависимой подвески колес 4 и совершают вместе с ней вертикальные и угловые перемещения. Узел главной передачи смещен в поперечном направлении относительно центрального положения, как показано на фиг.6, а также в горизонтальном, вертикальном и угловых измерениях, как показано на фиг.1, фиг.2, фиг.7, фиг.8, относительно положений, при которых ось ведомого звена главной передачи 5 совпадает с условной линией, проходящей через центры колес 6, при этом величины всех смещений лежат в диапазонах от ноля до максимальных значений, ограниченных предельно допустимыми углами в шарнирах приводных валов.
В случае, когда ведущие колеса являются одновременно управляемыми, колеса 3 установлены на балке 4 посредством поворотных кулаков 7, как показано на фиг.3.
Главная передача может быть любого типа, известного из уровня техники. Узел главной передачи может содержать дифференциал или быть без дифференциала. Так, например, для транспортных средств классической компоновки, главная передача выполнена в виде конической или гипоидной зубчатой передачи. Для некоторых типов транспортных средств, например с поперечным расположением силового агрегата, могут быть применены главные передачи с параллельными валами, например цилиндрические зубчатые передачи, цепные, ременные передачи, вариаторы. Пример привода с клиноременным вариатором 8 без дифференциала показан на фиг.4.
Шарниры приводных валов могут быть любого типа, известного из уровня техники, например ШРУС, применяемые в приводах ведущих или ведущих и управляемых колес.
По компоновочным соображениям, например для расширения зоны максимального дорожного просвета, расстояние от узла главной передачи 1 до ближайшего шарнира приводного вала 2 может быть увеличено с применением промежуточной подшипниковой опоры 9, как показано на фиг.5 и фиг.6.
Для увеличения максимальной величины смещения оси ведомого звена 5 относительно условной линии 6, соединяющей центры колес, приводные валы могут содержать более двух шарниров и устанавливаться с применением промежуточных подшипниковых опор. Примеры привода с трехшарнирными валами 10 и промежуточными опорами 9 показаны на фиг.9 и фиг.10.
Привод с трехшарнирными приводными валами 10 и промежуточными подшипниковыми опорами 9, показанный на фиг.10, может быть применен для обеспечения максимально возможного угла поворота ведущих и управляемых колес 3. По компоновочным соображениям, например для расширения зоны максимального дорожного просвета, привод может содержать приводные валы с разным количеством шарниров, как показано на фиг.11, где приводной 2 содержит два шарнира, а приводной вал 10 содержит три шарнира и установлен с применением промежуточной подшипниковой опоры 9.
Узел главной передачи 1 может быть смонтирован в отдельном корпусе, который закреплен на балке 4 жестко посредством крепежных элементов 11, как показано на фиг.2, или закреплен на балке 4 посредством эластичных элементов, например резинометаллических втулок 12, как показано на фиг.7.
Узел главной передачи 1 может быть смонтирован в корпусе, закрепленном на балке 4 зависимой подвески колес неразъемным способом, как показано на фиг.12, или корпус узла главной передачи или часть корпуса узла главной передачи могут являться элементами балки зависимой подвески ведущих колес.
Для получения особо большой величины смещения оси ведомого звена узла главной передачи 5 относительно условной линии 6, соединяющей центры колес, и (или) для разгрузки привода по крутящему моменту, в приводе ведущих колес могут применяться дополнительные редукторы 13, которые могут быть расположены между приводным валом и ведущим колесом, как показано на фиг.13, или между приводным валом и узлом главной передачи, как показано на фиг.14. Дополнительные редукторы 13 могут быть установлены между двумя частями приводных валов, как показано на фиг.15, при этом одна часть 14 приводного вала соединяет редуктор 13 с узлом главной передачи, а другая часть 15 приводного вала соединяет редуктор 13 с ведущим колесом. В зависимости от расположения, редукторы 13 устанавливаются либо на балке зависимой подвески колес 4, либо на поворотном кулаке 7, либо на корпусе узла главной передачи 1.
В особых случаях, например для транспортных средств, эксплуатируемых только на косогорах, когда целесообразно либо применение колес разного диаметра на одной балке, либо разновысокое расположение ведущих колес на балке, либо и то и другое, привод ведущих колес может содержать только один дополнительный редуктор, связывающий узел главной передачи с одним из двух ведущих колес. Как пример на фиг.16 показан привод ведущих колес с одним дополнительным редуктором 13, расположенным между узлом главной передачи 1 и одним из приводных валов 2.
Настоящее изобретение может быть использовано в конструкции транспортных средств с зависимой подвеской ведущих колес, как альтернатива существующему приводу ведущих колес с колесными редукторами. При этом расширяются возможности по компоновке транспортных средств, в частности по типу и расположению силовых агрегатов и частей трансмиссии, по расположению соседних с приводом ведущих колес узлов, таких как топливный бак, запасное колесо, выхлопная система, направляющие элементы подвесок, привод рулевого управления и др.; по улучшению свойств транспортного средства, таких как стоимость трансмиссии и подвесок, масса неподрессоренных частей, плавность хода, проходимость и др. В случае применения настоящего изобретения с целью увеличения дорожного просвета, величина дорожного просвета достигается большей, чем у аналогов, при этом в полной мере реализуется преимущество зависимой подвески в том, что величина дорожного просвета в пространстве между колесами постоянна при любых положениях подвески.