Система стабилизации кузова транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к устройствам для стабилизации их кузовов, и может быть использовано для улучшения их устойчивости движения на склоне, комфортабельности движения и улучшения условий работы двигателя. Сущность: система стабилизации кузова транспортного средства снабжена рамой, двигателем и трансмиссией с ведущем и ведомыми валами, содержит два соосных маховика, каждый из которых установлен на вертикальном валу, привод, связанный с этими валами и обеспечивающий их вращение в противоположных направлениях, и снабжена устройством блокировки. Новым в системе стабилизации кузова транспортного средства является то, что валы маховиков выполнены полыми, расположены один внутри другого, двигатель установлен в кузове, ведущий вал расположен внутри валов маховиков, выполнен как основание кузова и опора его на ходовую часть, ведомый вал закреплен вертикально жестко с одной степенью свободы в раме ходовой части и выполнен основанием для опоры на него ведущего вала. Ведущий и ведомый валы сочленены шарниром с двумя степенями свободы, выполненным в виде шарнира равных угловых скоростей. Кузов сочленен с рамой ходовой части посредством двух пальцевых барабанов, расположенных концентрически один внутри другого, причем один из них закреплен на кузове, другой на ходовой части. Устройство блокировки выполнено в виде гидроцилиндров, расположенных внутри шарнира равных угловых скоростей между кузовом и ходовой частью и сочлененных с ними посредством шарнира с двумя степенями свободы. 4 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам, частности к системам стабилизации их кузовов, и может быть использовано в горных машинах для улучшения устойчивости их движения на склоне, комфортабельности движения и улучшения условий работы двигателя.

Известно устройство для стабилизации кузова транспортного средства, содержащее пару маховиков, закрепленных на вертикальных валах, смонтированных в несущей конструкции шасси и жестко связанных с кузовом (патент США N 3246537, кл. 74 572, 1966). Недостатком этого устройства является невозможность стабилизации кузова, расположенного под углом к горизонту.

Известно также устройство для стабилизации кузова транспортного средства, содержащее пару соосных маховиков, каждый из которых установлен на вертикальном валу, привод, связанный с валами для вращения их в противоположных направлениях, зубчатые секторы, связывающие маховики с кузовом, и механизм блокировки маховиков относительно кузова (авторское свидетельство N 789308, кл. В 62 D 37/06, 1977). Недостатком этой системы является то, что стабилизирующий момент работает только в двух плоскостях и дает возможность предотвратить наклоны кузова лишь в продольной и поперечной плоскостях.

Цель изобретения повышение устойчивости транспортного средства при движении на склоне, улучшение условий работы двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в системе стабилизации кузова транспортного средства, снабженного рамой, двигателем и трансмиссией с ведущим и ведомыми валами, содержащей два соосных маховика, каждый из которых установлен на вертикальном валу, привод связанный с этими валами и обеспечивающий их вращение в противоположных направлениях, снабженный устройством блокировки, согласно изобретению, валы маховиков выполнены полыми, расположены один внутри другого, двигатель установлен в кузове, ведущий вал расположен внутри валов маховиков, выполнен как основание кузова и опора его на ходовую часть, ведомый вал закреплен вертикально жестко с одной степенью свободы в раме ходовой части и выполнен основанием для опоры на него ведущего вала, при этом ведущий и ведомый валы сочленены шарниром с двумя степенями свободы, выполненным в виде шарнира равных угловых скоростей, кузов сочленен с рамой ходовой части посредством двух пальцевых барабанов, один из которых прикреплен к кузову, а другой жестко закреплен на ходовой части, барабаны расположены концентрически один внутри другого, при этом каждый из них имеет четное число пальцев, которые установлены у внутреннего барабана снаружи, а у наружнего внутри, и введены в зацепление так, что каждый палец внутреннего барабана расположен между пальцев наружнего, а осевые линии пальцев совпадают с центром шарнира равных угловых скоростей, устройство блокировки выполнено в виде гидроцилиндров, расположенных вокруг шарнира равных угловых скоростей между кузовом и ходовой частью и сочлененных с ними посредством шарниров с двумя степенями свободы.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система стабилизации кузова транспортного средства отличается тем, что валы маховиков выполнены полыми, расположены один внутри другого, двигатель установлен в кузове, ведущий вал расположен внутри валов маховиков, выполнен как основание кузова и опора его на ходовую часть, ведомый вал закреплен вертикально жестко с одной степенью свободы в раме ходовой части и выполнен основанием для опоры на него ведущего вала, при этом ведущий и ведомый валы сочленены шарниром с двумя степенями свободы, выполненным в виде шарнира равных угловых скоростей, кузов сочленен с рамой ходовой части посредством двух пальцевых барабанов, один из которых жестко прикреплен к кузову, а другой жестко закреплен на ходовой части, барабаны расположены концентрически один внутри другого, при этом каждый из них имеет четное число пальцев, которые установлены у внутреннего барабана снаружи, а у наружнего внутри, и введены в зацепление так, что каждый палец внутреннего барабана расположен между пальцев наружнего, а осевые линии пальцев совпадают с центром шарнира равных угловых скоростей, устройство блокировки выполнено в виде гидроцилиндров, расположенных вокруг шарнира равных угловых скоростей между кузовом и ходовой частью частью и сочлененных с ними посредством шарниров с двумя степенями свободы.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими решениями в данной области техники на выявило в них признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена кинематическая схема транспортного средства, снабженного устройством для стабилизации его кузова в статическом положении; на фиг. 2 кинематическая схема транспортного средства, снабженного устройством для стабилизации его кузова при движении на уклоне (поперек склона); на фиг. 3 общий вид концентрически расположенных барабанов; на фиг. 4 устройство барабанов.

Система стабилизации кузова транспортного средства содержит одинаковые маховики 1, 2, закрепленные на полых валах 3, 4, расположенных один внутри другого и установленных на ведущем валу 5. На валах 3, 4 закреплены ведомые шестерни 6, 7, которые входят в зацепление с ведущей шестерней 8, закрепленной на валу 9 привода маховиков, установленном в опоре 10. Шестерня 11 также закреплена на валу привода маховиков 9 и входит в зацепление с шестерней 12, закрепленной на валу отбора мощности 13 моторно-трансмиссионного блока 14. Ведомый вал 15 закреплен вертикально жестко с одной степенью свободы в подшипниках 16 рамы ходовой части 17. Ведущий 5 и ведомый 15 валы сочленены между собой шарниром 18 с двумя степенями свободы, выполненном в виде шарнира равных угловых скоростей. При этом ведущий вал 5 выполнен основанием кузова и опоры его на ходовую часть, а ведомый вал 15 выполнен основанием для опоры ведущего вала. На ведомом вале 15 закреплена ведущая шестерня 19, входящая в зацепление с ведомой шестерней 20, закрепленной на валу 21 привода бортовых редукторов 22, 23. Звездочки движителя 26, 27 закреплены на ведомых валах 28, 29 бортовых редукторов. Кузов 30 сочленен с рамой ходовой части 17 посредством двух пальцевых барабанов наружнего 31, жестко прикрепленного к кузову, и внутреннего 32, жестко прикрепленного к ходовой части. В ободе 33 наружнего барабана 31 жестко закреплены пальцы 34, в ободе 35 внутреннего барабана 32 в подшипниках 36 установлены пальцы 37. Пальцы введены в зацепление так, что каждый палец внутреннего барабана расположен между пальцев наружнего. Каждый барабан имеет четное число пальцев и оси пальцев пересекаются с шарниром равных угловых скоростей 18. Устройство блокировки состоит из гидроцилиндров 38, 39, расположенных вокруг шарнира равных угловых скоростей между кузовом 30 и рамой ходовой части 17, соединенных с ними посредством шарниров с двумя степенями свободы 40.

Система стабилизации кузова транспортного средства работает следующим образом. Маховики 1, 2 имеют одинаковые моменты инерции, раскручиваются с одинаковой угловой скоростью, но в противоположных направлениях, путем отбора мощности от шестерни 8. При этом, так как моменты инерции и скорости вращения маховиков одинаковы, то скорость процессии также одинакова, а ее направление навстречу друг другу. Таким образом, маховики 1, 2 будут создавать равные и одинаково направленные стабилизирующие моменты, которые позволяют сохранить кузову транспортного средства свое угловое положение в инерциальной системе отсчета за счет изменения угла между кузовом и ходовой частью посредством шарнира с двумя степенями свободы 18 при разблокированном устройстве блокировки. Причем, управление устройством блокировки осуществляется автоматически в зависимости от частоты вращения маховиков, т. е. устройство разблокируется как только маховики достигают угловой скорости, необходимой для создания стабилизирующего момента, способного удерживать кузов, и блокируется при падении угловой скорости ниже данной необходимой. Крутящий момент от моторно-трансмиссионного блока 14 к ходовой части передается ведущим 5 и ведомым 15 валами. Далее, через шестерни 19, 20 к бортовым редукторам 22, 23, а от них на звездочки движителя 26, 27. Барабаны служат для создания реактивного момента моменту, передаваемому ведущим валом. Устройство барабана позволяет внутреннему барабану поворачиваться внутри наружнего по осям пальцев. В зависимости от положения плоскости стабилизации либо пальцы внутреннего барабана поворачиваются вокруг своей оси между пальцев наружнего, либо пальцы наружнего поворачиваются вокруг своей оси между пальцев внутреннего, и подшипники служат для уменьшения потерь на трение. При этом в зацеплении находится не менее двух пальцев, так как оси пальцев пересекаются с центром шарнира равных угловых скоростей 18. Число плоскостей стабилизации соответствует числу пар пальцев барабанов. При изменении уклона местности кузов за счет стабилизирующего момента, создаваемого маховиками, остается в горизонтальном положении, а ходовая часть копирует рельеф местности.

Технико-экономическое преимущество заявляемой системы стабилизации кузова транспортного средства по сравнению с прототипом заключается в том, что механизм блокировки работает в автоматическом режиме, увеличено число плоскостей стабилизации, а следовательно повышается устойчивость транспортного средства на уклоне, повышается комфортабельность движения и, как следствие этому, улучшаются условия труда. Кроме того, двигатель работает в нормальном для него горизонтальном положении, что повышает его ресурсы и следовательно повышает надежность системы.

Формула изобретения

Система стабилизации кузова транспортного средства, снабженного рамой, двигателем и трансмиссией с ведущим и ведомыми валами, содержащая два соосных маховика, каждый из которых установлен на вертикальном валу, привод, связанный с этими валами и обеспечивающий их вращение в противоположных направлениях, снабженная устройством блокировки, отличающаяся тем, что валы маховиков выполнены полыми, расположены один в другом, двигатель установлен в кузове, ведущий вал расположен внутри валов маховиков, выполнен как основание кузова и опора его на ходовую часть, ведомый вал закреплен вертикально жестко с одной степенью свободы в раме ходовой части и выполнен основанием для опоры на нeгo ведущего вала, при этом ведущий и ведомый валы сочленены шарниром с двумя степенями свободы, выполненным в виде шарнира равных угловых скоростей, кузов сочленен с рамой ходовой части посредством двух пальцевых барабанов, один из них жестко прикреплен к кузову, а другой жестко закреплен на ходовой части, барабаны расположены концентрически один в другом, при этом каждый из них имеет четное число пальцев, которые установлены у внутреннего барабана снаружи, а у наружного внутри и введены в зацепление так, что каждый палец внутреннего барабана расположен между пальцев наружного, а осевые линии пальцев совпадают с центром шарнира равных угловых скоростей, устройство блокировки выполнено в виде гидроцилиндров, расположенных вокруг шарнира равных угловых скоростей между кузовом и ходовой частью и сочлененных с ними посредством шарниров с двумя степенями свободы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4