Усовершенствования, относящиеся к трансмиссиям транспортных средств-амфибий
Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств-амфибий. Трансмиссия амфибии содержит двигатель (2) с выходным валом (4), приводящим в действие входной элемент (6) трансмиссии (11) с плавным изменением передач. Коробка передач выполнена с возможностью приведения в движение ходовых колес через выходной элемент (8). Двигатель также приводит в движение судовой движитель (24). Ось выходного элемента (8) находится над осью входного элемента (6). Достигается уменьшение вибрации и рациональное распределение веса. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к транспортным средствам-амфибиям и, в частности, к трансмиссиям для таких транспортных средств.
В одном устройстве трансмиссии транспортного средства-амфибии, как описано в находящейся на рассмотрении заявке №GB0422954.8 на имя заявителя, двигатель расположен таким образом, что его коленчатый вал приводит в действие коробку передач, которая определяет выходные мощности автомобильных и судовых приводов. Автомобильный привод повернут на угол до 90° при помощи конической зубчатой передачи для обеспечения наклонного вверх привода к узлу изменения скорости бесступенчато-регулируемой трансмиссии (БРТ), имеющего два шкива, соединенные приводным ремнем, причем приводной ремень перемещается, по существу, в горизонтальной плоскости. Выходная мощность узла бесступенчато-регулируемой трансмиссии при помощи дополнительного, по существу, вертикального вала приводит в действие дифференциальный механизм, соединенный с задними ходовыми колесами.
Проблема указанного устройства заключается в том, что расположение узла бесступенчато-регулируемой трансмиссии намного выше оси коленчатого вала обычно вызывает вибрацию, в то время как расположение узла бесступенчато-регулируемой трансмиссии с весом до 30 кг увеличивает вес верхней части транспортного средства-амфибии. Это, в свою очередь, поднимает центр тяжести и увеличивает его метацентрическую высоту, которая отрицательно сказывается на управлении транспортным средством как на земле, так и на воде.
Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает трансмиссию транспортного средства-амфибии, как заявлено в независимом пункте 1. Это усовершенствованное устройство трансмиссии включает преимущества устройства, известного из уровня техники, с точки зрения компоновки при уменьшенной вибрации и рациональном распределении веса.
При наличии выдвижных колес необходимо, чтобы такие колеса были сухими, когда транспортное средство выезжает на берег при перемещении по воде. Геометрия устройства втягивания колес может стать причиной установки дифференциального механизма (дифференциальных механизмов) намного выше нижней части корпуса, особенно, где предусмотрен корпус с глубоким V-образным вырезом для оптимизации управления транспортным средством на воде. Заявленная трансмиссия обеспечивает приведение в действие коробки передач с помощью автомобильного привода на уровне выше выходного вала двигателя, что, в свою очередь, позволяет сохранять низкий вес двигателя в транспортном средстве. Это обеспечивает низкий центр тяжести и максимизирует метацентрическую высоту. Эти эффекты уменьшают крен транспортного средства и повышают устойчивость как на суше, так и на воде.
Когда судовой привод находится на уровне с выходным валом двигателя, это обеспечивает, по существу, прямой ход от выходного вала двигателя к судовому приводу. Судовые приводы известного уровня техники, такие как Aquastrada (патент США №5,562,066) и Simpson (патент Великобритании №2,134,857) включают наклонные приводы в качестве судового привода, которые могут тратить без пользы энергию и создавать проблемы, связанные с вибрацией и сроком службы.
Необходимо отметить, что в данном описании описывается коробка передач, которая представляет собой трансмиссию с плавным изменением передач, обеспечивающую множество отношений входной скорости элемента к выходной скорости элемента.
Отсылка будет сделана на варианты осуществления настоящего изобретения, показанного на сопроводительных чертежах, только в качестве примера.
Фиг.1 представляет собой схематический вид сбоку трансмиссии для транспортного средства-амфибии.
Фиг.2 представляет собой схематический вид сбоку трансмиссии для транспортного средства-амфибии, включающей редуктор на выходном валу двигателя.
Фиг.3 представляет собой схематический вид сбоку альтернативной конфигурации трансмиссии для транспортного средства-амфибии.
Фиг.4 представляет собой схематический вид сверху альтернативного варианта трансмиссии, показанной на Фиг.3.
Со ссылкой на Фиг.1 двигатель 2 приводят в движение через выходной вал 4. Входной элемент 6 бесступенчато-регулируемой трансмиссии установлен на конце выходного вала 4 двигателя и соединен с выходным элементом 8 бесступенчато-регулируемой трансмиссии при помощи приводного ремня 10. Выходной элемент 8 бесступенчато-регулируемой трансмиссии имеет выходной вал 12 бесступенчато-регулируемой трансмиссии, который приводит в действие коническую зубчатую передачу 14, передающую вниз движение дифференциальному механизму 20 с вертикальной подачей 18. Входной и выходной элементы 6, 8 бесступенчато-регулируемой трансмиссии и приводной ремень 10 образуют коробку 11 передач.
Судовой движитель 24 приводится в движение через судовой карданный вал 22.
На Фиг.2 показан силовой привод на Фиг.1 с редуктором 26, установленным на выходном валу 4 двигателя. На этом чертеже также показан привод на четыре колеса с передачей движения непосредственно от выходного элемента 8 бесступенчато-регулируемой трансмиссии через карданный вал 32 на переднюю коническую зубчатую передачу 34, которая, в свою очередь, приводит в действие передние колеса (не показаны) через дифференциальный механизм 40 с вертикальным входом 38.
На Фиг.3 показан альтернативный вариант выполнения трансмиссии с дифференциальным механизмом 20, установленным на заднем конце выходного вала 12 бесступенчато-регулируемой трансмиссии с карданными валами 27, передающими движение вниз карданным валам 28 колес при помощи цепных механизмов или приводных ремней 30.
На Фиг.4 показан схематический вид сверху альтернативного варианта трансмиссии, показанной на фиг.3.
Хотя изображен двигатель, установленный в продольном направлении «с севера на юг», устройство трансмиссии в дополнительном варианте осуществления может использоваться с поперечно установленным двигателем или даже с двигателем с вертикальным коленчатым валом, как известно из уровня техники. Хотя показан выходной вал двигателя, отдельный по отношению к коленчатому валу двигателя, указанным выходным валом может быть коленчатый вал электродвигателя или простой вращающийся вал электродвигателя.
Выходной вал 12 трансмиссии, как показано на Фиг.1, находится над уровнем верхней части двигателя, вообще говоря, первичного двигателя, или, по меньшей мере, над всеми его вращающимися элементами. Выходной вал трансмиссии может находиться непосредственно над входным валом, который является выходным валом 4 двигателя, для обеспечения прохождения переднего карданного вала 32 над двигателем. В другом варианте осуществления выходной вал может быть смещен вбок относительно входного вала, обеспечивая более низкий центр тяжести посредством прохождения переднего карданного вала параллельно, по меньшей мере, некоторым элементам первичного двигателя. В другом варианте осуществления центральный дифференциальный механизм соединен с передним карданным валом 32 для обеспечения разности скоростей и разделения крутящего момента между передней и задней осями.
Судовой движитель 24 показан схематично, поскольку он может содержать один или более реактивных приводов. Редуктор 26 показан находящимся между двигателем и как автомобильным приводом, так и судовым приводом, а в другом варианте осуществления (не показан) он соединен только с судовым приводом. В другом варианте осуществления (не показан) редуктор соединен только с автомобильным приводом. В зависимости от характеристик выбранного первичного двигателя взамен может быть использована коробка с увеличением скоростей, особенно где все ходовые колеса являются приводными. Там, где используется бесступенчато-регулируемая трансмиссия без реверсивной зубчатой передачи, может использоваться реверсивный привод, как показано в находящейся на рассмотрении заявке №GB0422954.8 на имя заявителя (ссылочная позиция 110, Фиг.6). Сцепления или разъединительные муфты могут быть установлены в автомобильном приводе, или судовом приводе, или в обоих.
Так как описанное устройство трансмиссии является, по существу, высоким и узким, оно, особенно, подходит для автомобиля с пассажирскими сидениями (не показаны), расположенными над трансмиссией, более конкретно, находящимися на корме. Оно также, особенно, подходит для транспортного средства, ходовые колеса которого убираются над ватерлинией автомобиля для уменьшения гидравлического сопротивления, когда транспортное средство используется на воде. Уборка колес может осуществляться под углом к положению при движении по земле, как показано в находящейся на рассмотрении заявке №GB0422954.8 на имя заявителя (Фиг.1).
Устройства мест для сидения и втягивания колес, описанные выше, особенно подходят для глиссирующего транспортного средства с корпусом с глубоким V-образным вырезом.
Следует отметить, что возможны различные изменения в описанных вариантах осуществления не отступая от основной идеи настоящего изобретения. Например, коробкой передач может быть обычная механическая коробка передач с ручным переключением, полуавтоматическая коробка передач с ручным переключением или полностью автоматическая коробка передач с гидротрансформатором и гидравлическим приводом, как хорошо известно, в дорожных транспортных средствах. Термин двигатель может подразумевать двигатель внутреннего сгорания, но описанное устройство трансмиссии можно было бы считать одинаково пригодным для двигателя внутреннего сгорания или, более того, для комбинации топливного элемента и двигателя.
1. Трансмиссия транспортного средства-амфибии, содержащая двигатель, имеющий выходной вал двигателя, выполненный с возможностью приведения в действие судового движителя, трансмиссию с плавным изменением скоростей и ходовые колеса, причем коробка передач содержит входной элемент и первый выходной элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с входным элементом, причем первый выходной элемент содержит выходную ось на более высоком уровне, чем входная ось входного элемента, при этом ходовые колеса выполнены с возможностью приведения в движение первым выходным элементом.
2. Трансмиссия по п.1, в которой ось первого выходного элемента, по существу, параллельна оси входного элемента и оси выходного вала двигателя.
3. Трансмиссия по п.1, в которой коробка передач содержит дополнительный выходной элемент, который выполнен с возможностью приведения в действие судового движителя.
4. Трансмиссия по п.3, в которой дополнительный выходной элемент содержит ось на уровне ниже оси первого выходного элемента.
5. Трансмиссия по п.1, в которой коробка передач установлена таким образом, что оси входного элемента и первого выходного элемента находятся на уровне выше выходного вала двигателя.
6. Трансмиссия по п.1, в которой коробка передач представляет собой бесступенчатую коробку передач, в которой взаимодействие между входным элементом и первым выходным элементом обеспечивается при помощи приводного ремня.
7. Трансмиссия по п.1, в которой входной элемент и первый выходной элемент имеют ведущую и ведомую поверхности соответственно.
8. Трансмиссия по п.1, в которой редуктор установлен между двигателем и коробкой передач или на выходном валу двигателя.
9. Трансмиссия по п.1, в которой коробка скоростей обеспечивает множество отношений скорости входного элемента к скорости выходного элемента.
