МЕХАНИЗМ ОТБОРА МОЩНОСТИ, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ТАКИМ МЕХАНИЗМОМ ОТБОРА МОЩНОСТИ И ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ДЕТАЛЬ ДЛЯ ТАКОГО МЕХАНИЗМА ОТБОРА МОЩНОСТИ
MECHANISM OF POWER SELECTION, VEHICLE WITH SUCH MECHANISM AND INTERMEDIARY ITEM FOR SUCH MECHANISM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к механизму отбора мощности согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к транспортному средству, выполненному с таким механизмом отбора мощности согласно ограничительной части пункта 12 формулы изобретения, и к промежуточной детали для такого механизма отбора мощности согласно ограничительной части пункта 13 формулы изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Грузовики иногда оборудуются дополнительными устройствами различных видов, например подъемными кранами и компрессорами. Чтобы приводить в движение дополнительные устройства, мощность отводится от силового агрегата грузовой машины посредством одного или более механизмов отбора мощности, которые обычно упоминаются как PTO (Механизмов Отбора Мощности), которые можно присоединить к и установить на практически все компоненты силового агрегата, например на двигателе, на коробке передач или между двигателем и коробкой передач. Привод в движение дополнительного устройства в виде подъемного крана с помощью гидравлических цилиндров предусматривает использование гидравлического масла под давлением и установку в механизм отбора мощности модуля отбора мощности в виде гидравлического насоса. Если дополнительным устройством является компрессор, модуль отбора мощности устанавливается предпочтительно в виде соединительного фланца в механизм отбора мощности и входной вал компрессора присоединяют к упомянутому фланцу.
Механизм отбора мощности может быть одиночным или сдвоенным и с редуктором или без редуктора. Безредукторный механизм отбора мощности приводится в движение непосредственно с помощью силового агрегата транспортного средства, и механизм отбора мощности с редуктором приводится в движение через передачу для повышения скорости вращения. Сдвоенные механизмы отбора мощности имеют встроенную передачу, которая распределяет мощность на два выхода для присоединения модулей отбора мощности.
Однако известные механизмы отбора мощности имеют недостаточную гибкость касательно их конфигурации. В случаях, если одиночное механизм отбора мощности необходимо заменить на сдвоенное механизм отбора мощности, то необходимо удалять весь блок из транспортного средства и заменять его. В тех случаях, когда безредукторный механизм отбора мощности необходимо заменить на механизм отбора мощности с редуктором, аналогичным образом необходимо заменить весь блок. Это приводит к большому количеству и сложным типам PTO с многочисленными различными типами конфигураций и, следовательно, повышению стоимости. Сложным также является изменение типа PTO, которое может быть необходимо в случае, если транспортное средство должно использоваться в другой области применения, например, после смены собственника.
В документе WO 2011/044376 A2 предложен механизм отбора мощности для транспортного средства, которое имеет окружающий корпус с трансмиссией, который передает вращение и крутящий момент от коробки передач транспортного средства к подходящему оборудованию. Корпус и трансмиссия образованы таким образом, чтобы предотвратить утечку масла в окружающую среду и попадание загрязнений в корпус.
В публикации US 5041062 предложен механизм отбора мощности для транспортного средства, которое имеет входной вал, приводимый во вращение силовым агрегатом. Входной вал распределяет крутящий момент и вращательное движение на два выходных вала через цепную передачу.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Несмотря на известные решения в этой области, существует потребность в дополнительном развитии механизма отбора мощности, который имеет высокую степень гибкости таким образом, чтобы различные типы дополнительных устройств на транспортном средстве можно было приводить в движение с помощью механизма отбора мощности. Существует также потребность в дополнительной разработке механизма отбора мощности, который имеет высокий КПД, в целях уменьшения расхода топлива транспортным средством, а также уменьшения тепла, вырабатываемого в механизме отбора мощности.
Таким образом, другая задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить механизм отбора мощности, который имеет высокую степень гибкости.
Другая задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить механизм отбора мощности, который имеет высокий кпд.
Другая задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить механизм отбора мощности, который занимает мало места.
Эти задачи решены с помощью механизма отбора мощности, показанного в предшествующем уровне техники, который характеризуется признаками, указанными в отличительной части п. 1 формулы изобретения.
Эти задачи также решены с помощью транспортного средства, указанного во введении, которое характеризуется признаками, указанными в отличительной части п. 12 формулы изобретения и промежуточной детали для такого механизма отбора мощности согласно отличительной части п. 13 формулы изобретения.
Механизм отбора мощности имеет корпус, на который можно установить различные модули отбора мощности для различных целей. Это позволяет, например, приводить в движение дополнительное устройство, установленное на транспортном средстве, в виде подъемного крана с гидравлическими цилиндрами с помощью модуля отбора мощности в виде гидравлического насоса, который присоединяется к механизму отбора мощности. Даже в том случае, если дополнительное устройство в виде компрессора находится на том же самом транспортном средстве, модуль отбора мощности в виде соединительного фланца, к которому присоединен входной вал компрессора, можно установить в одном и том же механизме отбора мощности. Вместо замены всего механизма отбора мощности, в случае, если транспортное средство должно быть выполнено с новым дополнительным устройством, дополнительные модули отбора мощности различных типов можно присоединить к механизму отбора мощности.
Средство передачи со связанными с ним выходными валами являются съемными, чтобы средство передачи, относящееся к выходам, которые не имеют установленного модуля отбора мощности, можно удалить во избежание приведения в движение компонентов, которые в этот промежуток времени не выполняют никаких функций. Это позволяет повысить КПД механизма отбора мощности и уменьшить тепло, вырабатываемое трением. Таким образом, можно уменьшить расход топлива транспортного средства.
Соответственно, корпус выполнен таким образом, чтобы второе средство передачи и по меньшей мере один выходной вал, то есть выходной вал, соединенный со вторым средством передачи, можно было установить в/удалить из корпуса, когда первое средство передачи установлено в корпусе. Установка и удаление второго средства передачи и по меньшей мере одного выходного вала в корпусе таким образом упрощается в связи с тем, что не нужно устанавливать в и удалять из корпуса ненужное количество компонентов.
Соответственно, корпус выполнен таким образом, чтобы второе средство передачи и по меньшей мере один выходной вал, то есть выходной вал, соединенный со вторым средством передачи, можно было установить в или удалить из корпуса, когда входной вал соединен с силовым агрегатом. Установка и удаление второго средства передачи и по меньшей мере одного выходного вала в корпусе таким образом упрощается в связи с тем, что входной вал не нужно отсоединять от силового агрегата.
Соответственно, корпус выполнен таким образом, чтобы второе средство передачи и по меньшей мере один выходной вал, то есть выходной вал, соединенный со вторым средством передачи, можно было установить в/удалить из корпуса, когда корпус установлен на транспортном средстве. Установка и удаление второго средства передачи и по меньшей мере одного выходного вала в корпусе таким образом упрощается в связи с тем, что корпус не нужно удалять из транспортного средства.
В одном варианте осуществления выходы механизмов отбора мощности для соединения поверхности модулей отбора мощности обращены в различных направлениях, что означает, что модули отбора мощности можно установить в различных направлениях. Это позволяет дополнительно повысить гибкость механизмов отбора мощности в связи с тем, что модуль отбора мощности можно размещать в направлении, подходящем для соответствующего местоположения дополнительного устройства на транспортном средстве. Соединения между дополнительными устройствами и механизмом отбора мощности можно таким образом сделать короче и в меньшем количестве.
В дополнительном варианте осуществления промежуточная деталь, которая имеет основной участок с проходами и/или распределительными клапанами, выполнена между корпусом для механизма отбора мощности и модулями отбора мощности. Эта промежуточная деталь позволяет передавать сжатый воздух или гидравлическое масло в управляемый блок сцепления, выполненный для каждого модуля отбора мощности. Блок клапанов, который предусмотрен для каждого модуля отбора мощности и предпочтительно расположен на основном участке, можно использовать при необходимости для присоединения и отсоединения соответствующих модулей отбора мощности. Модули отбора мощности, которые в данный промежуток времени не приводят в движение какое-либо дополнительное устройство транспортного средства, можно таким образом отсоединить, повышая кпд механизма отбора мощности и уменьшая тепло, вырабатываемое трением. Таким образом, можно уменьшить расход топлива транспортного средства.
Промежуточная деталь также позволяет устранить различные шланги, трубы и соединения для присоединения и отсоединения модулей отбора мощности, делая PTO более компактным и уменьшая его вес, и потенциально приводя к сокращению расхода топлива транспортного средства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны ниже посредством примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематичный вид сбоку транспортного средства с механизмом отбора мощности согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - схематичный вид в разрезе первого варианта осуществления механизма отбора мощности согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 - вид в разрезе механизма отбора мощности по линии III-III с фиг. 2;
фиг. 4 - схематичный вид в разрезе первого варианта осуществления механизма отбора мощности согласно настоящему изобретению с одним удаленным модулем отбора мощности;
фиг. 5 - схематичный вид в разрезе механизма отбора мощности во втором варианте осуществления;
фиг. 6 - схематичный вид в разрезе механизма отбора мощности в третьем варианте осуществления; и
фиг. 7 - вид в разрезе механизма отбора мощности по линии VII-VII с фиг. 6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан схематичный вид сбоку транспортного средства 1, которое имеет силовой агрегат 2 с двигателем 4 внутреннего сгорания, присоединенным к коробке 6 передач. Коробка передач дополнительно присоединена к тяговым колесам 8 транспортного средства. Транспортное средство имеет первое дополнительное устройство 10 в виде подъемного крана, выполненного с помощью гидравлического цилиндра 12. Транспортное средство имеет второе дополнительное устройство 14 в виде компрессора. Чтобы приводить в движение подъемный кран и компрессор, транспортное средство оснащено механизмом 16 отбора мощности согласно настоящему изобретению. Средство привода в движение присоединено к гидравлическому цилиндру 12 через гидравлические линии и к компрессору через приводной вал.
На фиг. 2 показан схематичный вид в разрезе PTO 16 согласно настоящему изобретению. PTO имеет корпус 18, который по меньшей мере частично вмещает в себя входной вал 20, по меньшей мере один выходной вал 22, первое средство 24 передачи, присоединенное к входному валу, и второе средство 26 передачи, присоединенное по меньшей мере к одному выходному валу. PTO также содержит по меньшей мере один модуль 30 отбора мощности, присоединенный по меньшей мере к одному выходному валу. На виде в разрезе, показанном на фиг. 2, второе средство 26 передачи и третье средство 32 передачи приводится в движение первым средством 24 передачи, и упомянутое средство передачи принимает форму первого, второго и третьего зубчатых колес 24, 26, 32. Тем не менее, возможны и другие типы средства передачи, например, цепной привод. Каждое зубчатое колесо 24, 26, 32 выполнено с выходным валом 22, к которому присоединяются модули 30 отбора мощности. На фиг. 2 показано, что три модуля 30 отбора мощности присоединены к PTO 16 и к соответствующим выходным валам 22. Корпус 18 заполнен предпочтительно маслом для смазки зубчатых колес 24, 26, 32 и валов 20, 22. Валы 20, 22 подходящим образом опираются на подшипники в корпусе. Зубчатые колеса 24, 26, 32 могут иметь взаимно различные диаметры и число зубьев, подходящее для соответствующей зубчатой передачи, направления вращения и расстояния между входным и выходным валами 20, 22.
Входной вал 20 предназначен для присоединения к силовому агрегату 2 транспортного средства таким образом, чтобы силовой агрегат приводил в движение и вызывал вращение первого зубчатого колеса 24. Когда первое зубчатое колесо вращается, второе и третье зубчатые колеса 26, 32 будут также вращаться, в результате чего модули 30 отбора мощности, присоединенные к ним, будут приводиться в движение через соответствующие выходные валы 22. Модули отбора мощности могут быть одного или различных типов, чтобы удовлетворить различным требованиям. На фиг. 2 модуль 30 отбора мощности в виде гидравлического насоса присоединен к выходному валу второго зубчатого колеса 26, и модуль отбора мощности в виде соединительного фланца присоединен к выходному валу третьего зубчатого колеса 32. Гидравлический насос такого же типа, как и гидравлический насос, присоединенный к выходному валу второго зубчатого колеса 26, присоединен к выходному валу первого зубчатого колеса 24. Корпус снабжен углублениями 34 и соединительными поверхностями 36 для модулей 30 отбора мощности, причем углубления и соединительные поверхности выполнены таким образом, чтобы модуль отбора мощности любого типа можно было присоединить к выходным валам зубчатых колес 24, 26, 32. Соединительные поверхности можно снабдить непоказанными уплотнениями и крепежными элементами для модулей отбора мощности. Например, когда дополнительное устройство 10 в виде подъемного крана с гидравлическими цилиндрами 12 установлено на транспортном средстве, модуль отбора мощности в виде гидравлического насоса устанавливается в PTO 16 для привода в движение гидравлических цилиндров подъемного крана. Например, если дополнительное устройство 14 представляет собой компрессор, модуль отбора мощности в виде соединительного фланца предпочтительно устанавливается в PTO, и входной вал компрессора присоединяется к упомянутому фланцу.
На фиг. 3 показан вид в разрезе PTO 16, взятом вдоль линии III-III, показанной на фиг. 2. На фиг. 3 также показаны четвертое и пятое средства передачи в виде четвертого и пятого зубчатых колес 38, 40, расположенных в корпусе PTO 18. Пятое зубчатое колесо 40 приводится в движение первым зубчатым колесом 24 через промежуточное зубчатое колесо 42, в результате чего направление вращения пятого зубчатого колеса будет противоположным направлению вращения второго, третьего и четвертого зубчатых колес 26, 32, 38. Кроме того, увеличится расстояние между центрами между первым и четвертым зубчатыми колесами 24, 40. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, PTO может быть снабжено пятью модулями 30 отбора мощности, но его также можно снабдить большим количеством зубчатых колес вокруг первого зубчатого колеса 24 таким образом, чтобы оно могло иметь более пяти модулей отбора мощности.
На фиг. 4 показан схематичный вид в разрезе первого варианта осуществления PTO 16 согласно настоящему изобретению с одним удаленным модулем 30 отбора мощности. В тех случаях, когда требуется только два модуля отбора мощности для приведение в движение дополнительных устройств 10, 14, с помощью которых оснащено транспортное средство, углубление 34 на соответствующих соединительных поверхностях 36 корпуса 18, которые предназначены для других модулей отбора мощности, можно заблокировать с помощью маскирующей пластины 44 для предотвращения утечки масла из корпуса и попадания грязи в корпус. Зубчатые колеса 26, 32, 38, 40, которые присоединены к модулю отбора мощности через соответствующие выходные валы 22, можно также удалить из корпуса во избежание привода в движение компонентов, которые в данный промежуток времени не выполняют никаких функций. Это повышает КПД PTO и уменьшает тепло, вырабатываемое трением. Таким образом, можно уменьшить расход топлива транспортного средства. Удаление можно сделать эффективным за счет первого удаления крышки 46 из корпуса и затем удаления зубчатых колес 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами 22, к которым не должны присоединяться модули отбора мощности. После этого крышка 46 устанавливается на корпусе, и модули отбора мощности, которые должны использоваться, устанавливаются в углублениях 34 на соответствующих соединительных поверхностях 36. Каждые из углублений и соединительных поверхностей, с которыми не должны соединяться модули отбора мощности, выполнены с помощью маскирующей пластины. В тех случаях, когда дополнительные модули отбора мощности должны быть установлены в PTO, удаляются крышка 46 и маскирующая пластина 44, которая блокирует углубления и соединительные поверхности, на которые должны устанавливаться модули отбора мощности. За этим следует установка в корпус зубчатых колес 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами 22, которые должны присоединяться к модулям отбора мощности. На окончательном этапе необходимо установить крышку 46 на корпус. Таким образом, первое зубчатое колесо 24 не нужно удалять, когда зубчатые колеса 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами должны устанавливаться в или удаляться из корпуса. Установка и удаление зубчатых колес 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами таким образом упрощается за счет того, что необязательное количество компонентов не нужно устанавливать в и удалять из корпуса. Кроме того, не нужно удалять входной вал 20 из силового агрегата 2, когда зубчатые колеса 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами должны устанавливаться в или удаляться из корпуса, тем самым также упрощая установку/удаление зубчатых колес 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами в/из корпуса. Преимущественно корпус имеет такую конфигурацию, чтобы зубчатые колеса 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами можно было устанавливать в и удалять из корпуса, когда корпус устанавливается на транспортном средстве. Установка/удаление зубчатых колес 26, 32, 38, 40 со связанными с ними выходными валами в/из корпуса таким образом упрощается за счет того, что корпус не нужно удалять из транспортного средства. Корпус можно присоединить к транспортному средству с помощью подходящих крепежных элементов 47.
На фиг. 5 показан схематичный вид в разрезе PTO 16 во втором варианте осуществления, который отличается от первого варианта осуществления тем, что его углубление 34 для соединения модулей 30 отбора мощности обращены в различных направлениях, делая возможной установку модуля отбора мощности в различных направлениях. Таким образом, второе и третье зубчатые колеса 26, 32, а также четвертое и пятое зубчатые колеса 38, 40 выполнены таким образом, чтобы выходной вал 22 каждого из зубчатых колес 26, 32, 38, 40 можно было присоединить к двум модулям отбора мощности в противоположных направлениях. Это позволяет дополнительно повысить гибкость PTO за счет того, что модули отбора мощности можно размещать в направлении, соответствующем местоположению дополнительных устройств 10, 14 на транспортном средстве. Это позволяет сделать соединение между дополнительными устройствами и PTO более короткими и в меньшем количестве.
На фиг. 6 показан схематичный вид в разрезе PTO 16 в третьем варианте осуществления, который отличается от вышеупомянутых вариантов осуществления тем, что промежуточная деталь 48, которая имеет основной участок 49 с проходами 50 и распределительные клапаны 52, предусмотрен между корпусом 18 и модулями 30 отбора мощности. Эта промежуточная деталь позволяет передавать текучую среду под давлением, например, воздух или гидравлическое масло из источника 54 давления, в блок управляемого сцепления, который предусмотрен для каждого модуля отбора мощности. Проходы 50 на основном участке 49 выполнены с возможностью передачи текучей среды в соответствующие блоки 56 сцепления для того, чтобы направить их в отсоединенное или присоединенное положение. Распределительный клапан 52 предпочтительно выполнен для каждого модуля отбора мощности и предпочтительно расположен на основном участке 49. Эти распределительные клапаны можно использовать при необходимости для присоединения и отсоединения соответствующих модулей отбора мощности. Распределительные клапаны приводятся в действие посредством блока 53 управления, который присоединен к ним через соответствующие сигнальные линии 58. Модули отбора мощности, которые в данный промежуток времени не должны приводить в движение какие-либо дополнительные устройства 10, 14 транспортного средства, можно таким образом отсоединить, повышая КПД PTO и уменьшая тепло, вырабатываемое трением. Таким образом, можно уменьшить расход топлива транспортного средства. В качестве альтернативы, блок 56 управляемого сцепления может быть расположен между выходным валом 22 и модулем 30 отбора мощности без промежуточной детали 48. Однако промежуточная деталь 48 делает возможным удаление различных шлангов, трубок и соединений для присоединения и отсоединения модулей отбора мощности, делая PTO более компактным и уменьшая его вес, потенциально приводя к снижению расхода топлива транспортного средства.
Блок 56 управляемого сцепления имеет аксиально подвижную муфту 57, которая перемещается под действием текучей среды в проходах 50. Внутри муфты выполнены шлицевые соединения 59, которые взаимодействуют с соответствующими шлицевыми соединениями 59 на шейке 61 первого вала модуля 30 отбора мощности, которая присоединена к выходному валу 22, и со шлицевыми соединениями 59 на шейке 63 второго вала, которая присоединена к вращающемуся компоненту 64 модуля отбора мощности. Когда распределительный клапан 52 принимает сигнал из блока 53 управления для открытия прохода 50, текучая среда будет перемещать муфту 57 в осевом направлении в положение, которое позволяет обеспечить зацепление со шлицевыми соединениями 59 на обоих шейках первого и второго валов. Таким образом, выходной вал 22 будет приводить в движение присоединенный модуль 30 отбора мощности. Закрытие распределительного клапана 52 приведет к увеличению давления текучей среды, действующему на муфту 57, что приведет к осевому перемещению муфты вдоль шеек 61, 63 вала и созданию зазора между ними. Таким образом, шейка 63 второго вала будет отсоединяться от шейки 61 первого вала, приводя к остановке вращающегося компонента 64 модуля отбора мощности и, таким образом, деактивируя модуль отбора мощности. Перемещение муфты 57 после закрытия распределительного клапана 52 зависит от пружинного элемента 65. Блок 56 сцепления можно выполнить различным образом, например, в виде фрикционной муфты.
Промежуточная деталь 48 выполнена таким образом, чтобы модули 30 отбора мощности можно было перемещать в отверстиях 60 со связанными с ними соединительными поверхностями 36 основного участка 49. Таким же образом, как и углубления 34 и соединительные поверхности 36 корпуса 18 в других вариантах осуществления, углубления и соединительные поверхности основного участка 49 выполнены таким образом, чтобы модули отбора мощности любого типа можно было присоединить к выходным валам 22 зубчатых колес 24, 26, 32, 38, 40. Соединительные поверхности 36 можно выполнить с непоказанными уплотнениями и крепежными элементами для модулей отбора мощности. На фиг. 6 промежуточная деталь 48 выполнена на одной стороне корпуса, но можно иметь дополнительную промежуточную деталь 48 на противоположной стороне корпуса для того, чтобы корпус мог вмещать в себя другие модули отбора мощности.
На фиг. 7 показан вид в разрезе промежуточной детали 48, взятом вдоль линии VII-VII (показанной на фиг. 6). На фиг. 6 показаны проходы 50, продолжающиеся и ответвляющиеся на основном участке 49 промежуточной детали. Проходы продолжаются от внешней поверхности 62 основного участка, где присоединен источник 54 давления. Они продолжаются от внешней поверхности 62 до каждой точки, где может быть присоединен модуль 30 отбора мощности и расположен распределительный клапан 52. На чертеже показано пять возможных точек соединения для модулей отбора мощности, но также возможно присоединение большего или меньшего количества модулей отбора мощности к PTO.
Приведенные компоненты и признаки, изложенные выше, можно объединить в пределах объема изобретения среди различных изложенных версий.