Активный автопоезд

 

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано при создании активных автопоездов. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик автопоезда. Активный автопоезд состоит из тягача с двигателем и трансмиссией, включающей в себя дифференциальный механизм 5, входной вал которого связан с двигателем 3, выходной вал 14 - с колесами тягача, а выходной вал 6 - с генератором 10, и прицепа, снабженного электромотором 18, кинематически связанным с колесами прицепа и электрически - с генератором 10. Новым в автопоезде является то, что дифференциальный механизма 5 снабжен передачей с шестернями 11,12, соединяющей его валы 4 и 6 так, что угловые скорости выходных валов 6 и 14 находятся в соотношении Фдг бсц.пр. . М (Удтягбсц.тягМ ДТЯГ ДГ где УДГ. (Удтяг-соответственно угловые скорости валов 6 и 14;6Сц.пр, бсц.тяг. - соответственно сцепные веса прицепа и тягача; Мдтяг, МДг - крутящие моменты соответственно на валах 14 и 6; /тяг, пр - соответственно КПД приводов колес тягача и колес прицепа, при этом передача выполнена с возможностью ее отключения. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 60 К 17/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И О О

Ю 76

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758825/11 (22} 15.11,89 (46) 23.09.92, Бюл, N 35 (71) Сибирский технологический институт (72) В.Н.Холопов (56) Холопов В.Н. Экспериментальный макет активного автопоезда с электромеханической передачей при дифференциальном приводе генератора. Сб, Мсб-инженерное дело. Сибирский технологический институт.

Красноярск, 1970, (54) АКТИВНЫЙ АВТОПОЕЗД (57) Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано при создании активных автопоездов. Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик автопоезда. Активный автопоезд состоит из тягача с двигателем и трансмиссией, включающей в себя дифференциальный механизм 5, входной вал которого связан с двигателем 3, выходной вал 14 — с колесами тягача. а выходной вал 6 — с

„„ Ж „„17б3252 А1 генератором 10, и прицепа, снабженного электромотором 18, кинематически связанным с колесами прицепа и электрически— с генератором 10. Новым в автопоезде является то, что дифференциальный механизма 5 снабжен передачей с шестернями 11,12, соединяющей его валы 4 и 6 так, что угловые скорости выходных валов 6 и 14 находятся в соотношении

>ac Осцлу, мдтя тлг

И дтяг Gcq.тяг M дг пр где й)дг, вдтяг — соответственноугловыескорости валов 6. и 14;Осц,лр, 6сцляг. соответственно сцепные веса прицепа и тягача;

Мдт г, Мдг — крутящие моменты соответственно на валах 14 и 6; стяг, пр — соответственно КПД приводов колес тягача и колес прицепа, при этом передача выполнена с возможностью ее отключения, 1 ил.

1763252

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано при создании активных звтопоездов.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик автопоезда.

Улучшение эксплуатационных характеристик активного автопоезда происходит вследствие того, что уменьшается вес трансмиссии, уменьшается расход топлива, упрощается управление трансмиссией.

Уменьшение веса трансмиссии и, следовательно, веса автопоезда происходит вследствие уменьшения веса генератора.

Вес же генератора может быть уменьшен вследствие того, что развивать требуемую мощность генератор будет при более высокой угловой скорости ротора, чем при блокировке дифференциального механизма, что позволит применить на автопоезде более легкий генератор. Форсирование электрических машин по оборотам способствует снижению их массы при одной и той же развиваемой мощности.

Уменьшение расхода топлива определяется уменьшением затрат энергии на возбуждение генератора. В предлагаемом активном автопоезде требуемая величина мощности генератора получена за счет форсирования его по оборотам, а не по крутящему моменту, крутящий же момент генератора пропорционален магнитному потоку возбуждения, который определяется током возбуждения.

Упрощение управления трансмиссией заключается в том, что при соединении выходных валов дифференциального механизма передачей эа счет увеличения угловой скорости ротора генератора последний выходит на требуемый режим без настройки системы возбуждения, поэтому водителю .автопоезда нет необходимости производить дополнительную регулировку системы генератор — двигатель.

На чертеже показан вид сбоку на активный автопоезд, Активный автопоезд содержит тягач 1 с прицепом 2. На тягаче 1 установлен двигатель 3, связанный валом 4 с водилом дифференциального механизма 5. На валу 6 солнечной шестерни дифференциального механизма закреплена шестерня 7, находящаяся в зацеплении с шестерней 8, закрепленной на валу 9 привода генератора 10. На валу 4 водила жестко установлена шестерня

11, находящаяся в зацеплении с шестерней

12, установленная с помощью подшипников на валу 9. На этом же валу 9 на шлицах установлена зубчатая муфта 13 с возможностью соединения с шестерней 12 (вместе с зубчатой может быть установлена фрикци5

25

40 онная муфта). Вал 14 коронной шестерни дифференциального механизма 5 связан с коробкой передач 15 тягача 1, которая карданной передачей 16 соединена с ведущим мостом 17 тягача 1. На прицепе 2 установлен электромотор 18, электрически связанный с генератором 10, Электромотор 18 карданной передачей 19 соединен с генератором 10.

Электромотор 18 кардан ной передачей l9 соединен с ведущим мостом 20 прицепа 2.

Активный автопоезд работает следующим образом.

Крутящий момент от двйгателя поступает на водило дифференциального механизма 5.

Часть крутящего момента двигателя 3 снимается с коронной шестерни дифференциального механизма и по валу 14 поступает на коробку передач 15, откуда с помощью карданной передачи 16 поступает на ведущий мост 17 тягача, в результате чего на ведущих колесах тягача появляются тяговые усилия. Другая часть крутящего момента двигателя 3 снимается с сол чечной шестерни дифференциального механизма 5 валом 14 и через шестерни 7 и 8 передается на вал 9 привода генератора 10, Ротор генератора начинает вращаться, генератор вырабатывает электроэнергию, которая передается на расположенный на прицепе 2 электромотор 18, на роторе электромотора возникает крутящий момент, который карданной передачей 19 передается на ведущий мост

20 прицепа 2, в результате чего на ведущих колесах прицепа 2 появляются тяговые усилия. Когда суммарные тяговые усилия на колесах тягача и прицепа превысят суммарные силы сопротивления, автопоезд тронется с места. По мере увеличения скорости движения автопоезда угловая скорость ротора генератора будет уменьшаться, при максимальной скорости автопоезда угловая скорость ротора генератора будет минимальна. В случае буксования ведущих колес как тягча, так и прицепа произойдет уменьшение крутящих моментов и, следовательно, тяговых усилий нз небуксующих колесах, что отрицательно

5 скажется на проходимости автопоезда. В этом случае зубчатой муфтой 13 соединяет шестерню 12 с взлом 9, в результате чего между валом

4 водила и валом солнечной шестерни 6 образуется из шестерен 11,12,8 и 7 жесткая кинети0 ческая связь, препятствующая уменьшению крутящих моментов на буксующих колесах. Передаточное число системы шестерен 11,12,8,7 такового, что угловые скорости выходных валов дифференциального механизма (вал 6 сол5 нечной шестерни и вал 14 коронной шестерни) находятся в соотношении

С0с сцлр. . M д тяг, Я гяг

О к 6сц.тяг М дг gnp

1763252 сц,тяг Цпр поскольку G сц.п е

6сц.тяг

М ртяг <0дтяг

Йпр 6 6)).пр стяг 6 сц.тяг (2) 55

Мдтяг Мк Мс Ic»

%Г„мс м. где М» — крутящий момент на коронной шестерне;

Мс — крутящий момент на солнечной шестерне;

ic» — главное передаточное отношемйе дифференциального механизма; в . ⻠— соответственно угловые скоро- 15 сти солнечной и коронной шестерен..

После включения муфты 13 соотношение крутящих мОментов на валах 6 и 14 практически осталось то же, что и до включения, а необходимая величина мощности генератора 10 получена эа счет соответствующего увеличения угловой скорости его ротора. Остается неизменным вследствие. указанного и ток возбуждения генератора.

Если муфту 13 выполнить в виде фрикцион- . 25 ной муфты, ее включение и выключение можно будет производить без остановки asто поезда.

Приводим вывод соотношения угловйх скоростей выходных валов дифференциаль- 30 ного механизма, Известно, что для получения наивысшей проходимости мощности на ведущих колесах тягача и прицепа должны быть пропорциональны их сцепным весам; Ж ))

%sr 6 сц.тяг стяг где Nnp, стяг — соответственно мощности, 40 реализуемые на колесах прицепа и колесах тягача.

Осцпр. Осц.тяг — сцепные веса соответственно прицепа и тягача; стяг i напр cooTBBTGTBBHHo коэффици"

45 енты сцепления колес тягача и колес прицепа.

Поскольку во многих случаях движения автопоезда коэффициенты сцепления колес тягача и колес прицепа близки друг к другу, причем если р,р =тртя, . тогда выражение (1) запишется следующим образом, Можно также записать, что

Nnp Ngr ° tjnp Мдг Nдгi gnp стяг Na. тят ляг Мдтяг й> дтяг 5 тяг где Ngr — мощность на валу дифференциального механизма. связанного с генератором; йдтяг — мощность на валу дифференциального механизма. связанного с колесами тягача; дпр, фяяг — соответственно КПД при передаче энергии от валов дифференциального механизма к колесам прицепа и к колесам тягача;

Мдг. Мдтяг - крутящие моменты, действующие соответственно на валах дифференциального механизма, связанных с генератором и колесами тягача, N r, шдтяг — угловые скорости валов дифференциального механизма, связанных соответственно с генератором и с колесами тягача, Подставим значения мощностей из выражения (3) в выражение (2) Из выражения (4) получим

) дг 6 сц.пр .. ))))дтяг т)s) о1 дтяг G сц.тяг, Мдг gnp

Выполнение соотношения (5) позволяет получить необходимое для наивысшей проходимости автопоезда соотношение мощностей на ведущих колесах тягача и йрицепа беэ перегрузки по моменту генератора.

Формула изобретения

Активный автопоезд, состоящий из тягача с двйгателем и трансмиссией, включающей в себя дифференциальный механизм, входной вал которого связан с двигателем, один выходной вал — с колесами тягача, а другой — с генератором, и прицепа, снабженного электромотором, кинематически связанным с колесами прицепа и электрически — с генератором, отл ич а ю щийс я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик автопоезда, два вала дифференциального механизма соединены передачей, выполненной с возможностью ее отключения.