ГИДРООБЪЕМНЫЙ ПРИВОД ВЕДУЩИХ КОЛЕС АКТИВНЫХ ПРИЦЕПОВ АВТОПОЕЗДА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, точнее, к гидрообъемным приводным системам транспортного средства, предназначенным для активизации ведущих колес прицепных звеньев автопоездов разнообразного назначения, эксплуатируемых в различных хозяйственных отраслях, в основном, в сложных условиях движения по бездорожью и/или слабонесущим грунтам, в т.ч. многозвенных и особо большой грузоподъемности.
Известны гидрообъемные приводы ведущих колес прицепного звена автопоезда (например, SU 1456326, 1989 г. или 1034932, 1983 г.), в которых рабочие органы тяговых гидромоторов связаны через ряд промежуточных узлов с приводом тягача, т.е. колеса прицепа активизируются за счет отбора мощности тягача, что является недостатком этих решений, поскольку приводит к существенному усложнению конструкции тягача - в сравнении с базовым автомобилем тягач необходимо дополнительно оснащать агрегатами отбора мощности, насосными или электрогенераторными и т.п. установками, - и препятствует повышению тяговых возможностей автопоезда, а перенасыщенность трансмиссии тягача промежуточными узлами и связями зачастую (наряду с другими причинами) приводит к снижению общего КПД автопоезда.
Известны также приводы ведущих колес прицепов с использованием тяговых объемных гидромоторов, в которых частично нивелированы недостатки предыдущих аналогов за счет выполнения привода двухпоточным: механическим и гидрообъемным (SU 1659285, 1991 г.) или упрощения кинематики гидрообъемного привода колес прицепов, при котором рабочая жидкость под давлением к тяговому гидромотору передается от управляемого насоса, связанного с механизмом его привода, подключенным к главной передаче промежуточного моста тягача (RU 15706 U1, 2000 г.). Однако и в том и в другом случае в этих аналогах сохраняется основной недостаток предыдущих аналогов - лимитирующим фактором тягово-динамических свойств таких приводов является мощностной потенциал тягача.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является гидрообъемный привод ведущих колес активного прицепа автопоезда, имеющий систему питания, представляющую собой регулируемый гидронасос базового тягача, приводимый в действие от теплового двигателя тягача, подключенный к источнику с рабочей жидкостью, систему управления, а также размещенный на прицепе исполнительный модуль, кинематически связанный трансмиссией с осью ведущих колес прицепа, содержащий управляемый реверсивный тяговый гидромотор, подключенный к регулируемому насосу тягача посредством соответствующих магистралей (RU 55341 U1, 2006 г.).
К недостатку прототипа следует отнести зависимость системы питания привода от тягового двигателя базового тягача, которая не только не позволяет улучшить тягово-динамические свойства автопоезда, но и значительно ухудшает их при увеличении числа прицепных звеньев, т.к. предопределяет отбор мощности тягача. Жесткое условие расположения системы питания привода (только на тягаче) ограничивает компоновочную гибкость автопоездов, а размещение системы управления им в кабине тягача создает неудобства в эксплуатации прототипа.
Задача, реализуемая полезной моделью, и технический результат, получаемый от ее использования, направлены на расширение арсенала технических средств в области создания гидрообъемных приводов ведущих колес прицепных звеньев активных автопоездов, позволяющих обеспечить компоновочную гибкость автопоездов, повысить их тягово-динамические свойства и проходимость за счет повышения удельных мощностных показателей приводных систем, а также обеспечить удобство управления приводными системами.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что гидрообъемный привод ведущих колес активных прицепов автопоезда, по меньшей мере одного, имеющий систему питания, содержащую один или несколько регулируемых насосов, подключенных к гидробаку с рабочей жидкостью и приводимых от источника энергии, а также систему управления и исполнительный модуль, кинематически связанный трансмиссией с осью ведущих колес прицепа, содержащий, как минимум, один управляемый реверсивный тяговый гидромотор, подключенный к регулируемому насосу системы питания посредством соответствующих магистралей, в отличие от аналогов в качестве системы питания снабжен силовой установкой, выполненной в виде унифицированного автономно функционирующего модуля с независимыми от системы питания тягача источниками энергии и магистралями с наружными быстроразъемными стыковочными узлами на выходе для ее подключения по требованию к исполнительному модулю привода, при этом привод имеет исполнительные модули по числу входящих в автопоезд активных прицепов, магистрали каждого из исполнительных модулей на входе снабжены ответными контактными узлами для присоединения к одноименным магистралям насосной станции, а система управления включает в себя размещенный на силовой установке дистанционно управляемый электронный блок, задающий алгоритм согласованной работы агрегатов установки и исполнительного модуля, и набор датчиков, подключенных к блоку, часть которых, например датчики давления в гидромагистралях, размещена в силовой установке, а другая часть, например датчики частот вращения гидромоторов и датчики температуры рабочей жидкости, размещена на каждом исполнительном модуле.
В частных случаях исполнения привода в нем:
- тяговый гидромотор подключен к оси ведущих колес прицепа через согласующий редуктор, карданный вал и главную передачу, установленную на этой оси;
- система управления снабжена выносным пультом, помещенным в кабине тягача;
- в качестве независимого источника энергии силовая установка снабжена двигателем внутреннего сгорания, например, дизелем.
Снабжение гидрообъемного привода, предназначенного для активизации колес прицепов, силовой установкой с автономной от тягача схемой энергоснабжения, блочное выполнение составляющих привода: силовой установки и исполнительного модуля с возможностью подключения их друг к другу непосредственно перед эксплуатацией, позволяет расширить функциональные качества приводной системы автопоезда и повышением ее мощностного потенциала за счет дополнительно используемой мощности привода прицепа улучшить тягово-динамические качества и проходимость автопоездов, оснащенных такими приводами, сделает их более функциональными и экономичными, что позволит расширить диапазон их компоновочных решений и использовать при их формировании прогрессивный метод модульного агрегатирования.
На представленных чертежах: на фиг.1 дан общий вид гидрообъемного привода (примерная схема); на фиг.2 - общий вид выносного пульта (пример).
В состав автопоезда входит тягач 1 и один или несколько активных прицепов 2. Предлагаемый гидрообъемный привод ведущих колес прицепов 2 содержит связанные между собой коммуникационными связями силовую установку 3 и исполнительные модули 4 по одному для каждого из этих прицепов.
Силовая установка 3 содержит индивидуальные (независимые от системы питания тягача) источники энергии: механической - ДВС 5 и электрической, например аккумуляторные батареи (не показаны), и автономную насосную станцию, приводом которой служит ДВС 5. Насосная станция включает в себя один или несколько регулируемых нагнетательных насосов 6. Установка 3 выполнена в виде единого для нескольких исполнительных модулей 4 отдельно отстоящего унифицированного автономно функционирующего модуля. Гидравлические магистрали установки 3: нагнетательная, сливная и дренажная на выходе имеют соответствующего типа быстродействующие разъемы 7.
Исполнительный модуль 4 привода прицепа содержит один или несколько управляемых реверсивных тяговых гидромоторов 8, число которых зависит от числа потребителей - либо каждого из ведущих колес, либо приводных осей пары колес. В конкретном примере исполнения привода, в соответствии с представленным на чертеже (фиг.1) приводом полноприводного прицепа с двумя ведущими осями, исполнительный модуль 4 имеет два гидромотора 8, каждый из которых через согласующий редуктор 9, карданный вал 10 и главную передачу 11 связан с одной из приводных осей колес 12 или 13.
Гидромоторы 8 посредством соответствующих магистралей подсоединяются к соответствующему регулируемому насосу 6 при подключении друг к другу перед началом эксплуатации автопоезда исполнительного модуля и силовой установки. Для этого магистрали исполнительных модулей 4 по аналогии с магистралями силовой установки снабжены на входе разъемами 14, ответными быстродействующим разъемам 7 силовой установки 3.
Согласованное взаимодействие исполнительных модулей 4 и силовой установки 3 в приводе обеспечивается системой управления, включающей в себя размещенный на силовой установке дистанционно управляемый выносным пультом 15 электронный блок с вынесенными наружу электрическими разъемами (условно не показан), и набор датчиков, подключенных к нему, часть которых, например датчики давления в гидромагистралях, размещена в силовой установке, а другая часть, например датчики частот вращения гидромоторов и датчики температуры рабочей жидкости, размещена на каждом исполнительном модуле (также условно не показаны).
Выносной пульт 15 (фиг.2) управления электронным блоком совмещает в своем корпусе органы управления агрегатами привода и контрольные приборы. Функции визуализации и контроля обеспечивает жидкокристаллический дисплей 16.
На панели управления пульта 15 имеются: кнопка 17 пуск а ДВС 5, кнопка 18 останова ДВС 5, кнопки 19 регулирования насосов 6. На дисплее 16 отображаются информационное окно 20, указатель 21 текущего рабочего объема насоса 6, блок 22 указателей текущих рабочих параметров и блок 23 сигнализаторов: готовности привода к работе, аварийного падения давления рабочей жидкости в гидросистеме и ее уровня в гидробаке и т.п. Указатели 21 и 22 могут иметь вид цифрового табло или аналогового прибора. Блок указателей 22 отображает частоту вращения ДВС 5, температуру охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя, заряд аккумуляторной батареи и др. параметры.
Пульт 15 оснащен электрическим шнуром со стандартным многоконтактным разъемом 24 для подключения к электроразъемам электронного блока.
Перед выходом автопоезда в рейс гидравлические магистрали исполнительного модуля 4 посредством разъемов 14 и гибких рукавов 25 подсоединяются к разъемам 7 соответствующих одноименных магистралей силовой установки 3, помещенной на тягаче или прицепе, а к электрическим разъемам на электронном блоке системы управления подключаются датчики, размещенные на исполнительном модуле 4 и выносной пульт 15, который помещают в кабине тягача.
При необходимости активизации колес прицепа в процессе движения автопоезда, например, когда в тяжелых дорожных условиях при недостатке мощности тягача, командой подаваемой с пульта водителем или оператором автопоезда нажатием соответствующей кнопки, включается ДВС 5, коленвал которого, связанный с рабочими органами регулируемых насосов 6, приводит в действие эти насосы и силовой поток рабочей жидкости по гидромагистралям высокого давления поступает в гидромоторы 7.
Гидромоторами 7 давление потока рабочей жидкости преобразуется в крутящий момент, передаваемый через трансмиссионную связь приводным осям 12 и 13 и, соответственно, колесам прицепа. В результате мощностной потенциал автопоезда увеличивается за счет добавочной мощности силовой установки 3 привода прицепа (или прицепов), что позволяет ему преодолеть сопротивление движению и достичь требуемый при этом заданный параметр движения автопоезда. При восстановлении текущих условий движения автопоезда привод прицепа автоматически (в соответствии с алгоритмом электронного блока) отключается и дальнейшее движение осуществляется только приводом колес тягача.
Полезная модель может быть реализована в условиях действующего производства автопрома, т.к. не требует новых материалов и технологий, проста в изготовлении и позволяет максимально использовать для ее изготовления известные, выпускаемые серийно типовые и стандартные узлы и агрегаты, например ДВС, насосы, гидромоторы и т.д., технические параметры которых подбираются в зависимости от типа и назначения автопоездов.