Силовая передача транспортного средства с электромеханическим регулированием мощности на колесно-гусеничный движитель

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания и силовую передачу. Приводы колесного и гусеничного движителя снабжены электромеханической передачей. Тяговые электродвигатели привода колесных редукторов и бортовых передач гусеничного движителя и генератор соединены электрическими кабелями. Энергоаккумулятор, электронный акселератор и рекуперативный электрический тормоз связаны с системой управления тяговыми электродвигателями. Величина подводимой электрической мощности определяет силу тяги на ведущих колесах и регулируется в зависимости от нагрузки на движителях и дорожно-грунтовых условий. Блок управления регулирует запасы энергии с помощью управляемой муфты. Это позволяет повысить проходимость транспортного средства, его топливную экономичность, снизить токсичность, повысить КПД силовой передачи и снизить массу в снаряженном состоянии. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и, в частности, может быть использовано в тракторах, самоходных машинах, автомобилях, колесно-гусеничных тягачах и транспортерах.

Известно транспортное средство (патент РФ 2292271, МПК В60К 17/34, 2007), содержащее двигатель, связанный через коробку передач, планетарную передачу, дифференциал с приводом ведущих мостов колесного движителя и приводом ведущего моста гусеничного движителя, при этом привод ведущих мостов колесного движителя снабжен механической передачей, жестко связанной с эпициклической шестерней, имеющей внутренний и внешний зубчатый венец, а привод ведущего моста гусеничного движителя, снабженный механической и гидродинамической передачей, жестко связан с водилом планетарного ряда. Вал привода колесного движителя связан внешним зубчатым венцом эпициклической шестерни, а вал привода гусеничного движителя связан с водилом и шестерней гидродинамической передачи, которая жестко связана с водилом. Гидродинамическая передача имеет гидротрансформатор прямой прозрачности, вал насосного колеса которого связан с внешним зубчатым венцом эпициклической шестерни, а вал турбинного колеса - с шестерней гидродинамической передачи.

Указанное техническое решение является наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату и принимается за прототип.

Однако недостатком данной силовой передачи является то, что применение гидродинамического трансформатора требует установки дополнительной повышающей передачи, обеспечивающей рабочую частоту вращения насосного колеса. Кроме этого, гидродинамическая передача сложна в изготовлении и является дорогостоящим крупногабаритным агрегатом, а также карданные передачи и ведущие мосты, размещаемые внутри корпуса машины, снижают эргономику и безопасность работы экипажа.

Технический результат изобретения направлен на повышение проходимости транспортного средства, его топливной экономичности, снижение токсичности, повышение КПД силовой передачи и снижение массы в снаряженном состоянии.

Технический результат достигается тем, что транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, отличается тем, что приводы колесного и гусеничного движителя снабжены электромеханической передачей, при этом тяговые электродвигатели привода колесных редукторов и бортовых передач гусеничного движителя и генератор, связанный через управляемую муфту с двигателем внутреннего сгорания, соединены электрическими кабелями, а энергоаккумулятор, электронный акселератор и рекуперативный электрический тормоз связаны с системой управления тяговыми электродвигателями. Величина подводимой электрической мощности определяет силу тяги на ведущих колесах и регулируется в зависимости от нагрузки на движителях и дорожно-грунтовых условий. Вырабатываемая генератором энергия расходуется на привод тяговых электродвигателей и накапливается в энергоаккумуляторе, особенно интенсивно накопление происходит при торможении транспортного средства за счет рекуперативного электрического тормоза. При достижении запасов энергии максимальной емкости энергоаккумулятора блок управления отключает двигатель внутреннего сгорания с помощью управляемой муфты. При снижении запасов энергии в энергоаккумуляторе до пределов, недостаточных для обеспечения работы тяговых электродвигателей в заданном режиме, происходит принудительный пуск двигателя внутреннего сгорания за счет управляемой муфты и включение контроллеров его работы и токсичности отработавших газов.

Отличительными признаками от прототипа является то, что приводы колесного и гусеничного движителя снабжены электромеханической передачей, при этом тяговые электродвигатели привода колесных редукторов и бортовых передач гусеничного движителя и генератор, связанный через управляемую муфту с двигателем внутреннего сгорания, соединены электрическими кабелями, а энергоаккумулятор с электронным акселератором и рекуперативным электрическим тормозом связаны с системой управления тяговыми электродвигателями.

На чертеже дана принципиальная схема транспортного средства с предлагаемой силовой передачей.

Транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания 1, контроллеры работы двигателя внутреннего сгорания 2 и токсичности отработавших газов 3, связанные с блоком управления работой двигателем внутреннего сгорания 4, который воздействует на управляемую муфту 5, генератор 6, жестко связанный с управляемой муфтой 5, тяговые электродвигатели 7, которые встроены в ступицы 6-ти ведущих колес, соединенные с генератором 6 электрическими кабелями, блок управления 8 тяговыми электродвигателями 7, электронный акселератор 9 и энергоаккумулятор 10 с рекуперативным электрическим тормозом, связанные с блоком управления 8.

Работает силовая передача следующим образом. При вращении ротора генератора 6, жестко связанного с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания 1 через управляемую муфту 5, вырабатываемая электроэнергия по кабелям подается к тяговым электродвигателям 7, жестко связанным с колесными редукторами и бортовыми передачами, причем величина подаваемого тока определяется электронным акселератором 9 в зависимости от величин крутящего момента, реализуемых на колесном и гусеничном движителях, а его сила изменяется в диапазоне от нуля до максимального значения. Независимо от нагрузки на тяговых электродвигателях 7 двигатель внутреннего сгорания 1 работает в постоянном квазистационарном режиме, характеризуемом наибольшим КПД и наименьшим расходом топлива, который обеспечивается контроллерами работы двигателя внутреннего сгорания 2 и токсичности отработавших газов 3, связанными с блоком управления работой двигателем внутреннего сгорания 4, при подаче сигналов от него на управляемую муфту 5. Данный режим работы двигателя внутреннего сгорания 1 обеспечивается за счет накопления электроэнергии в энергоаккумуляторе 10, причем при торможении транспортного средства интенсивность накопления электроэнергии резко увеличивается за счет работы рекуперативного тормоза энергоаккумулятора 10. При достижении величины накопленной энергии максимальной емкости энергоаккумулятора 10 блок управления 8 подает сигнал на блок управления работой двигателем внутреннего сгорания 4, который отключает управляемую муфту 5, разъединяющую генератор 6 и двигатель внутреннего сгорания 1, при этом происходит его остановка. По мере расхода электроэнергии и достижении ее количества в энергоаккумуляторе 10 минимально допустимой величины блок управления 8 подает сигнал на блок управления работой двигателем внутреннего сгорания 4, который включает управляемую муфту 5, соединяющую генератор 6 и двигатель внутреннего сгорания 1 и обеспечивающую его пуск.

Транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, отличающееся тем, что приводы колесного и гусеничного движителя снабжены электромеханической передачей, при этом тяговые электродвигатели привода колесных редукторов и бортовых передач гусеничного движителя и генератор, связанный через управляемую муфту с двигателем внутреннего сгорания, соединены электрическими кабелями, а энергоаккумулятор, электронный акселератор и рекуперативный электрический тормоз связаны с системой управления тяговыми электродвигателями.