Способ стабилизации крутящего момента в трансмиссии транспортного средства и устройство для его осуществления

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. В способе стабилизации крутящего момента в трансмиссии колесного транспортного средства изменяют крутящий момент на приводном валу ведущего моста в зависимости от угла поворота ведущего моста относительно его приводного вала. Одновременно измеряют продольное смещение моста относительно остова транспортного средства. Дополнительный поворот приводного вала моста относительно его остова осуществляют на определенный угол. Устройство для реализации способа содержит карданный вал с двумя шлицевыми соединениями на концах, одно из которых винтовое, а второе - прямое, и привод продольного перемещения средней части карданного вала. Одна часть винтовой пары соединена с входным валом редуктора моста без возможности осевого смещения относительно него. Другая часть связана с приводом продольного перемещения средней части карданного вала, обеспечивающим ее перемещение в осевом направлении на определенную величину. Снижаются колебания крутящего момента. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссиям колесных транспортных средств.

Известен способ стабилизации крутящего момента в трансмиссии агрегата, совершающего угловые колебания вокруг приводного вала (патент RU №2518508, МПК B60G 7/00, F16D 3/14, B60G 9/00, F16F 15/00. Заявл. 10.12.2012, опубл. 10.06.2014), заключающийся в том, что увеличивают или уменьшают крутящий момент на ведущем валу агрегата пропорционально углу поворота агрегата относительно его приводного вала, причем поворот приводного вала агрегата относительно его остова осуществляют на угол согласно зависимости

,

где φ_а - угол поворота приводного вала агрегата относительно его остова;

φ_п - угол поворота вала, от которого приводится в движение приводной вал агрегата, относительно его корпуса;

i - передаточное отношение от первого вала ко второму.

Недостатком известного способа является отсутствие компенсации рассогласования, вызываемое смещением ведущего моста относительно остова транспортного средства вдоль направления его движения.

Известно также устройство для стабилизации крутящего момента на ведущих колесах транспортного средства (Патент RU №2481967, МПК 6 B60K 17/32. Устройство для стабилизации крутящего момента на ведущих колесах транспортного средства. Заявл. 09.12.2011, опубл. 20.05.2013.), содержащее закрепленные на остове транспортного средства двигательную установку, редуктор для передачи крутящего момента к колесам, соединенный с двигательной установкой телескопическим карданным валом, а с остовом транспортного средства - посредством рессор, причем один конец карданного вала выполнен подвижным в продольном направлении посредством шлицов, причем шлицы телескопического карданного вала выполнены винтовыми, направление винтовых линий которых противоположно направлению вращения карданного вала при движении вперед, если подвижный в горизонтальном направлении конец рессоры расположен сзади, и совпадают с направлением вращения карданного вала, если подвижный конец рессоры расположен спереди, при этом шаг винтовых линий шлицов определяется формулой

,

где h - шаг винтовых линий шлицов, м;

R - радиус ведущего колеса, м;

i - передаточное число между карданным валом и ведущим колесом.

Недостатком известного устройство является то, что в нем не устраняется рассогласование, вызываемое поворотом ведущего моста вокруг оси ведущего вала редуктора ведущего моста транспортного средства.

Известно также принятое за прототип устройство для стабилизации крутящего момента в трансмиссии агрегата, совершающего угловые колебания вокруг приводного вала (патент RU №2518508, МПК B60G 7/00, F16D 3/14, B60G 9/00, F16F 15/00. Заявл. 10.12.2012, опубл. 10.06.2014), содержащее закрепленную на остове транспортного средства двигательную установку, качающийся на оси ведущий мост с редуктором для передачи крутящего момента к ведущим колесам, соединенный с двигательной установкой карданной передачей, в котором в цепи трансмиссии предусмотрены два соосно установленных вала, на обращенных друг к другу концах которых предусмотрены шлицы, выполненные с разными углами наклона к оси валов, которые соединены между собой шлицевой втулкой с приводом, перемещаемой в осевом направлении пропорционально углу поворота ведущего моста относительно продольной оси ведущего вела редуктора моста. При этом привод шлицевой втулки выполнен в виде двух гидравлически соединенных между собой трубопроводами гидроцилиндров, первый из которых одним концом соединен с остовом транспортного средства, а другим - через подшипник со шлицевой втулкой, при этом второй гидроцилиндр соединен с остовом транспортного средства и с ведущим мостом.

Недостатком устройства является невозможность устранения рассогласования, вызываемого продольным смещением ведущего моста вдоль направления движения транспортного средства.

Задача, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, - исключение колебаний крутящего момента, передаваемого трансмиссией на ведущие колеса, вызываемых продольными смещениями ведущего моста и его угловыми колебаниями относительно оси ведущего вала редуктора моста транспортного средства.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, - снижение колебаний крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса транспортного средства, возникающих при его движении по неровностям.

Для достижения указанного результата в способе стабилизации крутящего момента в трансмиссии колесного транспортного средства, заключающегося в том, что изменяют крутящий момент на приводном валу ведущего моста в зависимости от угла поворота ведущего моста относительно его приводного вала согласно изобретению одновременно с измерением упомянутого угла измеряют продольное смещение ведущего моста относительно остова транспортного средства, а дополнительный поворот приводного вала ведущего моста относительно его остова осуществляют на угол согласно зависимости

где φ_а - угол дополнительного поворота приводного вала ведущего моста относительно его остова;

φ_п - угол поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства;

i - передаточное отношение редуктора ведущего моста;

Δ - продольное смещение ведущего моста транспортного средства относительно его остова, м;

R - радиус ведущих колес, м.

Для осуществления заявляемого способа стабилизации крутящего момента в трансмиссии колесного транспортного средства в устройстве, содержащем закрепленную на его остове двигательную установку, установленный на упругих элементах ведущий мост с редуктором для передачи крутящего момента к ведущим колесам, в цепи трансмиссии предусмотрен карданный вал с двумя шлицевыми соединениями на концах, одно их которых винтовое, а второе - прямое, и привод продольного перемещения средней части карданного вала, согласно изобретению одна часть винтовой пары соединена с входным валом редуктора ведущего моста без возможности осевого смещения относительно него, а другая часть связана с приводом продольного перемещения средней части карданного вала, согласно зависимости

где δ - перемещение средней части карданного вала в осевом направлении, м;

φ_п - угол поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства;

h - шаг винтовой пары, м.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен вид сбоку транспортного средства, на фиг. 2 - аксонометрическое изображение устройства.

Устройство для стабилизации крутящего момента в трансмиссии колесного транспортного средства содержит установленную на раме 1 двигательную установку 6. К раме 1 с помощью рессор 3 прикреплен ведущий мост 10 с ведущими колесами 2. Вращение от двигательной установки 6 к ведущему мосту передается карданной передачей 7, выполненной с прямым шлицевым соединением для присоединения к двигательной установке 6. Со стороны, прилагающей к редуктору ведущего моста 10, в карданной передаче 7 предусмотрено винтовое шлицевое соединение 9, шаг винтовых шлицов которого определяется формулой

$$h=2\pi R/i,(3)$$

где R - радиус ведущих колес, м;

i - передаточное отношение редуктора ведущего моста.

Средняя часть карданной передачи через подшипник 8 соединяется с гидроцилиндром 5, полости которого гидравлически соединяются с соответствующими полостями гидроцилиндра 11 (фиг. 2), установленного между качающимся на продольной оси ведущим мостом 10 и рамой транспортного средства 1. Вылет штока гидроцилиндра 11 пропорционален углу φ_п поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства.

При работе устройства в процессе движения транспортного средства по неровностям возникают как продольные перемещения ведущего моста, так и поперечные колебания ведущего моста 10 вокруг оси его входного вала. Вследствие поперечных колебаний жидкость из гидроцилиндра 11 будет перетекать в гидроцилиндр 5 (или наоборот). При этом средняя часть карданного вала будет передвигаться штоком гидроцилиндра 5 в продольном направлении, обеспечивая дополнительный поворот входного вала ведущего моста 10.

Привод продольного перемещения средней части карданного вала осуществляется согласно зависимости

где δ - перемещение средней части карданного вала в осевом направлении, м;

φ_п - угол поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства;

h - шаг винтовой пары, м.

Компенсация продольных колебаний ведущего моста обеспечивается за счет продольного относительного смещения винтового шлицевого соединения 9, шаг винтовых шлицов которого определяется вышеприведенной зависимостью (4). Таким образом, реализуется дополнительный поворот приводного вала ведущего моста относительно его остова на угол согласно зависимости

где φ_а - угол дополнительного поворота приводного вала ведущего моста относительно его остова;

φ_п - угол поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства;

i - передаточное отношение редуктора ведущего моста;

Δ - продольное смещение ведущего моста транспортного средства относительно его остова, м;

R - радиус ведущих колес, м.

Предлагаемая конструкция позволяет исключить колебания крутящего момента, передаваемого трансмиссией на ведущие колеса, вызываемые как продольными смещениями ведущего моста, так и его угловыми колебаниями относительно оси ведущего вала редуктора моста транспортного средства за счет дополнительного поворота приводного вала ведущего моста относительно его остова на угол согласно зависимости (1). Это обеспечивается совокупностью существенных признаков устройства, содержащего закрепленную на его остове двигательную установку и установленный на упругих элементах ведущий мост с редуктором для передачи крутящего момента к ведущим колесам, а в цепи трансмиссии предусмотрен карданный вал с двумя шлицевыми соединениями на концах, одно их которых винтовое, а второе - прямое, и привод продольного перемещения средней части карданного вала, согласно изобретению одна часть винтовой пары соединена с входным валом редуктора ведущего моста без возможности осевого смещения относительно него, а другая часть связана с приводом продольного перемещения средней части карданного вала согласно зависимости (2).

Таким образом, предлагаемые способ и устройство обеспечивают достижение технического результата - снижение колебаний крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса транспортного средства, возникающих при его движении по неровностям, вызывающим поперечные угловые и продольные линейные колебания ведущего моста.

1. Способ стабилизации крутящего момента в трансмиссии колесного транспортного средства, заключающийся в том, что изменяют крутящий момент на приводном валу ведущего моста в зависимости от угла поворота ведущего моста относительно его приводного вала, отличающийся тем, что одновременно с измерением упомянутого угла измеряют продольное смещение ведущего моста относительно остова транспортного средства, а дополнительный поворот приводного вала ведущего моста относительно его остова осуществляют на угол согласно зависимости
φ_а=φ_п±Δ·i/R,
где φ_а - угол дополнительного поворота приводного вала ведущего моста относительно его остова;
φ_п - угол поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства;
i - передаточное отношение редуктора ведущего моста;
Δ - продольное смещение ведущего моста транспортного средства относительно его остова, м;
R - радиус ведущих колес, м.

2. Устройство для стабилизации крутящего момента в трансмиссии колесного транспортного средства, содержащее закрепленную на его остове двигательную установку, установленный на упругих элементах ведущий мост с редуктором для передачи крутящего момента к ведущим колесам, в цепи трансмиссии предусмотрен карданный вал с двумя шлицевыми соединениями на концах, одно из которых винтовое, а второе - прямое, и привод продольного перемещения средней части карданного вала, отличающееся тем, что одна часть винтовой пары соединена с входным валом редуктора ведущего моста без возможности осевого смещения относительно него, а другая часть связана с приводом продольного перемещения средней части карданного вала, обеспечивающим ее перемещение в осевом направлении на величину δ согласно зависимости
δ=φ_п·h/2π,
где δ - перемещение средней части карданного вала в осевом направлении, м;
φ_п - угол поворота ведущего моста относительно оси входного вала редуктора ведущего моста транспортного средства;
h - шаг винтовой пары, м.