Результат интеллектуальной деятельности: ДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНСМИССИЯ ТАНКА

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.