ПОЛНОПРИВОДНЫЙ ГРУЗОВОЙ АВТОМОБИЛЬ
ALL-WHEEL DRIVE TRUCK

Техническое решение относится к колесным транспортным средствам. Оно касается грузового автомобиля со всеми ведущими колесами, способного передвигаться в любых дорожных условиях.
В трансмиссиях полноприводных грузовых автомобилей используются раздаточные коробки с межосевыми дифференциалами, которые могут содержать один или несколько планетарных рядов, показанных, например, в патентах №2026208, 2093374, 2192972, выданных в Российской Федерации. В качестве близкого аналога принят полноприводный грузовой автомобиль, изображенный в выданном в США патенте №4280583, НКИ 180/250, МПК B60K 17/34, содержащий кабину, раму для установки на нее кузова сзади кабины, трансмиссию для передачи поворотного момента от двигателя к переднему и заднему ведущим мостам. В кинематической цепи трансмиссии расположена раздаточная коробка с межосевым дифференциалом, содержащим планетарный ряд, распределяющий в определенной пропорции поворотные моменты, передаваемые к ведущим мостам. Однако в этом автомобиле соотношение поворотных моментов, поступающих к переднему и заднему ведущим мостам, остается неизменным при движении автомобиля как с грузом в кузове, так и при его движении без груза, что ухудшает управляемость автомобиля, повышает износ шин его колес.
Решаемой задачей является улучшение управляемости полноприводного грузового автомобиля при его эксплуатации в различных условиях, уменьшение износа шин его колес путем автоматического перераспределения нагрузки на его колеса при укладке груза в кузов автомобиля и во время его разгрузки.
Решение задачи обеспечено тем, что в полноприводном грузовом автомобиле, содержащем кабину, кузов для перевозки груза, установленный на раме, трансмиссию для передачи поворотного момента от двигателя к переднему и заднему ведущим мостам, имеющим упругую подвеску на раме, раздаточную коробку с межосевым дифференциалом, расположенным в кинематической цепи трансмиссии, межосевой дифференциал содержит два планетарных ряда, переключаемых зубчатой муфтой, имеющей привод от поршня, расположенного в двухсекционной камере, сообщаемой с источником давления рабочей жидкости посредством четырехлинейного двухпозиционного распределителя, имеющего управление от электромагнита, подключенного электрической цепью к шаговому выключателю, имеющему привод от балки заднего ведущего моста.
Вследствие использования в трансмиссии полноприводного грузового автомобиля раздаточной коробки с межосевым дифференциалом, содержащим два планетарных ряда, переключаемых зубчатой муфтой при укладке груза в кузов и при снятии груза с кузова по сигналу, поступающему к приводу муфты от электрического выключателя, реагирующего на изменение расстояния между рамой и ведущим мостом при погрузочно-разгрузочных работах, улучшается управляемость автомобиля вследствие рационального распределения нагрузки на колеса при порожнем и при загруженном кузове, уменьшается износ шин и при этом облегчается обслуживание автомобиля, так как перераспределение нагрузки на колеса происходит автоматически, не требуя вмешательства водителя.
Привод указанного выключателя содержит рычаг, соединенный при помощи серьги с балкой ведущего моста и закрепленный на валу, установленном в кронштейне на раме и связанном через планетарную передачу с подвижным электрическим контактом выключателя, расположенном на поворотном поводке в герметичном футляре, а неподвижный электрический контакт сделан в виде кольцевого сектора, к которому подключен упомянутый электромагнит.
К электрической цепи, связывающей электромагнит управления распределителем с выключателем, подключен конденсатор, между конденсатором и выключателем последовательно с электромагнитом расположен диод, а параллельно диоду расположена индукционная катушка.
На фигуре 1 изображен полноприводный грузовой автомобиль.
На фигуре 2 показана раздаточная коробка автомобиля.
Полноприводный грузовой автомобиль, представленный на фигуре 1, содержит раму 1, на которой впереди расположена кабина 2, а за ней установлен кузов 3, предназначенный для перевозки груза. Между кабиной и кузовом на раме установлен двигатель 4. Автомобиль содержит трансмиссию для передачи поворотного момента от двигателя к переднему ведущему мосту 5 и к заднему ведущему мосту 6, имеющим упругую подвеску на раме 1. В кинематической цепи трансмиссии расположены коробка передач 7, раздаточная коробка 8, снабженная межосевым дифференциалом, и карданные передачи 9 для связи валов раздаточной коробки с валами коробки передач и ведущих мостов.
Раздаточная коробка содержит корпус 10 (фигура 2), в котором расположены ведущий вал 11 и ведомый вал 12, связанные между собой зубчатой передачей. С ведомым валом 12 соединено водило 13 межосевого дифференциала, содержащего два переключаемых планетарных ряда. На водиле 13 расположены одинаковые сателлиты 14 и 15, которые имеют зубчатое зацепление между собой, с коронным зубчатым колесом 16 и с солнечными шестернями 17 и 18. Солнечная шестерня 17 первого планетарного ряда имеет шлицевое соединение с выходным валом 19 привода переднего ведущего моста 5. Солнечная шестерня 18 второго планетарного ряда установлена на выходном валу 20 привода заднего ведущего моста 6 с возможностью свободного вращения на нем на его гладкой шейке. Для изменения кинематических связей в межосевом дифференциале раздаточная коробка содержит зубчатую муфту 21, имеющую шлицевое соединение с выходным валом 20. Зубчатая муфта 21 сделана с наружным и внутренним зубчатыми венцами для поочередной связи с выходным валом 20 либо солнечной шестерни 18, имеющей наружный зубчатый венец, либо коронного зубчатого колеса 16, имеющего внутренний зубчатый венец. Зубчатая муфта 21 имеет привод от поршня 22, с которым она связана посредством поводка через подшипник качения. Поршень 22 расположен в корпусе 10 раздаточной коробки в двухсекционной рабочей камере 23, сообщаемой через гидролинии 24 и 25 с источником давления рабочей жидкости, в частности с насосом 26, посредством четырехлинейного двухпозиционного гидравлического распределителя 27. Распределитель 27 имеет управление от электромагнита 28, подключенного электрической цепью 29 к шаговому электрическому выключателю 30, расположенному в герметичном футляре на раме автомобиля. Выключатель 30 содержит подвижный электрический контакт, расположенный на упругом поворотном поводке 31, соединенном электрической цепью с источником электрического тока, в частности с аккумуляторной батареей, и неподвижный электрический контакт 32, сделанный в виде кольцевого сектора, к которому электрической цепью 29 подключен электромагнит 28. К электрической цепи 29, связывающей электромагнит 28 управления распределителем с выключателем 30, подключен конденсатор 33. Между конденсатором 33 и выключателем 30 последовательно с электромагнитом 28 расположен диод 34. А параллельно диоду 34 расположена индукционная катушка 35, обеспечивающая постепенный разряд конденсатора в случае кратковременного соскакивания подвижного контакта, то есть поворотного поводка 31 с неподвижным контакта выключателя. Поворотный поводок 31 выключателя 30 имеет механический привод от балки 36 заднего ведущего моста 6 автомобиля. Этот привод содержит рычаг 37, связанный шарнирно посредствам серьги 38 с балкой 36 ведущего моста. Рычаг 37 закреплен на валу, с которым через планетарную передачу связан поворотный поводок 31.
При движении автомобиля поворотный момент от двигателя через коробку передач поступает на ведущий вал 11 раздаточной коробки 8, а от него через зубчатую передачу передается к ведомому валу 12 и далее к водилу 13 межосевого дифференциала. При порожнем кузове рабочая жидкость от насоса 26 через распределитель 27 поступает в заднюю секцию рабочей камеры 23, устанавливая поршень 22 и связанную с ним зубчатую муфту 21 в положении, при котором зубчатая муфта соединяет солнечную шестерню 18 с валом 20 привода заднего ведущего моста 6. Тогда поворотный момент поступает от водила 13 к выходным валам 19 и 20 привода ведущих мостов через оба сателлита 14 и 15 и через обе солнечные шестерни 17 и 18. В этом случае поворотный момент распределяется поровну между мостами.
При укладке в кузов груза рессоры подвески ведущих мостов под его тяжестью прогибаются, и рама 1 опускается, приближаясь к балке 36 ведущего моста. При отпускании рамы поворачивается рычаг 37, который через планетарную передачу поворачивает поводок 31 электрического выключателя 30. Совершая шаг, поводок 31 вводит расположенный на нем подвижный контакт в соприкосновение с неподвижным контактом 32. При касании контактов электрический ток от аккумуляторной батареи поступает к электромагниту 28, который перемещает золотник распределителя 27 в другую позицию, при которой передняя секция рабочей камеры 23 сообщается с насосом 26, а ее задняя секция, расположенная за поршнем 22, сообщается со сливом. Под действием давления в передней секции рабочей камеры поршень 22 отводит зубчатую муфту 21 от солнечной шестерни 18, разъединяя ее с валом 20, и соединяет с этим валом 20 коронное зубчатое колесо 16. Тогда вращающий момент с водила 13 передается на выходной вал 19 привода переднего моста по-прежнему через сателлит 14 и солнечную шестерню 17, а на выходной вал 20 привода заднего ведущего моста поворотный момент передается через тот же сателлит 14 и через коронное зубчатое колесо 16. После этого вращающий момент на валу 20 привода заднего ведущего моста 6, над которым расположен загруженный кузов, получается значительно больше, чем на валу 19 привода переднего ведущего моста 5. После перевозки и выгрузки груза из кузова рама 1 приподнимается и рычаг 37 поворачивается в обратную сторону, выводя поводок 31 с находящимся на нем подвижным контактом из соприкосновения с неподвижным контактом 32. Тогда прекращается поступление электрического тока к электромагниту 28 управления распределителем 27, после чего подпружиненный золотник распределителя 27 возвращается в исходную первую позицию, при которой передняя секция рабочей камеры 23 сообщается со сливом, а задняя секция, расположенная позади поршня 22, сообщается через гидролинию 25 с насосом 26. Под действием давления рабочей жидкости в задней секции рабочей камеры 23 поршень 22 перемещается к солнечной шестерне 18 и соединяет ее зубчатой муфтой 21 с выходным валом 20 привода заднего ведущего моста. Тогда при переезде порожнего автомобиля к месту погрузки в его кузов груза поворотный момент распределяется поровну между его ведущими мостами, на колеса которых в этом случае при пустом кузове нагрузка получается примерно одинаковой.
Благодаря наличию в трансмиссии полноприводного грузового автомобиля раздаточной коробки с межосевым дифференциалом, содержащим два планетарных ряда, переключаемых автоматически при погрузке груза в кузов и при его разгрузке, обеспечивая своевременное перераспределение нагрузки на колеса ведущих мостов, существенно облегчается обслуживание автомобиля, улучшается его проходимость при движении по слабому грунту и управляемость при движении с большой скоростью по дорогам с твердым покрытием, уменьшается износ шин.