ГРУЗОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
TRUCK

Изобретение относится к грузовому транспортному средству с шарнирным рулевым управлением с передней частью, которая через рулевой шарнир соединяется с задней частью, при этом передняя часть включает в себя первый приводной двигатель и, по меньшей мере, одну переднюю пару приводимых во вращение колес, размещенных на валу передних колес, а задняя часть включает в себя устройство для приема груза и, по меньшей мере две пары приводимых во вращение колес, включающих в себя первую пару колес, размещаемую на первом валу колес, и вторую пару колес, размещенную на втором валу колес.
Уровень техники
Такое грузовое транспортное средство с шарнирным рулевым управлением известно из WO2009/1080889 A1. Этот документ относится к грузовому транспортному средству с шарнирным рулевым управлением гибридного типа, при этом установленный впереди двигатель внутреннего сгорания через генератор приводит во вращение переднюю пару колес, а также две пары приводимых во вращение колес, размещенных в задней части, причем эти две пары колес размещены в конфигурации тележки.
Посредством такой конструкции ранее известное транспортное средство с одной стороны имеет большую грузоподъемность, а с другой стороны - улучшенную характеристику движения относительно грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением с одной парой приводимых во вращение передних колес и только с одной парой приводимых во вращение колес в задней части.
Однако грузовое транспортное средство согласно WO2009/108089 A1 ограничено относительно использования и управляемости.
В качестве примеров уровня техники для увеличения скорости транспорта во время движения в гору с большой нагрузкой можно привести: повышенную мощность в системе приведения в движение, т.е., повышенную мощность двигателя, повышенную сложность трансмиссии и карданной передачи. Однако ранее известные решения приводят к увеличенным габаритам транспортного средства и, в частности, размерность колес. Кроме дополнительных расходов на приводной механизм, а также конструкцию шасси транспортного средства и стоимость колес, таким образом, повышается необходимость в увеличенных габаритах туннелей, в которых транспортное средство должно двигаться, со всеми экономическими последствиями, которые проистекают в результате, например, требования повышенных затрат для проходки туннеля.
SE 465771, DE 10005527 и SE 509847 являются дополнительными примерами документов, представляющих уровень техники.
Цель и наиболее важные признаки изобретения
Целью настоящего изобретения является создание экономически выгодного в производстве грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением вида, указанного выше, которое допускает хорошую управляемость и гибкость при большой грузоподъемности.
Эта цель достигается посредством создания грузового транспортного средства, которое указано выше, при этом вторая пара колес, обычно позиционируемая максимально сзади в задней части, является соединенной с задней частью с возможностью руления, рассматриваемой с точки зрения руления, при этом вторая пара колес электрическим образом приводится во вращение электромотором через средство электромотора, причем второй приводной двигатель выполнен с возможностью подачи мощности упомянутому средству электромотора через электрогенератор, и второй приводной двигатель и ассоциированный электрогенератор размещаются в задней части. Фраза "с точки зрения руления" в данном документе подразумевает руление с целью поворота транспортного средства.
Таким образом, значительные преимущества получаются, в частности, для грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением, предназначенного для использования в шахтах под землей, когда очень важно иметь возможность грузовому транспортному средству ехать настолько плавно, насколько возможно, с настолько большой грузоподъемностью, насколько возможно, в настолько узких туннелях и штольнях, насколько возможно.
В частности, изобретение полезно для движения в гору, поскольку транспортное средство согласно изобретению может ехать по крутым косогорам. Это в результате приводит к тому, что туннели могут быть запланированы с более высокой степенью наклона, что приводит к большой экономической выгоде, поскольку, таким образом, в целом могут быть запланированы более короткие туннели для шахты или подземного строительного проекта.
Во время горной разработки, проходка туннеля для транспортных туннелей является неизбежным недостатком, с экономической точки зрения до такой степени, что есть желание иметь настолько короткие туннели с максимально узкими габаритами, насколько возможно, для того чтобы избегать затрат, вызванных проходкой, масштабированием и укреплением туннелей более крупных размеров. Чем меньше размеры туннелей, тем ниже затраты на добычу ископаемых, добываемых в шахте. По этой причине необходимо предоставить более длинные транспортные средства, которые имеют хорошую управляемость и, в частности, возможность движения в изгибах в туннелях настолько малых размеров, насколько возможно. При предоставлении более длинных грузовых транспортных средств, однако, существуют проблемы с размерами всех компонентов: от колеса до приводного двигателя.
Предоставляя две пары приводимых во вращение колес в задней части, в которой вторая пара колес также, относительно руления, соединена с возможностью поворота при рулении с задней частью, колеса могут использоваться более оптимально, и износа вследствие проскальзывающих шин на тележках, не управляемых рулем, можно избегать, т.е. избегать проблемы, от которых страдает транспортное средство согласно WO 2009/108089 A1. Фраза "проскальзывающие шины" здесь подразумевает шины, которые не катятся идеально по земле вследствие того, что их ось колеса не направлена в центр поворота транспортного средства, и которые, следовательно, испытывают определенное "проскальзывание" по земле также во время обычного поворота. Срок эксплуатации грузового транспортного средства, а также, в частности, шин, может, таким образом, быть значительно продлен в отношении транспортного средства согласно изобретению.
Посредством дополнительного второго приводного двигателя, размещенного вдобавок к электрогенератору, чтобы подавать энергию средству электромотора, который приводит во вращение колеса второй пары колес, грузоподъемность и транспортная скорость на склонах, идущих вверх, может быть значительно улучшена в пространствах, где ширина и высота туннеля ограничены, при том что первый приводной электромотор и соответствующие компоненты трансмиссии не должны определять габариты для приведения во вращение колес в этой второй паре колес. Таким образом, соотношение между грузоподъемностью и размером шин транспортного средства улучшается, и требования к пространству уменьшаются.
Посредством второго приводного двигателя и ассоциированного электрогенератора, размещаемого в задней части, достигаются преимущества относительно установки и пространства.
Упомянутый второй приводной двигатель может быть выполнен с возможностью зацепления, когда требуется, например, при движении с грузом в гору, при этом в таких случаях все пары колес транспортного средства приводятся во вращение. Во время режимов движения, где требование мощности снижается, второй приводной двигатель может быть отсоединен, и продвижение вперед происходит за счет первого приводного двигателя, который является основным двигателем транспортного средства.
В конкретном аспекте, первая пара колес электрически приводится во вращение через дополнительное средство электромотора, при этом дополнительный приводной двигатель выполнен с возможностью подачи энергии упомянутому дополнительному средству электромотора через дополнительный электрогенератор. Таким образом, можно не использовать механическую трансмиссию привода между частями транспортного средства.
Предпочтительно, дополнительный приводной двигатель и ассоциированный электрогенератор размещаются в задней части, поскольку такое размещение обеспечивает в результате преимущество относительно установки и пространства.
Первый приводной двигатель предпочтительно выполнен с возможностью через приводной вал и трансмиссию, посредством приводного вала, механического приведения во вращение вала передних колес, который несет переднюю пару колес. Дополнительно, согласно второму аспекту, первый приводной двигатель может через приводной вал и трансмиссию, механически через приводной вал приводить во вращение первый вал колес в задней части, причем первый вал колес, таким образом, несет на себе первую пару колес.
Соответственно, передняя пара колес размещается на жесткой передней оси колес, а первая пара приводимых во вращение колес - на жесткой первой оси колес, при этом из упомянутых, по меньшей мере, двух пар приводимых во вращение колес в задней части первая пара колес размещается наиболее близко к рулевому шарниру, жестко соединенному с задней частью.
Посредством первого вала колес, связанного со вторым валом, несущим вторую пару приводимых во вращение колес, через устройство маятникового подвеса, формируется конструкция тележки и достигается хорошая управляемость на неровных поверхностях.
Транспортное средство согласно изобретению обычно предусматривает кабину водителя, но может также управляться удаленно.
Посредством изобретения становится возможной высокая степень модульности, что означает, что в традиционно спроектированном грузовом транспортном средстве с шарнирным рулевым управлением, имеющем две пары колес, обычный двигатель и обычная карданная передача могут быть сохранены. Вспомогательный модуль, состоящий, например, в своей простейшей форме, из блока, включающего в себя приводные механизмы для второй пары колес с соответствующими частями регулировки, может, таким образом, быть предусмотрен, когда требуется для использования повышенной вместимости в случаях, где это желательно. Транспортное средство, в котором вторая пара колес не предусмотрена приводимой во вращение, может, таким образом, впоследствии быть укомплектовано приводным механизмом для модернизации транспортного средства, если требования повышенной вместимости и эффекта управления должны осуществляться.
Предпочтительно, рулевое управление второй парой колес формируется как любое одно из группы: гидравлическое согласованное управление, регулируемое посредством угла между частями транспортного средства во время поворота; механическое управление, в котором связующая система звена обнаруживает поворот рулевого шарнира и передает поворотное движение соответствующему колесу второй пары колес; электрическое управление, в котором датчик угла в рулевом шарнире выполнен с возможностью отправки сигналов элементам управления, которые выполнены с возможностью предоставления выходных сигналов поворотным актуаторам для колес.
Изобретение также касается системы приведения в движение относительно грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением согласно вышесказанному, которое имеет управляемое соединение со второй парой колес, размещаемой в задней части грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением, при этом система включает в себя средство электромотора для приведения во вращение посредством электромотора второй пары колес.
Система предпочтительно состоит из вспомогательного модуля для традиционно спроектированного грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением, имеющего две пары колес.
Система предпочтительно включает в себя второй приводной двигатель для подачи энергии упомянутому средству электромотора через электрогенератор.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно посредством вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид сбоку грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением согласно изобретению; и
Фиг. 2 - схематичный вид сверху механизма привода грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением с фиг. 1 во время поворота.
Описание варианта осуществления изобретения
На фиг. 1 показано грузовое транспортное средство 1 с шарнирным рулевым управлением согласно изобретению, которое включает в себя переднюю часть 2 с кабиной 4 водителя и заднюю часть 3 с устройством для приема груза в форме опрокидываемой для выгрузки платформы 6. Передняя часть 2 шарнирно соединяется известным способом с задней частью 3 через рулевой шарнир 10.
Передняя часть 2 содержит переднюю пару ведущих колес, из которых одно колесо обозначено позицией 5, а задняя часть 3 содержит структуру тележки с двумя парами колес, взаимосвязанных через устройство маятникового подвеса, из которых качающийся рычаг обозначен позицией 9. Качающийся рычаг несет первую пару приводимых во вращение колес, располагающуюся наиболее близко к переду транспортного средства, из которых одно колесо обозначено позицией 7, и вторую пару приводимых во вращение колес с наибольшим расстоянием от переда транспортного средства, из которых одно колесо обозначено позицией 8.
Грузовое транспортное средство 1, в частности, приспособлено перевозить большие грузы в среде под землей, например, что касается горнодобывающей промышленности, прокладки туннелей и т.д., и за счет своей конструкции гибко управляется также в узких проходах в туннелях и штольнях.
На фиг. 2 показаны компоненты, которые важны для движения грузового транспортного средства, при этом принадлежащим передней части 2 показан первый приводной двигатель 12, который через трансмиссию 13 и приводные валы 14, 15 и 15' может механически через приводной вал 15 приводить во вращение вал 16' передних колес, который несет переднюю пару 5, 5' колес, и приводить во вращение первый вал 17 колес задней части через приводной вал 15', при этом первый вал 17 колес несет первую пару 7, 7' колес. Рама задней части обозначена позицией 22.
Дополнительно, грузовое транспортное средство согласно изобретению содержит размещенную на втором валу 20 колес вторую пару 8, 8' колес, которая с одной стороны может приводиться во вращение посредством средства 19 электромотора, с другой стороны, дополнительно в отношении рулевого управления для поворота транспортного средства, соединяется с возможностью руления с задней частью 3 через приводные поворотные шарниры 11 и 11'.
Руление второй парой колес может осуществляться различными способами, например гидравлически, как гидравлическое согласованное управление, регулируемое посредством угла между частями транспортного средства во время поворота. Альтернативно, рулевое управление активируется механическим образом, при этом непоказанная система связующего звена обнаруживает поворот рулевого шарнира 10 и передает поворотное движение соответствующему колесу второй пары колес.
В другом варианте осуществления колеса второй пары 8, 8' колес управляются электрическим образом, при этом датчик угла в рулевом шарнире 10 отправляет сигналы непоказанному средству управления, которое выполнено с возможностью предоставления выходных сигналов непоказанному поворотному средству, размещенному в области поворотных шарниров 11 и 11', для того чтобы поворачивать соответствующее колесо 8, 8' во второй паре колес в желаемую позицию поворота, так что продолжение осей всех колес направлено в одну и ту же точку, центр поворота транспортного средства, обозначенную позицией 21 на фиг. 2.
Изобретение может быть модифицировано в рамках последующей формулы изобретения. Также первая пара 7, 7' приводимых во вращение колес может, таким образом, приводиться во вращение посредством второго дополнительного приводного двигателя 8', который через дополнительный генератор обеспечивает подачу энергии средству 19' электромотора для приведения во вращение этой первой пары колес. Наличие такого механизма привода или любого другого механизма привода, расположенного в задней части, конечно, устраняет трансмиссионные механизмы, которые обеспечивают приведение во вращение первой пары 7, 7' колес от первого приводного двигателя 12.
Транспортное средство может также быть создано без конструкции тележки, показанной на чертежах, и не исключается, что передняя часть имеет более одного вала колес, а задняя часть - более двух валов колес, в таких случаях дополнительные валы колес также могут быть управляемыми рулем, а также быть приводимыми во вращение.
Также, колеса первой пары 7, 7' приводимых во вращение колес могут быть управляемыми рулем, при этом например, дополнительно может быть осуществлен проход более узкого поворота.
Энергоснабжение транспортного средства, как альтернатива работе двигателя внутреннего сгорания посредством первого приводного двигателя и второго приводного двигателя, может быть полностью электрическим за счет, например, "работы роликового токоснимателя" с токоснимателем, например, на своде туннеля.
Изобретение обеспечивает множество преимуществ, в частности, для грузовых транспортных средств, которые используются в шахтах, туннелях и т.п. Вследствие высоких осевых давлений, которые могут возникать для таких транспортных средств, которое указано выше, устройство согласно упомянутому WO-документу будет функционировать менее полезно, в частности, если существуют требования гибкого движения в узких местах.
С возможностью руления вторым приводимым во вращение валом колес, которая предоставляется посредством настоящего изобретения, компоненты могут быть использованы очень эффективным образом, при этом можно избегать увеличения габаритов компонентов, таких как колеса и двигатели.
Пример
В примере грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением согласно изобретению и, в целом, согласно фиг. 1 и 2 размещается первый приводной двигатель, выдающий 760 л.с., и второй приводной двигатель, выдающий 275 л.с. Согласно этому примеру грузоподъемность может быть увеличена приблизительно от 60 тонн для воображаемого двухосного грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением, в целом, без второй пары колес согласно изобретению, приблизительно до 85 тонн для трехосного грузового транспортного средства с шарнирным рулевым управлением согласно изобретению. Двухосное транспортное средство тогда оборудуется тем же (первым) приводным двигателем, выдающим 760 л.с., и карданной передачей для приведения во вращение двух валов. Другим способом выражения этого является формулировка, что эффект приведения в движения для транспортного средства с помощью этих мер может быть увеличен приблизительно на 30%.
Оба транспортных средства имеют одинаковые поперечные габариты и могут работать в проходах (также узких) с соответствующими поперечными габаритами.
Дополнительными преимуществами модульности является то, что она может обеспечивать возможность увеличения скорости и высокую степень адаптации к различным нуждам, объемам груза и пользовательским требованиям. Также следует упомянуть, что тормозная способность транспортного средства согласно изобретению улучшается по сравнению с традиционными грузовыми транспортными средствами. При этом электромотор может быть использован в качестве генератора при торможении, а производимая энергия рассеиваться, например, с помощью воды или воздуха.