Механизм отбора мощности

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к приводам для отбора мощности от двигателя к дополнительным агрегатам.
Современные трансмиссии тракторов с применением механических коробок переключения передач предполагают использование двигателей внутреннего сгорания с диапазоном оптимальных оборотов, при которых двигатель реализует максимальный крутящий момент при минимальном расходе топлива. Большинство современных коробок переключения передач в трансмиссиях тракторов оснащены устройством отбора мощности для гидронасосного оборудования, которое размещается непосредственно на корпусе коробки переключения передач. Крутящий момент на гидронасосы передается от отдельного вала отбора мощности, напрямую связанного с ведущим (входным) валом коробки переключения передач.
Зачастую тракторы одной серии имеют несколько комплектаций, в которых применяются разные двигатели внутреннего сгорания, имеющие отличные друг от друга тяговые характеристики и, соответственно, разные оптимальные режимы работы. В связи с этим, производители вынуждены применять и разные комплектации гидронасосов, соответствующие оптимальным режимам работы двигателя. Применение различных комплектаций гидронасосов имеет ряд сложностей, связанных с многообразием их модификаций. Более того, однотипные насосы одинаковой производительности, но изготовленные на разных предприятиях, могут иметь разные присоединительные размеры.
Известен механизм отбора мощности двигателя внутреннего сгорания, содержащий ведущую шестерню, установленную на хвостовике коленчатого вала, блок промежуточных шестерен, шестерню вала отбора мощности на привод внутренних потребителей, дополнительный вал отбора мощности на привод внешних потребителей, имеющий фланец, кинематически связанный с блоком промежуточных шестерен, при этом ведущая шестерня закреплена на коленчатом валу болтами крепления маховика, промежуточные шестерни выполнены с разным модулем, а фланец дополнительного вала направлен в ту же сторону, что и маховик двигателя (патент РФ № 2193095, МПК F02B 67/04, опубл. 20.11.2002). Недостатком известного технического решения является невысокая надежность, связанная с консольным выполнением оси, на которой установлен блок промежуточных шестерен.
Известен механизм отбора мощности от коленчатого вала двигателя, содержащий установленный на подшипниках вал отбора мощности, одним концом посредством шестерни связанный через промежуточную шестерню с шестерней коленчатого вала. Вал отбора мощности выполнен в виде вала-шестерни. Промежуточная шестерня и вал-шестерня установлены на роликовых подшипниках, при этом подшипники промежуточной шестерни установлены на ее оси через опорную втулку, выполненную с проточкой на внутренней поверхности и сквозным радиальным отверстием, совпадающим со сквозным радиальным отверстием упомянутой оси (патент РФ № 130259, МПК В60К 17/28, опубл. 20.07.2015).
В качестве прототипа выбрана коробка переключения передач, вал отбора мощности которой по габаритным размерам выполнен аналогично входному валу, то есть на всю длину картера (рекламный буклет тракторов «Кировец» серии К-744Р, стр. 4, Петербургский тракторный завод Россия, 198097, Санкт-Петербург, пр. Стачек, 47, тел. /факс: (812) 363-46-96, www.kirovets-ptz.com, кировец.рф). Два гидронасоса, к которым передается крутящий момент от вала отбора мощности, крепятся непосредственно к торцевым поверхностям картера. Передача крутящего момента осуществляется через шлицевые соединения на торцах вала отбора мощности.
Недостатками данной конструкции являются большие габариты и масса, что приводит к увеличению общих размеров коробки переключения передач, следовательно, к уменьшению подрамного пространства трактора и усложняет процесс монтажа и обслуживания трактора, а также приводит к необходимости применения модификаций валов отбора мощности при варьировании применяемых гидронасосов из-за различия параметров подключения.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является создание надежного устройства отбора мощности, обеспечивающего унификацию присоединения гидронасосов к валам отбора мощности, размещенных в составе коробки переключения передач, при сохранении габаритов коробки переключения передач с дополнительным оборудованием.
Поставленная проблема решается за счет заявляемой конструкции механизма отбора мощности, содержащей картер с размещенным в нем входным валом, на котором установлена шестерня, связанная с вал-шестерней, установленной внутри картера посредством расположенных в отверстиях картера подшипников и стопорных колец и соединенной с гидронасосами с помощью сменной втулки со шпонкой, расположенной в отверстии вал-шестерни соосно оси вращения входных валов гидронасосов, при этом на внутренней поверхности сменной втулки выполнены шлицы, конгруэнтные шлицам входных валов гидронасосов, а гидронасосы установлены на сменных переходных фланцах, закрепленных на картере коробки переключения передач винтовыми соединениями.
Использование в предлагаемой полезной модели сменной втулки и сменных переходных фланцев позволяет унифицировать присоединение гидронасосов различной модификации к валам отбора мощности. Кроме этого, винтовое соединение картера коробки переключения передач со сменными переходными фланцами повышает технологичность заявляемой конструкции механизма отбора мощности.
Выполнение на сменной втулке шлицев, конгруэнтных шлицам входных валов гидронасосов, упрощает монтаж механизма отбора мощности гидронасосами, а также исключает необходимость применения дополнительных соединительных муфт.
Надежная герметизация картера в зоне вала-шестерни может быть обеспечена с помощью манжет, для удержания и позиционирования которых применяются прижимные элементы.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлено изометрическое изображение коробки переключения передач с механизмом отбора мощности с гидронасосами, на фигуре 2 изображен механизм отбора мощности.
Механизм отбора мощности содержит картер 1 с размещенным в нем входным валом 2, на котором установлена шестерня 3, связанная с вал-шестерней 4. Вал-шестерня 4 размещена на картере 1 посредством подшипников 7 и стопорных колец 8 и соединена с гидронасосами 5 и 6 с помощью сменной втулки 9, установленной в отверстии вал-шестерни 4 соосно оси вращения. Сменная втулка 9 снабжена шпонкой 10. На внутренней поверхности сменной втулки 9 выполнены шлицы, конгруэнтные шлицам входных валов гидронасосов 5 и 6. На картере 1 закреплены с помощью винтов 13 и 14 сменные переходные фланцы 11 и 12. Резьбовые отверстия винтовых соединений 13 и 14 одинаковые, выполнены глухими и расположены на торцах картера 1. Манжеты 15 зафиксированы прижимными элементами 16, расположенными между манжетами 15 и переходными фланцами 11 и 12. Гидронасосы 5 и 6 закреплены на переходных фланцах 11 и 12 винтами 17 и 18. Расположение винтов 17 и 18 определяется конструкцией гидронасосов 5 и 6.
Механизм отбора мощности работает следующим образом. От выходного вала двигателя внутреннего сгорания крутящий момент передается на входной вал коробки переключения передач (на фигурах не показано), а от него при помощи вал-шестерни 4 происходит отбор мощности (в зоне А на фиг. 1) на гидронасосы 5 и 6, например, для гидроусилителя руля и системы смазки. Отбор мощности осуществляется путем передачи крутящего момента цилиндрической зубчатой парой, состоящей из шестерни 3 и вал-шестерни 4, с необходимым передаточным соотношением. Передача крутящего момента от вал-шестерни 4 к входным валам гидронасосов 5 и 6 осуществляется через шпоночное соединение 10 со сменной втулкой 9, а от нее через внутренние шлицевые соединения на входные валы гидронасосов 5 и 6.
Полезная модель позволяет применять гидронасосное оборудование различной конструкции и разных производителей без необходимости разунификации основных элементов, а именно картера 1 коробки переключения передач и вал-шестерни 4. При изменении модификаций гидронасосов 5 и 6 в коробке переключения передач или при покупке аналогичных гидронасосов с отличающимися присоединительными размерами необходимо только изменить модификации сменной втулки 9 и переходных фланцев 11 и 12. Модификация сменной втулки 9 заключается в выполнении шлицев, конгруэнтных шлицам входных валов гидронасосов 5 и 6. Модификация переходных фланцев 11 и 12 заключается в выполнении отверстий для крепления гидронасосов 5 и 6 винтами 17 и 18 в соответствии с конфигурацией присоединительных отверстий на фланцах гидронасосов 5 и 6. Операции по модификации сменной втулки 9 и переходных фланцев 11 и 12 значительно проще и ниже по стоимости по сравнению с модификацией конструкции коробки переключения передач.
Присоединительные размеры переходных фланцев 11 и 12 к картеру 1 коробки переключения передач для всех модификаций гидронасосов остаются неизменными для картеров определенной конструкции.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в промышленности за счет унификации присоединения вала отбора мощности с гидронасосным оборудованием при сохранении габаритов коробки переключения передач с дополнительным оборудованием и эффективном использовании компоновочного пространства. Кроме этого, отсутствует необходимость установки редуктора привода насосов, упрощается монтаж, обслуживание, ремонт и замена гидронасосного оборудования, есть возможность использования насосов различного производства и выполнения, что, в конечном итоге, приводит к снижению общей стоимости коробки переключения передач.