ПРИВОД ВЕДУЩЕГО КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область применения. Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции колес.
Известен привод колеса транспортного средства, содержащий полую ступицу с установленной внутри лопастью, закрепленной на ведущей оси колеса, и образующего две камеры, которые соединены гидромагистралью со встроенными газогидравлическим аккумулятором, содержащим две диафрагмы и разделенным на три полости, две крайние из которых заполнены жидкостью, а средняя заполнена газом, разделена на две части, давление газа в части, соединенной с камерой заднего хода ниже, чем в другой части (Патент на полезную модель RU №189123 В60К 17/32. 13.05. 2019. Бюл. №14.) Недостатком данной конструкции является низкая демпфирующая способность привода, обусловленная тем, что он не позволяет мгновенно реагировать на колебания, которые передаются на ведущие колеса, а следовательно и двигатель, со стороны внешних воздействий, так как незначительно влияет на демпфирующие свойства жидкости в полостях ступицы, при этом магистраль обладает постоянным сечением, что влечет за собой возможность резонансных явлений, а это снижает эксплуатационные возможности транспортной машины (то есть снижаются тягово-динамические свойства, надежность, повышается расход топлива двигателем транспортной машины).
(Поливаев О.И., Иванов В.П. Повышение тягово-динамических свойств мобильных энергетических средств за счет совершенствования приводов ведущих колес: Монография. - М.: РУСАЙНС, 2016. - 184 с).
Технический результат-расширение эксплуатационных возможностей за счет получения оптимальных демпфирующих свойств жидкости в ступицах демпфирующего привода в зависимости от колебаний передаваемых на ведущие колеса или двигатель со стороны внешних воздействий (неровностей почвы, тягового сопротивления сельскохозяйственного орудия).
Технический результат достигается тем, что в приводе ведущего колеса транспортного средства, включающий полую ступицу с лопастью, закрепленной на ведущей оси колеса, и упора с каналами, соединяющими полости ступицы с полостями газогидравлического аккумулятора, при этом он снабжен управляющим датчиком колебаний крутящего момента, размещенном на валу ведущей оси колеса, электронный сигнал с которого поступает на электронный блок управления и далее на электромагнитные катушки, вмонтированные в упор, посредством которых изменяется вязкость магнитореологической жидкости в полости ступицы.
Сущность патента на полезную модель заключается в том, что при движении транспортного средства по неровностям почвы(дороги) крутящий момент на ее ведущей оси и коленчатом валу двигателя постоянно совершают колебания с различной амплитудой и частотой (при трогании она больше в 10 раз, чем при обычном движении по незначительным неровностям). Это может привести при трогании к удару лопасти об упор, а при движении по значительным неровностям приводит к резонансным колебаниям крутящего момента на ведущей оси колеса. Это возможно при постоянном сечении магистралей (что в прототипе), так как частота колебаний жидкости в полости зависит от частоты колебаний момента сопротивления со стороны почвенного фона и частоты колебаний упругих элементов. При определенных видах работ эти частоты близки или совпадают, что вызывает резонансные явления, а следовательно снижает эксплуатационные показатели транспортной машины.
Поэтому мгновенное изменение демпфирующих свойств магнитно-реологической жидкости в полостях ступицы демпфера, при колебаниях ведущего колеса меняет частоту колебаний жидкости и устраняет резонансные явления в приводе ведущего колеса, трансмиссии и на коленчатом валу двигателя, что значительно расширяет эксплуатационные показатели транспортной машины.
На фиг. 1. представлен общий вид привода ведущего колеса транспортного средства, где обозначено: 1 - диск колеса, жестко соединенный со ступицей 2 гидравлического демпфера, установленного на подшипниках на ведущей оси 3 колеса и имеющий полость, разделенную на две камеры 4 и 5 лопастью 6, которая упирается в упор 7, в который вмонтированы электромагнитные катушки 8 и 9, связанные с электронным блоком управления (ЭБУ) 10, который получает сигнал от датчика колебаний крутящего момента 11, установленного на ведущей оси 6 или коленчатом валу двигателя. При этом камеры 4 и 5 гидравлического демпфера соединены гидромагистралями 12 и 13 с полостями 14 и 15 газогидравлических аккумуляторов 16 и 17, имеющих также газовые полости 18 и 19.
При движении транспортного средства по неровностям почвы, крутящий момент на ее ведущей оси постоянно колеблется с различной амплитудой и частотой (при трогании она более чем в 10 раз больше, чем при обычном движении по неровностям), с учетом этого демпфер привода ведущих колес транспортного средства мгновенно изменяет демпфирующее свойство магнитно-реологической жидкости в зависимости от колебаний крутящего момента на ведущей оси 3, или колебаний коленчатого вала двигателя, который жестко через трансмиссию связан с осью ведущего колеса.
Привод ведущего колеса транспортного средства работает следующим образом. При наезде ведущего колеса -1 транспортного средства на препятствие (или при движении по постоянно меняющемуся профилю дороги, поля и других фонов) крутящий момент на ведущей оси 3 меняется, при этом мгновенно срабатывает датчик колебаний крутящего момента установленный на ведущей оси 3, который поддет сигнал на электронный блок управления 10, который мгновенно подает электрический ток на электромагнитные катушки 8 и 9 установленные в упоре 7, что приводит к изменению вязкости магнитно-реологической жидкости, а следовательно изменению демпфирующих свойств гидравлического демпфера. И чем выше полученное значение колебаний крутящего момента ведущей оси 3, тем больше будет управляющий сигнал с датчика 10 на ЭБУ и большая сила тока поступит к катушкам 8 и 9 гидравлического демпфера. Это позволит своевременно изменять вязкость магнитно-реологической жидкости в гидравлическом демпфере и более эффективно гасить динамические и резонансные нагрузки, защищая при этом, трансмиссию, двигатель и привод ведущих колес транспортного средства от перегрузок, что увеличивает их долговечность, повышает производительность и снижает расход топлива двигателем.
Перед началом трогания транспортной машины к ведущей оси 3 прикладывается крутящий момент и лопасть 6, воздействует на магнитно-реологическую жидкость части 4 полости, направляет ее по магистрали 12 в полость 14 газогидроаккумулятора 16. Синхронно в зависимости от интенсивности приложенного темпа включения сцепления, срабатывает датчик, колебаний крутящего момента 11 на ведущей оси 3, который подает сигнал на электронный блок управления 10 и далее на электромагнитные катушки 8 и 9, что приводит к изменению вязкости магнитно-реологической жидкости а следовательно изменению ее демпфирующих свойств в гидравлическом демпфере. Это устраняет пробои лопасти 6 об упор 7 (так как при трогании крутящий момент на оси ведущего колеса в 10 раз больше, чем при постоянном движении, что и вызовет необходимость регулировать демпфирующие свойства привода). Далее магнитно-реологическая жидкость поступает по магистрали 12 в полость 14 газоаккумулятора 16, при этом сжимает газ в камере 18. После окончания трогания и начала разгона транспортного агрегата ведущий момент, действующий на ось 3 и лопасть 5, практически мгновенно уменьшается в несколько раз, а следовательно, давление в части 4 полости ступицы демпфера снижается и в это время аккумулирующаяся магнитно-реологическая жидкость при трогании из полости 14 газогидроаккумулятора 16 поступает под большим давлением по магистрали 12 в часть 4 полости ступицы, при этом происходит отдача запасенной энергии и увеличение скорости вращения колеса транспортного средства.
При приложении к ведущей оси 3 тормозного момента (или при трогании задним ходом) лопасть 6 воздействует на рабочую жидкость части 5 полости, и рабочая жидкость поступает по магистрали 13 в полость 15 газогидроаккумулятора 17. Синхронно в зависимости от интенсивности приложенного тормозного момента или темпа включения сцепления при заднем ходе, срабатывает датчик колебаний крутящего момента 11 на ведущей оси 3, который подает сигнал на электронный блок управления 10 и далее на электромагнитные катушки 8 и 9, что приводит к изменению вязкости магнитно-реологической жидкости, а следовательно изменению ее демпфирующих свойств в гидравлическом демпфере. Это устраняет пробои лопасти 6 об упор 7. Далее магнитно-реологическая жидкость поступает по магистрали 13 в полость 15 газогидравлических аккумуляторов 17, при этом сжимает газ в камере 19. Одновременно магнитно-реологическая жидкость вытесняется из полости 18 газогидроаккумулятора 16, за счет газовой полости 18 и далее жидкость поступает по магистрали 12 в часть 4 полости ступицы демпфера.