close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14691

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 60K 17/08
B 60L 11/02
H 02K 7/18
B 60K 17/12
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ
ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
(21) Номер заявки: a 20091151
(22) 2009.07.28
(43) 2011.02.28
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Минский тракторный завод" (BY)
(72) Авторы: Пуховой Александр Алексеевич; Усс Иван Никодимович;
Мелешко Михаил Григорьевич;
Стасилевич Андрей Григорьевич;
Болвако Иван Иванович; Любчевский Алексей Петрович; Шарангович Андрей Иванович; Ключников
Алексей Владимирович (BY)
BY 14691 C1 2011.08.30
BY (11) 14691
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Минский
тракторный завод" (BY)
(56) EP 0693392 A1, 1996.
SU 147098, 1968.
RU 2011558 C1, 1994.
RU 2179119 C1, 2002.
EP 0666192 A1, 1995.
FR 2630868 A1, 1989.
(57)
1. Электромеханическая трансмиссия транспортного средства, включающая электрогенератор, вал ротора которого кинематически соединен с двигателем внутреннего сгорания и с приводным валом редуктора отбора мощности, проходящим через полый вал
ротора соосно расположенного электродвигателя, при этом полый вал ротора электродвигателя кинематически соединен с ведущим мостом через зубчатую передачу и выходной
вал, отличающаяся тем, что вал ротора электрогенератора выполнен полым, внутри него
Фиг. 1
BY 14691 C1 2011.08.30
установлен торсионный вал, кинематически соединенный с двигателем внутреннего сгорания, с полым валом ротора электрогенератора и с приводным валом редуктора отбора
мощности, зубчатая передача выполнена в виде диапазонной коробки передач, снабженной полым входным валом с жестко установленными шестернями, соединенным с полым
валом ротора электродвигателя, двумя параллельно расположенными относительно полого входного вала и соосно установленными относительно друг друга промежуточными
валами, на одном из которых свободно установлены шестерни постоянного зацепления с
жестко установленными шестернями на полом входном валу и переключающее устройство, а на другом жестко установлены шестерни постоянного зацепления со свободно
установленными шестернями на выходном валу, оснащенном переключающим устройством.
2. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что переключающее устройство промежуточного вала выполнено в виде гидравлически управляемой фрикционной муфты.
3. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что переключающее устройство промежуточного вала выполнено в виде управляемой зубчатой муфты.
4. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что соединение торсионного вала с полым валом ротора электрогенератора и с приводным валом редуктора отбора мощности
выполнено посредством шлицевой втулки.
5. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что соединение полого входного вала
диапазонной коробки передач с полым валом ротора электродвигателя выполнено посредством зубчатой муфты.
6. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что коробка передач выполнена четырехдиапазонной.
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к
гибридной силовой передаче бесступенчатой трансмиссии сельскохозяйственного транспортного средства, в частности трактора.
Бесступенчатые трансмиссии с применением гибридной (электромеханической) передачи позволяют наилучшим образом согласовывать характеристики двигателя с постоянно меняющимися условиями работы трактора, обеспечивая точное регулирование
скорости движения и максимальную загрузку двигателя.
Известны электромеханические трансмиссии транспортных средств, содержащие
электрогенератор, электродвигатель, кинематически связанные с двигателем внутреннего
сгорания и через суммирующий планетарный механизм - с конечной передачей [1-7].
Однако известные указанные трансмиссии имеют низкий КПД и достаточно большую
стоимость промышленного изготовления.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана известная электромеханическая трансмиссия для сельскохозяйственного трактора, включающая электрогенератор,
вал ротора которого передним концом кинематически соединен с двигателем внутреннего
сгорания, а задним концом - с приводным валом редуктора отбора мощности, проходящим через полый вал ротора соосно расположенного электродвигателя, при этом полый
вал ротора электродвигателя кинематически соединен с ведущим мостом через зубчатую
передачу [8].
Недостаток известной трансмиссии заключается в низкой экономической эффективности и высоких динамических нагрузках, возникающих в зубчатой передаче.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение экономической эффективности и долговечности электромеханической передачи путем повышения КПД, снижения
динамических нагрузок и улучшения разгонных качеств.
Поставленная задача решена следующим образом. Электромеханическая трансмиссия
транспортного средства включает электрогенератор, вал ротора которого кинематически
2
BY 14691 C1 2011.08.30
соединен с двигателем внутреннего сгорания и с приводным валом редуктора отбора
мощности, проходящим через полый вал ротора соосно расположенного электродвигателя. При этом полый вал ротора электродвигателя кинематически соединен с ведущим мостом через зубчатую передачу и выходной вал. Согласно изобретению вал ротора
электрогенератора выполнен полым, внутри него установлен торсионный вал, кинематически соединенный с двигателем внутреннего сгорания, с полым валом ротора электрогенератора и с приводным валом редуктора отбора мощности. Зубчатая передача выполнена
в виде диапазонной коробки передач, снабженной полым входным валом с жестко
установленными шестернями, соединенным с полым валом ротора электродвигателя,
двумя параллельно расположенными относительно входного вала и соосно установленными относительно друг друга промежуточными валами. На одном из промежуточных
валов свободно установлены шестерни постоянного зацепления с жестко установленными
шестернями на полом входном валу и переключающее устройство. На другом промежуточном валу жестко установлены шестерни постоянного зацепления со свободно установленными шестернями на выходном валу, оснащенном переключающим устройством.
При этом переключающее устройство промежуточного вала может быть выполнено в
виде гидравлически управляемой фрикционной муфты или управляемой зубчатой муфты.
Соединение торсионного вала с полым валом ротора электрогенератора и с приводным
валом редуктора отбора мощности может быть выполнено посредством шлицевой втулки.
Соединение входного вала диапазонной коробки передач с полым валом ротора электродвигателя может быть выполнено посредством зубчатой муфты. Коробка передач выполнена четырехдиапазонной.
На фиг. 1 схематично изображена электромеханическая трансмиссия транспортного
средства, продольный разрез. На фиг. 2 изображен вариант исполнения переключающего
устройства промежуточного вала в виде управляемой зубчатой муфты. На фиг. 3 изображена диаграмма тягово-скоростной характеристики электромеханической трансмиссии.
На фиг. 4 изображена диаграмма тягово-скоростной характеристики работы электродвигателя в тяговом режиме при максимальном КПД.
Электромеханическая трансмиссия транспортного средства (фиг. 1) включает электрогенератор 1 с полым валом 2 ротора, электродвигатель 3 с полым валом 4 ротора, диапазонную коробку передач 5, редуктор 6 отбора мощности и задний мост 7. Внутри вала 2
ротора электрогенератора 1 установлен с возможностью вращения торсионный вал 8, передний конец которого соединен через муфту 9 сцепления с двигателем внутреннего сгорания (на чертеже не показан). Второй конец вала 8 соединен посредством, например,
шлицевой втулки 10 с валом 2 ротора электрогенератора 1 и с приводным валом 11 редуктора 6 отбора мощности, проходящим внутри вала 4 ротора электродвигателя 3.
В состав диапазонной коробки передач 5 входит полый входной вал 12 с жестко установленными шестернями 13 и 14, параллельный входному валу 12 промежуточный вал 15
со свободно установленными шестернями 16, 17 и переключающим устройством 18, параллельный входному валу 12 и соосный промежуточному валу 15 промежуточный вал 19
с жестко установленными шестернями 20 и 21, выходной вал 22 со свободно установленными шестернями 23, 24 и переключающим устройством 25.
Вал 4 ротора электродвигателя 3 через зубчатую муфту 26 соединен с входным валом
12, шестерни 13 и 14 которого постоянно зацеплены с шестернями 16 и 17 промежуточного вала 15. Переключающее устройство 18 промежуточного вала 15 может быть выполнено в виде, например, гидроуправляемой фрикционной муфты (фиг. 1) или управляемой
зубчатой муфты (фиг. 2). Промежуточный вал 19 соединен с промежуточным валом 15
посредством шлицевой втулки 27, его шестерни 20 и 21 постоянно зацеплены с шестернями 23 и 24 выходного вала 22. Переключающее устройство 25 выходного вала 22 может
быть выполнено в виде, например, управляемой зубчатой муфты (фиг. 1). Выходной вал
3
BY 14691 C1 2011.08.30
22 посредством ведущей конической шестерни 28 и ведомой конической шестерни 29 соединен с полуосями заднего моста 7.
Электромеханическая трансмиссия транспортного средства работает следующим образом.
Крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания передается через муфту 9 сцепления торсионному валу 8, который посредством шлицевой втулки 10 передает его на вал
2 ротора электрогенератора 1 и приводной вал 11 редуктора 6 отбора мощности. Торсионный вал 8 служит для гашения крутильных колебаний, передаваемых от двигателя внутреннего сгорания к валу 2 ротора электрогенератора 1. Далее передача крутящего момента
на редуктор 6 отбора мощности осуществляется через приводной вал 11.
Электрическая мощность электрогенератора 1 через специальный преобразователь (на
чертеже не показан) передается электродвигателю 3, вал 4 ротора которого посредством
зубчатой муфты 26 вращает входной вал 12 с шестернями 13 и 14.
Мощность электродвигателя 3 может передаваться через выходной вал 22 на задний
мост 7 четырьмя потоками, включающими два режима: тяжелый, через шестерню 23, и
основной, через шестерню 24. Шестерни 23 и 24 переключают зубчатой муфтой 25.
На каждом режиме мощность может передаваться через одну из двух ступеней промежуточного вала 15, переключаемых под нагрузкой, при помощи переключающего
устройства 18 в виде, например, гидроуправляемой фрикционной муфты (фиг. 1) или
управляемой зубчатой муфты (фиг. 2).
Рассмотрим работу трансмиссии, например, на основном режиме. Для этого шестерню 24 соединяют зубчатой муфтой 25 с выходным валом 22 и включают фрикционную муфту 18 первой ступени. Вращение от вала 4 ротора электродвигателя 3 передается
через вал 12, шестерни 14 и 17 - на промежуточный вал 15, через шлицевую втулку 27 - на
промежуточный вал 19, через шестерни 21 и 24 - на выходной вал 22 и далее на полуоси
заднего моста 7.
При таком положении переключающих устройств передача работает в зоне III тяговоскоростной характеристики (фиг. 3). Зона работы на тягово-скоростной характеристике
выбрана из условий работы электродвигателя 3 в зоне максимального КПД от nmin до nmax
(фиг. 4). При снижении нагрузки до верхнего значения тягового сопротивления фрикционная муфта 18 переключается в другое положение. Передача работает в зоне IV тяговоскоростной характеристики (фиг. 3).
При работе с большими тяговыми нагрузками поток мощности передается через зубчатое зацепление с большим передаточным числом, т.е. переключается зубчатая муфта 25,
соединяя шестерню 23 с выходным валом 22. В этом случае силовая передача будет работать в зоне I тягово-скоростной характеристики на первой ступени и в зоне II на второй
ступени.
Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение электромеханической
трансмиссии транспортного средства обеспечивает работу силовой передачи с высоким
КПД во всем диапазоне тяговых сопротивлений, снижает динамические нагрузки и улучшает разгонные качества, что, в конечном итоге, повышает экономическую эффективность и долговечность электромеханической передачи.
Источники информации:
1. DE4124479 A1, МПК B 60K 6/04, опубл. 28.01.1993.
2. DE19749074 A1, МПК B 60L 11/02, B 60K 17/28, опубл. 20.05.1999.
3. EP1199204 A1, МПК B 60K 6/02, опубл. 24.04.2002.
4. EP1205338 A2, МПК B 60K 26/02, опубл. 15.05.2002.
5. EP 1317050 A2, МПК H 02K 7/18, опубл. 04.06.2003.
6. US 6899190 BB, МПК B 60K 6/02, опубл. 31.05.2005.
4
BY 14691 C1 2011.08.30
7. EP 1547840 A2, МПК B60K 6/02, опубл. 29.06.2005.
8. EP 0693392 B1, МПК B 60L 11/08, B 60K 17/28, опубл. 18.03.1998. (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
649 Кб
Теги
by14691, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа