Ведущий мост транспортного средства

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВЕДУЩИЙ МОСТ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(72) Авторы Усс Иван Никодимович Мелешко Михаил Григорьевич Стасилевич Андрей Григорьевич Жичко Олег Иванович Васильев Юрий Алексеевич Ключников Алексей Владимирович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(57) 1. Ведущий мост транспортного средства, преимущественно трактора, содержащий корпус, к противоположным сторонам которого прикреплены корпусы с колесными редукторами, соосно установленные приводные двигатели и размещенные в корпусах, по меньшей мере, двухступенчатые планетарные редукторы, солнечные шестерни планетарных рядов которых связаны с полыми валами приводных двигателей, а водила - со входными валами колесных редукторов, при этом планетарные редукторы снабжены управляющими тормозными механизмами, выполненными в виде фрикционных дисков, установленных с возможностью осевого перемещения и замыкаемых подпружиненными нажимными дисками под действием силовых цилиндров, рабочие тормоза и стояночные тормоза, выполненные в виде фланцев, установленных с возможностью осевого перемещения напротив нажимных дисков между фрикционными дисками, отличающийся тем, что приводные 16201 1 2012.08.30 двигатели размещены в корпусе моста, корпусы с планетарными редукторами установлены между приводными двигателями и корпусами колесных редукторов, солнечные шестерни планетарных редукторов выполнены разного диаметра и размещены рядом друг с другом на торсионных валах, соединенных с полыми валами приводных двигателей и установленных соосно входным валам колесных редукторов, упомянутые фрикционные диски установлены на коронных шестернях планетарных редукторов, нажимные диски установлены в корпусах планетарных редукторов, а управляющие тормозные механизмы снабжены центральными дисками, установленными с возможностью вращения между упомянутыми фланцами и взаимодействия с последними. 2. Мост по п. 1, отличающийся тем, что на внешних поверхностях центральных дисков управляющих тормозных механизмов и на обращенных к ним внутренних поверхностях фланцев по соответствующим радиусам выполнены профильные лунки, в которых размещены распорные шарики. 3. Мост по п. 1, отличающийся тем, что солнечные шестерни меньшего диаметра одного из планетарных рядов планетарных редукторов выполнены за одно целое с торсионными валами, а солнечные шестерни большего диаметра другого ряда установлены посредством шлицевого соединения на торсионных валах и зафиксированы от осевого перемещения. 4. Мост по п. 1, отличающийся тем, что приводные двигатели выполнены в виде электро- или гидродвигателей. Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции ведущих мостов тяговых или других транспортных средств с электро- или гидромеханическим приводом, в частности тракторов. В последние годы все большее распространение получают силовые передачи, обеспечивающие бесступенчатое регулирование скорости движения тягового или транспортного средства, которое может быть получено различными конструктивными решениями, в частности при помощи электро- или гидромеханического тягового привода. Такой привод обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости, повышение производительности, снижение расхода топлива за счет обеспечения работы дизельного двигателя в наиболее экономичном режиме. Кроме того, увеличивается ресурс дизельного двигателя и ходовой системы из-за отсутствия жесткой связи между двигателем и ходовой системой,так как исключается передача динамических нагрузок от ходовой системы на двигатель и,наоборот, неравномерности крутящего момента двигателя на узлы ходовой системы. Для достижения вышеуказанных преимуществ в данной области техники используют,в частности, ведущие мосты с электро- или гидромеханическим приводом или моторколесами, содержащие в общем конструктивном исполнении приводные электро- или гидродвигатели, приводящие посредством планетарных редукторов колесные движители,исполнительные механизмы переключения или остановки ступеней многоступенчатых планетарных передач, рабочие и стояночные тормоза различной конструкции. Поскольку ведущие мосты транспортных средств с электро- или гидромеханическим приводом имеют схожие конструкции, рассмотрим уровень техники в данной области на примерах применения приводных электродвигателей. Так, известен ведущий мост с компактными узлами электроприводов колес, содержащих установленные в ступицах колес синхронные электродвигатели с высоким крутящим моментом и средней скоростью вращения и планетарные редукторы, на коронных шестернях которых установлены фрикционные тормоза 1. Известен также колесный привод для тяжелого спецавтомобиля, например строительной машины, содержащий установленные в ступицах колес электродвигатели и двухступенчатые планетарные редукторы 2, 3. Солнечная шестерня первого ряда каждого из плане 2 16201 1 2012.08.30 тарных редукторов соединена с полым валом соответствующего электродвигателя, а водило первого ряда связано с солнечной шестерней второго ряда. Солнечная шестерня второго ряда зацеплена через установленные на водиле второго ряда сателлиты с коронной шестерней второго ряда, выполненной за одно целое с коронной шестерней первого ряда. Водило второго ряда соединено со ступицей колеса, а коронная шестерня второго ряда соединена с корпусом электродвигателя. Солнечная шестерня второго ряда установлена на валу, проходящем через полый вал электродвигателя, и соединена с тормозными средствами, включающими дисковый тормоз и барабанный тормоз, используемые для стояночного торможения. Тормозные средства размещены на противоположной стороне колеса по отношению к планетарному редуктору. Известен ведущий мост транспортного средства с мотор-колесами, каждое из которых содержит установленный в колесе электродвигатель, вал которого через торсион связан с солнечной шестерней первого планетарного ряда, с водилом которого соединена и зафиксирована от осевого перемещения солнечная шестерня второго планетарного ряда, одно из звеньев которого соединено с ободом и ступицей колеса, и тормоз, установленный на валу электродвигателя 4. Известна ведущая ось транспортного средства, содержащая трубчатый картер в виде цилиндра, мотор-колеса, электродвигатели которых размещены в цилиндре, а роторы связаны валами с редукторами мотор-колес для привода во вращение ступиц колес транспортного средства 5. Известно мотор-колесо транспортного средства, преимущественно большегрузного,содержащее опору, установленную с возможностью вращения на опоре ступицу колеса,приводной электродвигатель, размещенный в опоре с наружной стороны колеса, вал ротора которого кинематически связан с ведущей шестерней редуктора, ведомая шестерня которого связана со ступицей колеса, основной тормоз с кольцевым диском, присоединенным к ступице, размещенный с наружной стороны колеса, и стояночный дисковый тормоз,диск которого связан с валом ротора электродвигателя 6. Известен ведущий мост автомобиля с электрической трансмиссией, содержащий колесные движители и функционально связанные с ними тяговые электродвигатели, установленные соосно в корпусе моста, двухступенчатые редукторы, снабженные исполнительными механизмами переключения ступеней, валы которых непосредственно связаны с колесными движителями моста 7. Однако в известных мостах валы электродвигателей непосредственно соединены с колесными редукторами, что существенно снижает КПД передачи и сужает диапазоны регулирования скоростных режимов. Наиболее близким по сущности к предлагаемому изобретению выбран известный ведущий мост транспортного средства с мотор-колесами, содержащими колесные редукторы, установленные в ступицах колес электродвигатели, двухступенчатые коробки передач в виде планетарных механизмов, корпуса которых присоединены к ступицам колес, и рабочие и стояночные тормоза 8. Планетарный механизм каждого из мотор-колес содержит планетарный ряд, солнечная шестерня которого соединена с полым валом электродвигателя, а водило - со входным валом колесного редуктора, и снабжен муфтой и тормозом для поочередного соединения коронной шестерни с солнечной шестерней и корпусом. Муфта и тормоз выполнены в виде фрикционных дисков, связанных между собой с возможностью относительного осевого перемещения и замыкаемых нажимными дисками под действием силовых цилиндров. Рабочие тормоза выполнены барабанного типа и размещены между корпусом планетарного механизма и электродвигателем, а стояночные тормоза выполнены в виде подпружиненных фланцев, установленных с возможностью осевого перемещения в корпусе напротив нажимных дисков между фрикционными дисками муфты и тормоза. Недостатком известного ведущего моста является то, что электродвигатели установлены в ступицах колес, тормоза и планетарные механизмы размещены снаружи колеса, в 3 16201 1 2012.08.30 противоположной стороне от колесных редукторов, что увеличивает его габаритные размеры и массу. Кроме этого, механизмы управления планетарными механизмами и тормозами имеют сложную конструкцию, что снижает надежность моста, обусловленную неравномерными динамическими нагрузками при различных скоростных режимах движения и торможении транспортного средства. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности ведущего моста. Для решения поставленной задачи ведущий мост транспортного средства, преимущественно трактора, содержит корпус, к противоположным сторонам которого прикреплены корпусы с колесными редукторами, соосно установленные приводные двигатели и размещенные в корпусах, по меньшей мере, двухступенчатые планетарные редукторы. Солнечные шестерни планетарных рядов планетарных редукторов связаны с полыми валами двигателей, а водила - со входными валами колесных редукторов. При этом планетарные редукторы снабжены управляющими тормозными механизмами, выполненными в виде фрикционных дисков, установленных с возможностью осевого перемещения и замыкаемых подпружиненными нажимными дисками под действием силовых цилиндров. Мост содержит также рабочие тормоза и стояночные тормоза, выполненные в виде фланцев,установленных с возможностью осевого перемещения напротив нажимных дисков между фрикционными дисками. Новым в изобретении является то, что приводные двигатели размещены в корпусе моста, а корпусы с планетарными редукторами установлены между двигателями и корпусами колесных редукторов. Солнечные шестерни планетарных редукторов выполнены разного диаметра и размещены рядом друг с другом на торсионных валах, соединенных с полыми валами двигателей и установленных соосно входным валам колесных редукторов. Упомянутые фрикционные диски установлены на коронных шестернях планетарных редукторов, а нажимные диски установлены в корпусах планетарных редукторов. Управляющие тормозные механизмы снабжены центральными дисками,установленными с возможностью вращения между упомянутыми фланцами и взаимодействия с последними. В частных случаях исполнения в предлагаемом ведущем мосту на внешних поверхностях центральных дисков управляющих тормозных механизмов и на обращенных к ним внутренних поверхностях фланцев по соответствующим радиусам выполнены профильные лунки, в которых размещены распорные шарики. Солнечные шестерни меньшего диаметра одного из планетарных рядов планетарных редукторов выполнены за одно целое с торсионными валами, а солнечные шестерни большего диаметра другого ряда установлены посредством шлицевого соединения на торсионных валах и зафиксированы от осевого перемещения. Приводные двигатели выполнены в виде электро- или гидродвигателей. Техническим результатом решения указанной задачи с помощью вышеуказанной совокупности существенных отличительных признаков является улучшение тяговых показателей трактора, обеспечение работы приводных двигателей в зоне более высоких КПД и повышение топливной экономичности. На фиг. 1 изображен общий вид ведущего моста транспортного средства, продольный разрез. На фиг. 2 - продольный разрез бортовой передачи моста. Ведущий мост тягового средства (фиг. 1) содержит корпус 1, к боковым сторонам которого прикреплены рукава 2. К наружным сторонам рукавов 2 прикреплены корпусы 3 колесных редукторов 4. В корпусе 1 ведущего моста соосно установлены тяговые приводные двигатели, например электродвигатели 5, а в рукавах 2 на приливах 6 закреплены корпусы 7, по меньшей мере, двухступенчатых планетарных редукторов 8. Для уменьшения до минимума динамических нагрузок солнечные шестерни 9, 10 соответственно первого и второго планетарного ряда каждого редуктора 8 моста связаны с полым валом 11 электродвигателя 5 посредством торсионного вала 12 (фиг. 2). Предпочти 4 16201 1 2012.08.30 тельно шестерня 9 выполнена меньшего диаметра за одно целое с торсионным валом 12, а шестерня 10 большего диаметра установлена посредством шлицевого соединения на торсионном валу 12 рядом с шестерней 9 и зафиксирована от осевого перемещения. Солнечные шестерни 9, 10 через соответствующие сателлиты 13, 14, установленные с возможностью вращения на общей оси 15 водила 16 и зафиксированные от осевого перемещения,связаны с соответствующими коронными шестернями 17, 18. На наружных поверхностях коронных шестерен 17, 18 посредством шлицевого соединения посажены с возможностью вращения и осевого перемещения ведущие фрикционные диски 19, 20. В пазу корпуса 7 установлены подвижные в осевом направлении нажимные диски 21, 22, взаимодействующие с поршневыми гидроцилиндрами 23, 24. Между пакетами дисков 19-22 установлен трехзвенный шариковый механизм, содержащий соосно установленные в пазах корпуса 7 центральный диск 25 и нажимные фланцы 26, 27. Центральный диск 25 установлен с возможностью вращения, нажимные фланцы 26, 27 установлены с возможностью осевого перемещения и подпружинены к нажимным дискам 21, 22. На внешних поверхностях диска 25 и обращенных к ним внутренних поверхностях фланцев 26, 27 по радиусу выполнены профильные лунки, в которых установлены распорные шарики 28. Ступица водила 16 (фиг. 2) соединена при помощи шлиц со входным валом 29 колесного редуктора 4, установленным с возможностью вращения соосно торсионному валу 12 электродвигателя 5. Предпочтительно солнечная шестерня 30 колесного редуктора 4 выполнена за одно целое с валом 29. В корпусе 3 редуктора 4 на подшипниковых опорах соосно валу 29 установлена полуось 31 привода колеса. Шестерня 30 через блок сателлитов 32, установленный с возможностью вращения на оси 33 водила 34 и зафиксированный от осевого перемещения, связана с коронной шестерней 35, установленной неподвижно во внутренней расточке корпуса 3. Водило 34 установлено на шлицах полуоси 31 и зафиксировано от осевого перемещения. Ведущий мост тягового средства работает следующим образом. Крутящий момент от электродвигателя 5 (фиг. 2) через торсионный вал 12 передается на солнечные шестерни 9, 10. При подаче рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр 23 поршень перемещается и сжимает диски 19 и 21, которые останавливают коронную шестерню 17 и включают первый планетарный ряд редуктора 8. Крутящий момент через солнечную шестерню 9, сателлит 13 и водило 16 передается на вал 29 и далее через солнечную шестерню 30, блок сателлитов 32 и водило 34 редуктора 4 - на полуось 31. Аналогично передачу крутящего момента осуществляют на другой ступени редуктора 8. При подаче рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр 24 поршень перемещается и сжимает диски 20 и 22, которые останавливают коронную шестерню 18 и включают второй планетарный ряд редуктора 8. Измененный по мощности крутящий момент через солнечную шестерню 10, сателлит 14 и водило 16 передается на вал 29 и далее через солнечную шестерню 30, блок сателлитов 32 и водило 34 редуктора 4 - на полуось 31. Для обеспечения рабочего торможения трактора рабочую жидкость под давлением подают одновременно в оба гидроцилиндра 23, 24, затормаживая тем самым обе коронные шестерни 17, 18 редуктора 8. Для включения стояночного тормоза механическим приводом поворачивают диск 25,шарики 28, перемещаясь в лунках, сдвигают фланцы 26, 27 в осевом направлении, которые сжимают диски 19-22, затормаживая тем самым обе коронные шестерни 17, 18 редуктора 8. Таким образом, собранные в пакет диски 19-22 образуют управляющий тормозной механизм планетарного редуктора 8, а совместно с трехзвенным шариковым механизмом выполняют функции рабочего и стояночного тормоза транспортного средства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6