Электрическая трансмиссия многоосного транспортного средства

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04,72 (21) 1769255/11 с присоединением заявки №вЂ”

B60 L 11/08

B60 К 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43),Опубликовано 05 09 76 Бюллетень № 33 (46) Дата опубликования описания12.07.77

29.113.585.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. П. Афиногенов, А. П. Пролыгин, Л. А. Старостин и А. Д. Махишин

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт (71) Заявитель кранового и тягового электрооборудования (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ МНОГООСНОГО

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения.

Известна электрическая трансмиссия многоос- ного транспортного средства, содержащая питаемые от генератора переменного тока многоскоростные асинхронные двигатели, встроенные в струпицу каждого колеса и соединенные просредством трехзвенных дифференциальных планетарных механизмов с колесными передачами.

Известная электрическая трансмиссия не обеспечивает необходимую плавность изменения скорости движения транспортного средства из- за ограниченного числа ступеней регулирования.

Целью изобретения является повышение плав- 15 ности изменения скорости движения транспортного средства.

Указанная цель достигается за счет того, что трансмиссия снабжена межколесно-межосевыми планетарными дифференциалами, и промежуточны- 20 ми планетарными передачами, соединяющими межколесно-межосевые планетарные дифференциалы, ° связанные с трехфазными дифференциальными планетарными механизмами одного борта, с трехзвен- ными дифференциальными планетарными меха- 25

2 низмами противоположного борта, а одноименные свободные звенья дифференциалов соединены между собой жесткой передачей, при этом передаточные числа колесных передач одного борта отличны от передаточных чисел колесных передач противоположного борта, а передаточное в1сло переда от, связывающей одноименные звенья межколесно — межосевых дифференциалов, отлично от единицы.

На фиг. 1 изображен общий вид трансмиссии с гидропередачей, связывающей одноименные звенья дифференциалов; на фиг, Z — общий впд трансмиссии с кинематической передачей, связывающей одноимекные звенья дифференциалов; на фиг. 3— конструкция колеса, трехзве нный планетарный механизм которого связан с межколесно-межосевым дифференциалом; на фиг. 4 — конструкция колеса, трехзвенный планетарный механизм которого связан с промежуточной планетарной передачей.

Трансмиссия содержит четыре асинхронных многоскоростных тяговых электродвигателя 1 — 4 с короткозамкнутым ротором, получающих питание непосредственно от синхронного генератора н встроенных в колеса 5. Корпуса электродвигателей 1-4 служат осями колес и имеют посадочные места для колесных подшипников Ь.

527315

Все узлы и детали трансмиссии скомпонованы в четыре конструкции соответственно числу колес и смонтированы в корпусах 7 и 8.

Корпуса 7 жестко соединены с корпусами электродвигателей 1 и 3, корпуса 8 — с корпусами электродвигателей 2 и 4. В свою очередь, эти корпуса через узел подвески или непосредственно крепятся к раме (не показано).

Валы 9 электродвигателей 1-4 соединены с солнечными шестернями 10 трехзвенного дифференциального планетарного механизма.

Водила 11 этого механизма жестко соединены с солнечными шестернями 12 и 13 колесных передач.

В свою очередь, эпициклические колеса 14 дифференциальных планетарных механизмов жестко через шлицевые муфты соединены в конструкциях одного борта с солнечными шестернями 15 межколесно-межосевых планетарных дифференциалов (фиг.3), а в конструкциях другого борта — с солнечными шестернями 16 промежуточных планетарных передач (фиг. 4).

Водила 17 межколесно-межосевых планетарных дифференциалов мехаиазмов, через карданные валы 18-соединены с водилами 19 промежуточных планетарных передач. Эпициклические шестерни 20 этих передач через шлицевую муфту 21 жестко соединены с корпусами 8, Эпициклические зубчатые колеса 22 межколесно- межосевых планетарных дифференциалов выполнены с двумя зубчать1ми венцами, причем зубчатый венец с наружным циклическим зацеплением у колеса 22 зацепляется с шестерней?3. Далее шестерни 23 насажены на валы 24 обратимых нерегулируемых гидравлических машин 25 с установленной мощностью 8-10% мощ ности электрической трансмиссии шасси. Гидравлические мапчны 25 обоих колес с электродвигателями 1 и 3 соединены между собой трубопроводами 26. У варианта конструкции, показанного на фиг. 2, наружный венец колес 22 выполнен коническим, сцепляюшимся вместо ци..индрической шестерни 23 с коническими шестернями (на фигурах не показано). Эти конические шестерни соединенъi между собой карцанным валом 27.

Гидравлические машины обоих колес, их трубопроводы, передачи, образуемые колесами 22, шестернями 23, представляют собой вариант жесткой связи между межколесно-межосевыми дифференциалами планетарными механизмами для транспортных средств, рамы которых состоят из двух полурам, В свою очередь, если колесо 22 выполнено коническим и сцепляется с конической шестерней (на фиг. не показана), то конические передачи совместно с карданным валом 27 представляют собой вариант дополнительной жесткой связи для транспортных средств, не предусматривающих смещения ведущих осей относительно друг друга (на фиг. 2).

Водила 28 и 29 колесных передач выполнены неподвижными и размещены между щитами тяговых электродвигателей 1-4 и шитами корпусов 7 и

8 (фпг. 3 и 4). Сдвоенные сателлиты 30 и Л колесных передач с одной стороны соединены с солнечными шестернями 12 и 13, а другой — с эпициклическими зубчатыми колесами 32 и 33 соответственно. Последние жестко связаны со ступицами колес 5.

Полости всех четырех конструкций, собранных в корпусах 7 и 8, уплотнены от вытекания смазки манжетными уплотнениями 34. Транспортное средство может также быть снабжено колесными тормозами 35.

Для самовентиляции тяговых двигателей в корпусах 7 и 8 могут быть предусмотрены каналы для всасывания вентиляционного воздуха, выброс которого может осуществляться в наружных щитах двигателей 1-4.

Передаточные числа колесных передач одного из бортов отличаются от передаточных числел колесных передач другого борта на 10-20%.

Передаточное число передачи, связывающей звенья межколесно-межосевых планетарных дифференциалов между собой, отлично от единицы на

20-30%.

Ч то же время кинематические параметры разветвляющих планетарных механизмов всех колес, кинематические параметры межколесно-межосевых планетарных дифференциалов, а также передаточные числа промежуточных планетарных передач равны между собой соответственно.

Согласно описаннь|м выше кинематическим связям прп работе трансмиссии скорость движени» транспортного средства зависит от алгебраической суммы скоростей тяговых электродвигателей, причем сомножители значений скоростей вращения каждого электродвигателя, являющиеся постоянными величинами, зависящими от передаточных чисел передачи кинематических параметров дифференциальных механизмов и радиусов качения колес, различны и уменьшаются от 1-го двигателя к

4- му последовательно на 10-30 %.

Подобный выбор значений передаточных чисел и кинематических параметров обеспечивает при имеющихся кинематических связях и различных вариантах переключения пар полюсов значительное число ступеней регутярования транспортного средства. Например, при использовании двухскоростных тяговых электродвигателей обеспечивается до

30 ступеней регулирования, из которых 16 достигается при положительном направлении вращения всех электродвигателей, а остальные при положительном и отрицательном направлении вращения некоторых электродвигателей.

Действие трансмиссии основано на одновременном последовательном переключении чисел пар полюсов тяговых электродвигателей ручным контроллером или с использованием автоматической системы. В последнем случае переключение осуществляется в зависимости от нагрузки. При этом в тяговом режиме передачи энергии колесам транспортного соепатая происхоцит непосредственно от

5273)5 тягового синхронного генератора к асинхронным электродвигателям 1-4 и от последних несколькими потоками через трехзвенные дифференциальные планетарные механизмы, колесные и промежуточные передачи и межколесно-межосевые дифференциалы к колесам 5 транспортного средства. В зависимости от заданной скорости транспортного средства, а следовательно, при заданном сочетании скоростей и направлений вращения тяговых электродвигателей осуществляется определенная циркуляция мощности между различными элементами кинематической системы, размещенной между валами тяговых электродвигателей 1-4 и колесами 5, характер которой определяется указанным сочетанием. Переключение чисел пар полюсов может осуществляться при постоянных скоростях вращения вала тягового электродвигателя и, следовательно, при постоянной частоте синхронного генератора.

Порядок переключения чисел пар полюсов легко проиллюстрировать на примере использования двухскоростных асинхронных двигателей. Предположим, транспортное средство движется со скоростью, при которой двигатели вращаются в положительном направлении вращения с низкой скоростью. При необходимости увеличения скорости на ближайшую ступень контроллер переключения устанавливает на следующей позиции возможность сохранения для двигателей 1-3 низшей скорости и для двигателя 4 переход на высшую скорость вращения. Следующая ступень уже предусматривает включение 1,2 и 4 двигателя на низшей скорости, а двигателя 3 на высшей и т.д. Таким образом, при посяедовательном приращении скорости до положения, когда все четыре двигателя вращаются с высшей скоростью, происходит до 15 переключений в различных сочетаниях.

Трансмиссия в силу характера дифференциаль ных связей обетпечивает также пропорциональное (в отношении 1:1:2) распределение тяговых усилий по осям и равномерное распределение тяговых усилий по колесам 5 каждой оси независимо от варианта сочетаний скоростей тяговых электродвигателей 1-4, 10 Формула изобретения

Электрическая трансмиссия многоосного трап. спортного средства, содержащая питаемые от генератора переменного тока многоскоростные асинхронные двигатели, встроенные в ступицу каждого

15 колеса и соединенные посредством трехзвенных дифференциальных планетарных механизмов с колесными передачами, отличающаяся тем, что, с целью повышения плавности изменения скорости движения транспортного средства, она снабжена

gp межколесно- межосевыми планетарными дифференциалами и промежуточными планетарными передачами, соединяющими межколесно-межосевые планетарные дифференциалы, связанные с трехзвенными дифференциальными планетарными механиэмаЯ ми одного борта, с трехзвенными дифференциальными планетарными механизмами противоположного борта, а одновременные свободные звенья дифференциалов соединены между собой жесткой передачей, при этом передаточные числа колесных

Э передач одного борта отличны от передаточных чисел колесных передач противоположного борта, а передаточное число передачи, связывающей одноименные звенья межколесно- межосевых дифференциалов, отлично от едины.