Двухпоточная трансмиссия танка

Изобретение относится к двухпоточной трансмиссии танка. В дополнительный привод механизма поворота двухпоточной трансмиссии танка устанавливаются униполярные генератор постоянного тока с блоком управления его возбуждением и электродвигатель с питанием от униполярного генератора постоянного тока и дополнительно введены потенциометр и два концевых выключателя, механически связанные со штурвалом управления поворотом танка, выключатель подключения потенциометра к бортовой сети танка, два контактора, с двумя нормально разомкнутыми контактами каждый, включенными перекрестно в электросеть питания, блокировочный фрикцион дополнительного привода поворота танка, электромагнит управления блокировочным фрикционом, подключенным к выходам концевых выключателей, связанных со штурвалом управления поворотом танка, емкостной накопитель электрической энергии, блоки управления емкостным накопителем, электротермохимической пушкой и электродинамической защитой. Обмотка якоря генератора подключена к блоку управления емкостным накопителем. Достигается улучшение управляемости танка. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в гусеничных машинах (танках, БМП и др.).

Известны двухпоточные гидромеханические трансмиссии танков M1 «Абрамс» (США), «Леопард-2» (ФРГ) [1] с дифференциальными механизмами поворота (МП) с гидрообъемной передачей (ГОП) в дополнительном приводе, обеспечивающей бесступенчатый поворот танка, а следовательно, и его лучшую управляемость по сравнению с механизмами поворота, имеющими фиксированное число расчетных радиусов поворота танка.

Однако ГОП чувствительны к перегрузкам, при которых происходит срабатывание предохранительных клапанов, что в конечном итоге приводит к неуправляемому движению танка. Для устранения этого недостатка в дополнительный привод МП вместо ГОП можно установить электрическую передачу (генератор и электродвигатель). Электрические машины способны кратковременно переносить пятикратные перегрузки [2], что позволяет для обеспечения устойчивого поворота танка выбирать электропривод с меньшей установочной мощностью. Более того, с применением комплексов вооружения и защиты, для работы которых необходимы большие величины электрической энергии (электротермохимические пушки и электродинамическая защита), появилась потребность в мощных источниках электрической энергии, установка которых в танке из-за ограниченных объемов моторно-трансмиссионного отделения, затруднена. Применение электрического привода в МП обеспечит танку не только бесступенчатый поворот, но и питание электроэнергией комплексов его вооружения и защиты. При этом надобность в ГОП и отдельном силовом генераторе, снабжающем электрической энергией эти комплексы, отпадает и появляются дополнительные возможности по принятию компоновочных решений.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является двухпоточная трансмиссия танка «Леопард-2» [1], кинематическая схема которой содержит гидротрансформатор (ГТ), реверс (Р) - коническую передачу, планетарную коробку передач (ПКП), суммирующие планетарные ряды (СПР), остановочные тормоза (ОТ), бортовые редукторы (БР), гидрообъемную передачу в дополнительном приводе механизма поворота (ГОП МП) танка, гидронасос (Н), гидромотор (ГМ). Для управления поворотом танка используется штурвал, для торможения - приводы управления остановочными тормозами.

Целью изобретения является улучшение управляемости танка за счет применения электрической передачи в дополнительном приводе МП и обеспечение за счет ее питанием электрической энергией электротермохимической пушки (ЭТХП) и электродинамической защиты (ЭлДЗ), при их применении.

Для достижения этой цели в известную трансмиссию танка, содержащую гидротрансформатор, коническую передачу, планетарную коробку передач, суммирующие планетарные ряды, остановочные тормоза, бортовые редукторы, дополнительный привод МП танка, штурвал управления поворотом танка, в дополнительный привод МП устанавливаются вместо гидронасоса ГОП униполярный генератор постоянного тока с блоком управления его возбуждением, а вместо гидромотора униполярный электродвигатель с питанием от униполярного генератора постоянного тока и дополнительно введены потенциометр и два концевых выключателя, движок которого и оба концевых выключателя механически связаны со штурвалом управления поворотом танка, выключатель подключения потенциометра к бортовой сети танка, два контактора, имеющие электрическую связь через концевые выключатели с бортовой сетью танка через выключатель подключения потенциометра, с двумя нормально разомкнутыми контактами каждый, включенными перекрестно в электроцепь питания обмотки возбуждения униполярного электродвигателя от обмотки якоря униполярного генератора постоянного тока, блокировочный фрикцион дополнительного привода МП танка, электромагнит управления блокировочным фрикционом, подключенный к выходам концевых выключателей, связанных со штурвалом управления поворотом танка, емкостной накопитель электрической энергии, блоки управления емкостным накопителем, ЭТХП и ЭлДЗ. Блок управления возбуждением генератора подключен к бортовой сети танка через движок потенциометра и выключатель подключения потенциометра к бортовой сети и через блок управления емкостным накопителем и выключатель подключения к бортовой сети танка. Обмотка якоря генератора также подключена к блоку управления емкостным накопителем, передающему энергию накопителю, а от него энергия может передаваться на блок управления ЭТХП и ЭлДЗ, отключаемая, при необходимости, соответствующим выключателем на блоке управления емкостным накопителем.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, на котором показана кинематическая схема двухпоточной трансмиссии танка с электрической передачей в дополнительном приводе механизма поворота, обеспечивающим бесступенчатый поворот танка и питание электрической энергией его комплексов вооружения и защиты.

Предлагаемая двухпоточная трансмиссия содержит гидротрансформатор 1, через который с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) связаны коническая пара 2, планетарная коробка передач 3, суммирующие планетарные ряды 4, остановочные тормоза 5 и бортовые редукторы 6.

С входным валом насосного колеса гидротрансформатора 1 кинематически связан униполярный генератор 7, имеющий, в свою очередь, электрическую связь с униполярным электродвигателем 8, якорь которого имеет кинематическую связь с солнечными шестернями суммирующих планетарных рядов 4 и блокировочным фрикционом 9. Управление блокировочным фрикционом 9 осуществляется электромагнитом 10, который имеет электрическую связь с выходами концевых выключателей 11 и 12. Потенциометр 13 механически связан со штурвалом 14 и запитывается от бортовой сети танка через выключатель 15. Со штурвалом механически связаны концевые выключатели 11 и 12, которые имеют электрическую связь с контакторами К₁ и К₂, нормально разомкнутые контакты которых К₁₁, К₁₂, К₂₁, К₂₂ обеспечивают подключение обмотки возбуждения электродвигателя (ОВД) к обмотке якоря униполярного генератора и изменение направления тока возбуждения электродвигателя 8. Блок управления обмоткой возбуждения электрогенератора (ОВГ) 16 имеет электрическую связь с потенциометром 3.

Униполярный генератор 7 имеет электрическую связь через блок управления 17, с емкостными накопителями 18, емкостные накопители - с блоками управления ЭлДЗ 19 и ЭТХП 20 танка.

Работает устройство следующим образом. От ДВС мощностной поток передается через гидротрансформатор 1 на коническую пару 2, планетарную коробку передач 3 и далее, через суммирующие планетарные ряды 4 на бортовые редукторы 6 и далее на ведущие колеса (ВК) - танк движется прямолинейно, при этом для создания опорного момента блокировочный фрикцион 9 включен и удерживает вал униполярного электродвигателя 8 в заторможенном состоянии. Для осуществления поворота танка водитель поворачивает штурвал 14 в одну или другую сторону. При этом происходит соответствующее перемещение движка потенциометра 13, замыкание концевого выключателя 11 или 12 и срабатывание (при включенном выключателе 15) электромагнита 10 управления блокировочным фрикционом 9. Фрикцион выключается. Питание от бортовой сети подается, в зависимости от направления поворота штурвала 14, на контактор К₁ или К₂, которые при срабатывании замыкают контакты К₁₁, К₁₂ или К₂₁, К₂₂, подключая тем самым обмотку возбуждения электродвигателя 8 к силовой цепи униполярного генератора 7. Возбуждение генератора и его выходная мощность зависит от положения движка потенциометра 13, а следовательно, от угла поворота штурвала 14 водителем. В цепи между генератором и электродвигателем протекает электрический ток и якорь электродвигателя 8 начинает вращаться. Направление его вращения определяется какой контактор К₁ или К₂ включился, т.е. задается направлением поворота штурвала. От якоря электродвигателя вращение передается на солнечные шестерни суммирующих планетарных рядов 4 правого и левого бортов. Причем вращение на солнечные шестерни различных бортов передается с одинаковой частотой, но в противоположные стороны вращения. Благодаря этому осуществляется поворот танка по I типу. Для исключения несанкционированного поворота на стоянке при работающем двигателе предусмотрен выключатель 15.

Следует отметить, что в качестве генератора и электродвигателя могут быть использованы униполярные машины, описанные в работе [3], в качестве контакторов К₁ или К₂ - электромагнитные контакторы, а блок управления возбуждением представляет собой обычную коробку с электромагнитными переключателями.

При стрельбе из танка замыкается цепь стрельбы («ЦС»). При этом на блок управления ЭТХП 20 в зависимости от типа боеприпаса подается сигнал на производство выстрела. Если огонь ведется обычным снарядом (осколочно-фугасным или кумулятивным), то электрической энергии бортовой сети достаточно для срабатывания электроспусков и производства выстрела. Если же огонь ведется электротермохимическим зарядом, то через блок 20 для электротермохимического воспламенения метательного заряда электрическая энергия подается с емкостных накопителей 18. При этом для воспламенения метательного заряда требуется электрическая энергия большой мощности (порядка 150 кВт). Восполнение электроэнергии в накопителях осуществляется через блок управления 17. Для этого сигнал о разряженности емкостных накопителей подается с блока управления накопителями 17 в блок управления возбуждением генератора 16, который формирует электрический сигнал либо на максимальное возбуждение генератора, необходимое для более быстрого заряда накопителей, либо на возбуждение генератора в соответствии с положением штурвала (движка потенциометра управления 13). Причем блок управления возбуждением генератора 16 срабатывает от сигнала с блока управления накопителями энергии 17 и от сигнала с потенциометра 13, связанного механически со штурвалом управления поворотом танка.

При попадании снаряда в танк происходит замыкание цепи ЭлДЗ и через блок управления 19 электрическая энергия от емкостных накопителей 18 подается для разрушения снаряда. Заряд накопителей осуществляется аналогично описанному выше способу, по сигналу с блока управления накопителей энергии 17.

Для отключения ЭлДЗ и ЭТХП (при необходимости) на блоке управления 17 установлен соответствующий выключатель.

Внедрение такого устройства в танке позволит улучшить его управляемость и снять проблему энергообеспечения при применении нетрадиционных устройств защиты и метания снарядов, использующих электроэнергию.

Источники информации

1. Мураховский В.И., Павлов М.В., Сафонов Б.С., Солянкин А.Г. Современные танки. - М.: «Арсенал-Пресс». - 1995. - 320 с.

2. Исаков П.П., Иваненко П.Н., Егоров А.Д. Электромеханические трансмиссии гусеничных тракторов. - Л.: Машиностроение, - 1981. - 302 с.

3. Бертинов А.И., Алиевский Б.Л., Троицкий С.Р. Униполярные электрические машины.- М.: - Л.: Энергия. - 1966. - 309 с.

Двухпоточная трансмиссия танка, содержащая гидротрансформатор, коническую передачу, планетарную коробку передач, суммирующие планетарные ряды, остановочные тормоза, бортовые редукторы, дополнительный привод механизма поворота танка, штурвал управления поворотом танка, отличающаяся тем, что в дополнительный привод механизма поворота танка установлены униполярный генератор постоянного тока с блоком управления его возбуждением и униполярный электродвигатель с питанием от униполярного генератора постоянного тока и дополнительно введены потенциометр и два концевых выключателя, движок которого и оба концевых выключателя механически связаны со штурвалом управления поворотом танка, выключатель подключения потенциометра к бортовой сети танка, два контактора, имеющие электрическую связь через концевые выключатели с бортовой сетью танка через выключатель подключения потенциометра, с двумя нормально разомкнутыми контактами каждый, включенными перекрестно в электроцепь питания обмотки возбуждения униполярного электродвигателя от обмотки якоря униполярного генератора постоянного тока, блокировочный фрикцион дополнительного привода механизма поворота танка, электромагнит управления блокировочным фрикционом, подключенный к выходам концевых выключателей, связанных со штурвалом управления поворотом танка, емкостной накопитель электрической энергии, блоки управления емкостным накопителем, электротермохимической пушкой и электродинамической защитой, блок управления возбуждением генератора подключен к бортовой сети танка через движок потенциометра и выключатель подключения потенциометра к бортовой сети и через блок управления емкостным накопителем и выключатель подключения к бортовой сети танка, обмотка якоря генератора также подключена к блоку управления емкостным накопителем, передающему электрическую энергию накопителю, а от него энергия может передаваться на блоки управления электротермохимической пушкой и электродинамической защитой, с возможностью отключения при необходимости, соответствующим выключателем на блоке управления емкостным накопителем.