Транспортное средство
VEHICLE

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственных тракторах.
Известно транспортное средство (см. а.с. SU 745759, B62D 49/00, 1975), содержащее передний и задний ведущие мосты, кинематически соединенные с выходными валами раздаточной коробки, входной вал которой кинематически связан с двигателем транспортного средства.
Недостатком известного транспортного средства является то, что оно не позволяет согласовывать тяговые усилия индивидуально на каждом ведущем колесе пропорционально вертикальной нагрузке. При работе на пересеченной местности (на косогоре, на уклоне и т.п.), на грунтах с разным сопротивлением движению каждого из ведущих колес это снижает производительность, требуется трансмиссия с плавным и раздельным регулированием передаточного числа привода до каждого ведущего колеса, что усложняет конструкцию силовой части и системы управления, уменьшает надежность и повышает стоимость транспортного средства.
Известно также транспортное средство (см. а.с. SU 1555149, B60K 17/348, 1990), содержащее передний и задний ведущие мосты, кинематически соединенные с выходными валами раздаточной коробки, входной вал которой кинематически связан с двигателем транспортного средства, датчики вертикальной нагрузки на передний и задний ведущие мосты, выполненные в виде гидроцилиндров, штоки которых связаны с неподрессоренными массами ходовой системы, а корпуса - с подрессоренной массой транспортного средства, при этом безштоковые полости гидроцилиндров в продольной оси транспортного средства гидравлически связаны с суммирующим элементом сравнения, выполненным в виде гидроцилиндра, шток которого кинематически связан с исполнительным механизмом, взаимодействующим с органом управления механизмом трансмиссии, плавно регулирующим передаточные числа приводов к переднему и заднему мостам.
Недостатком известного транспортного средства является то, что оно не позволяет согласовывать тяговые усилия индивидуально на каждом ведущем колесе пропорционально вертикальной нагрузке на них. При работе на пересеченной местности (на косогоре, на уклоне и т.п.), на почвах с разным сопротивлением движению каждого из ведущих колес это снижает производительность, требует трансмиссии с плавной и раздельной регулировкой передаточного числа приводов к каждому ведущему колесу, что усложняет конструкцию силовой части и системы управления, снижает надежность и повышает стоимость транспортного средства.
Задачей предложенного решения является повышение производительности, снижение нагруженности трансмиссии путем согласования тяговых усилий на каждом ведущем колесе пропорционально действующей на него вертикальной нагрузке.
Эта задача достигается тем, что транспортное средство, содержащее передний и задний ведущие мосты, кинематически соединенные с выходными валами раздаточной коробки, входной вал которой кинематически связан с двигателем транспортного средства, датчики вертикальной нагрузки на передний и задний ведущие мосты, выполненные в виде гидроцилиндров, штоки которых связаны с неподрессоренными массами ходовой системы, а корпуса - с подрессоренной массой транспортного средства, при этом бесштоковые полости гидроцилиндров в продольной оси транспортного средства гидравлически связаны с суммирующим элементом сравнения, выполненным в виде гидроцилиндра, шток которого кинематически связан с исполнительным механизмом, согласно изобретению дополнительно снабжено датчиками вертикальной нагрузки со стороны каждого ведущего колеса в виде гидроцилиндров в поперечной оси транспортного средства, штоки которых связаны с ведущими мостами, а корпуса - с подрессоренной массой транспортного средства, причем полости гидроцилиндров попарно связаны с элементами сравнения, дополнительно связано с источником сжатого воздуха в виде компрессора с ресивером с регулируемой системой индивидуальной подачи сжатого воздуха и выпуска в атмосферу через магистрали в каждую шину и из нее каждого ведущего колеса посредством редуктора повышения давления или редуктора снижения давления через электроуправляемый трехпозиционный двухходовой пневмораспределитель, исполнительный механизм выполнен в виде пневморегулятора, включающего корпус, соединенный со штоком гидроцилиндра элемента сравнения, внутри корпуса пневморегулятора расположен подпружиненный поршень со штоком, последний шарнирно соединен с рычагом, подключенным к источнику питания, один конец которого шарнирно закреплен на неподвижном основании с возможностью поворота в плоскости, а второй конец выполнен с возможностью взаимодействия с подпружиненными контактами переключения электроуправляемых трехпозиционных двухходовых пневмораспределителей и одновременно с подпружиненными рычагами управления редукторами повышения и снижения давления, полости пневморегулятора посредством электроуправляемого трехпозиционного двухходового пневмораспределителя выполнены с возможностью сообщения через дроссель с источником сжатого воздуха и с атмосферой.
По сравнению с известным предложенное транспортное средство обеспечивает согласование тяговых усилий на каждом ведущем колесе пропорционально изменению вертикальной нагрузки на каждое колесо, повышая производительность и эффективность использования тяговых свойств, мощности двигателя, снижая нагруженность трансмиссии, улучшая функциональные показатели и упрощая конструкцию транспортного средства.
На фиг. 1 изображено транспортное средство, общий вид; на фиг. 2 - схема приводов к ведущим колесам и подключение элементов пневмосистемы; на фиг. 3 - схема установки датчиков вертикальных нагрузок в поперечной плоскости; на фиг. 4 - гидравлическая схема подключения датчиков нагрузки колес бортов с суммирующими элементами сравнения и сервомеханизмами; на фиг. 5 - вариант исполнения подвода сжатого воздуха к шине колеса.
Транспортное средство 1 содержит передний 2 и задний 3 ведущие мосты, кинематически соединенные с выходными валами 4 и 5 раздаточной коробки 6, входной вал 7 которой посредством коробки передач 8 и муфты сцепления 9 кинематически связан с двигателем внутреннего сгорания 10 транспортного средства 1. Датчики вертикальной нагрузки со стороны каждого ведущего колеса 11-14 выполнены в виде гидроцилиндров 15-18 соответственно (для транспортных средств, у которых установлены упругие элементы между неподрессоренными и подрессоренными массами) в поперечной оси транспортного средства 1, штоки 19-22 которых связаны с соответствующими боковыми частями ведущих мостов 2 и 3 у колес 11-14, а корпуса - с подрессоренной массой транспортного средства 1. Причем бесштоковые полости гидроцилиндров 15-18 посредством магистралей 23, 24 связаны с элементом сравнения 25, а штоковые гидроцилиндров 15, 16 посредством магистралей 26 связаны с элементом сравнения 27 и штоковые гидроцилиндров 17, 18 посредством магистралей 28 связаны с элементом сравнения 29. Для обеспечения равного воздействия давления жидкости от гидроцилиндров 15-18 на соответствующие поршни элементы сравнения 25, 27, 29 выполнены двухштоковыми. Штоки 30, 31 и 32 элементов сравнения 25, 27 и 29 связаны с сервомеханизмами 33-35, выполненными в виде пневмоцилиндров. Шток 36 сервомеханизма 33 кинематически посредством шарнира 37 соединен с рычагом 38, закрепленным на корпусе с помощью шарнира 39, электрически изолированного от подрессоренной массы транспортного средства 1. Для сервомеханизмов 34 и 35 схема выполняется отдельно, аналогично (не показано). Рычаг 38 имеет возможность поворота в плоскости относительно шарнира 39 с возможностью взаимодействия вторым концом с подпружиненным посредством пружин 40, 41 с контактами 42, 43 переключения обмоток электроуправляемых трехпозиционных двухходовых пневмораспределителей 44, 45 и одновременно с подпружиненными рычагами 46, 47 управления редукторами повышения 48 и 49 снижения давления воздуха в шинах колес 11-14. Редуктор 48 повышения давления в соответствующих шинах колес связан через трубопровод 50 с пневматическими ресиверами 51, подключенными к источнику сжатого воздуха в виде компрессора 52 с предохранительным клапаном 53, а также через отдельный трубопровод 54 с электроуправляемым трехпозиционным двухходовым пневмораспределителем 45 и через дроссель 55 посредством трубопровода 56 с электроуправляемым трехпозиционным двухходовым пневмораспределителем 44. Пневмораспределитель 45 посредством трубопроводов подключен к вентилям 57, 58 и 59, 60 шин колес 11-14. При регулировании давления в колесах передних и задних мостов при движении на спуске или на подъеме магистрали подключены попарно к вентилям 57, 58 и 59, 60 правых и левых колес 11, 12 и 13, 14. При движении на косогоре, вдоль уклона вентили 57, 58 колес 11, 12 моста 2, а также вентили 59, 60 колес 13, 14 моста 3 подключаются к распределителям раздельно для изменения радиусов и параметров взаимодействия колеса с опорной поверхностью колес бортов. Компрессор 52 приводится в действие через шкивы 61 и 62 посредством ремня 63 от коленвала двигателя 10.
Для подачи электрического тока на обмотки пневмораспределителей 44, 45 к рычагу 38 подключен гибкий электропровод 64, связанный с источником 65 электрической энергии транспортного средства 1.
Исполнительный сервомеханизм 33 включает корпус 66, соединенный со штоком 30 гидроцилиндра 25. Внутри корпуса 66 расположен подпружиненный посредством пружин 67 поршень 68 со штоком 36, который соединен через шарнир 37 с рычагом 38. Поршневая и штоковая полости сервомеханизма 33 через трубопроводы соединены с пневмораспределителем 44. Сервомеханизмы 34, 35 имеют аналогичную конструкцию и соединяются посредством таких же шарниров с соответствующими отдельными рычагами и пневмораспределителями (не показано). Между подрессоренной и неподрессоренной массами транспортного средства 1 установлены упругие элементы 69-72.
Транспортное средство работает следующим образом.
кр
При работе с номинальным тяговым усилием Р на горизонтальном участке опорной поверхности распределение вертикальных нагрузок между колесами 11-14 переднего 2 и заднего 3 ведущих мостов будет равномерным, т.е. вертикальные нагрузки, действующие на колеса 11-14 переднего 2 и заднего 3 ведущих мостов, равны. При этом колеса 11-14 переднего 2 и заднего 3 ведущих мостов в равной степени преодолевают номинальное тяговое сопротивление технологического орудия. При работе в условиях эксплуатации тяговое сопротивление технологического орудия периодически отклоняется от среднего номинального уровня на величину ΔР. Это приводит к нарушению равномерного распределения вертикальных нагрузок между колесами 11-14 переднего 2 и заднего 3 ведущих мостов и соответствующему изменению радиусов колес и параметров их взаимодействия с опорной поверхностью. При увеличении тягового сопротивления вертикальная нагрузка на передний 2 ведущий мост уменьшается, а вертикальная нагрузка на задний 3 ведущий мост увеличивается. При уменьшении тягового сопротивления вертикальная нагрузка на передний 2 ведущий мост увеличивается, а вертикальная нагрузка на задний 3 ведущий мост уменьшается. При этом буксование ведущих колес разгруженного от вертикальных усилий переднего или заднего мостов увеличивается, что снижает скорость движения транспортного средства и уменьшает производительность. Из-за перераспределения вертикальных нагрузок будут изменяться радиусы колес и параметры их взаимодействия с опорной поверхностью, что в результате определяет разные силы тяги каждого из колес транспортного средства 1 с блокированным приводом. При движении транспортного средства 1 с технологическим оборудованием по пересеченной поверхности, например косогору, в поперечной плоскости транспортного средства с уклоном в сторону колеса 11 заднего ведущего моста 3 вертикальная нагрузка на шину колеса 11 увеличивается, а вертикальная нагрузка на шину колеса 12 уменьшается. Аналогично происходит и с нагрузкой на колеса 13, 14 переднего моста 3. При движении на подъем нагрузка на мост 3 увеличивается, а на мост 2 уменьшается, упругие элементы 69, 70 сжимаются, а упругие элементы 71, 72 растягиваются, при этом давление в бесштоковых полостях гидроцилиндров 17 и 18 увеличивается, а гидроцилиндров 15 и 16 уменьшается. Из-за разности давлений в элементе сравнения 25 шток 30 перемещается и воздействует на корпус 66 сервомеханизма 33. Шток 36 сервомеханизма 33 воздействует на рычаг 38, который замыкает контакты 43 и включает соответственно обмотки пневмораспределителей 44 и 45 и одновременно воздействует на редуктор 48 повышения давления, который подает давление к вентилям 59, 60 и дроссель 55 через пневмораспределитель 44 в соответствующую полость сервомеханизма 33. Одновременно рычаг 38 воздействует на рычаг 46 редуктора 49 снижения давления. Давление в шинах передних колес 13 и 14 уменьшается, а задних колес 11 и 12 увеличивается до момента, пока рычаг 38 не займет начального положения. При этом радиусы передних колес 13 и 14 и задних колес 11 и 12 за счет изменения давления изменяются и тяговые усилия колес выравниваются. Транспортное средство 1 будет перемещаться без циркуляции мощности в трансмиссии. При движении на спуск происходит аналогичный процесс взаимодействия вышеуказанных элементов, которые обеспечивают увеличение давления передних колес 13 и 14 и уменьшение давления задних колес 11 и 12.
При движении на косогоре регулируется давление и соответствующие радиусы колес не только осей, но и бортов. В этом случае включаются в работу для регулировки радиусов передних 13 и 14 колес те же гидроцилиндры 15 и 16, но соединенные штоковыми полостями магистралями 26 с элементом сравнения 27 с сервомеханизмом 34, а задних гидроцилиндрами 17, 18, соединенных магистралями 28 с штоковыми полостями с элементом сравнения 29 сервомеханизма 35. Работа осуществляется аналогично описанному выше. При этом подрессоренная масса транспортного средства 1 со стороны колеса 11 (см. фиг. 3) сжимает упругий элемент 69 и перемещает корпус гидроцилиндра 17 вниз, а упругий элемент 70 растягивается и перемещает корпус гидроцилиндра 18 вверх. Аналогично происходит с гидроцилиндрами 15, 16. Рабочая жидкость из бесштоковых полостей гидроцилиндров 17, 18 по магистрали 24 перетекает в полость элемента сравнения 25, куда поступает давление из бесштоковых полостей гидроцилиндров 15,16 по магистрали 23. На косогоре нагрузка на колеса 13, 14, 11 и 12 будет различная. Для того чтобы обеспечить соответствие тяговых усилий на колесах бортов в работу включаются соответствующие гидроцилиндры 15 и 16 колес 13 и 14. При этом штоковые полости посредством магистралей 26 соединены с элементом сравнения 27, который посредством штока 31 соединен с корпусом сервомеханизма 34. Аналогично для колес 11 и 12 штоковые полости гидроцилиндров 17 и 18 соединены посредством магистралей 28 с элементом сравнения 29, который посредством штока 32 соединен с сервомеханизмом 35. Для сервомеханизмов 34 и 35 выполняются индивидуально все элементы аналогично сервомеханизму 33 (не показано). За счет изменения давления в колесах 13, 14, 11 и 12 происходит регулировка давления и одновременно радиусов этих колес и параметров их взаимодействия с опорной поверхностью. За счет этого обеспечивается одинаковая касательная сила тяги на каждом колесе с учетом действия тяговой нагрузки на крюке транспортного средства 1 и перераспределения силы веса его при движении на пересеченной местности (на подъеме и на косогоре).