Результат интеллектуальной деятельности: ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в гусеничной машине.

Известна кинематическая схема трансмиссии танка Т-72 [1], в состав которой входят: входной редуктор (гитара), бортовые коробки передач, бортовые редукторы. Эта трансмиссия имеет механические тормоза, которые в ходе эксплуатации подвержены повышенному износу и при торможении выделяют тепловую энергию, которую необходимо отводить.

Известна трансмиссия танка «Леопард-2», в состав которой входят гидродинамический тормоз и механические тормоза [1]. Торможение танка осуществляется как механическими тормозами, так и гидродинамическим тормозом. Торможение гидродинамическим тормозом осуществляется за счет заполнения рабочих полостей гидротормоза маслом, при этом происходит взаимодействие лопастных систем насосного и турбинных колес с маслом и преобразование механической энергии ведущего вала в динамическую энергию масла, в результате чего происходит торможение машины. В этой трансмиссии механические тормоза разгружены гидродинамическим тормозом и срок службы их значительно больше, чем у трансмиссии только с механическими тормозами. Однако кинетическая энергия машины при торможении преобразуется в тепло, которое также необходимо отводить.

Кроме того, недостатком рассмотренных трансмиссий является то, что в них нет возможности повторного использования тормозной энергии для движения гусеничной машины.

Целью настоящего изобретения является увеличение долговечности механических тормозов за счет их разгрузки путем установки электрических тормозов (ЭТ) и повышение КПД трансмиссии за счет вторичного использования вырабатываемой электрической энергии ЭТ для движения машины.

Для достижения поставленной цели в известную схему трансмиссии [1], включающую входной редуктор, бортовые коробки передач, бортовые редукторы, дополнительно устанавливаются электрические тормоза (ЭТ), между бортовыми коробками передач и бортовыми редукторами, выполненные в виде электрических машин, имеющих статоры и якоря, блок управления возбуждением ЭТ, силовой блок переключения, блок емкостных накопителей и задающие потенциометры, механически связанные с педалью подачи топлива в двигатель машины, педалью остановочных тормозов и рычагами управления поворотом гусеничной машины и подключенные к бортовой электросети машины. Статоры ЭТ жестко соединены с корпусом машины, якоря одним концом соединены с выходными валами бортовых коробок передач, а другим - с входными валами бортовых редукторов гусеничной машины. Блок управления возбуждением ЭТ имеет электрическую связь с задающими потенциометрами, механически связанными с педалью подачи топлива в двигатель машины, педалью остановочных тормозов и рычагами управления поворотом гусеничной машины, обмотками возбуждения статоров ЭТ, силовым блоком переключения, который имеет взаимную электрическую связь с обмотками якорей ЭТ и электрическую связь с блоком емкостных накопителей.

В электрических тормозах кинетическая энергия при торможении машины преобразуется в электрическую, накапливается в емкостных накопителях и затем используется как дополнительная энергия для движения гусеничной машины.

ЭТ представляют собой электрические обратимые машины, которые могут работать в генераторном (тормозном) режиме и в режиме тяговых электродвигателей [2].

На фигуре представлен функциональный состав трансмиссии гусеничной машины.

Трансмиссия содержит входной редуктор 1, бортовые коробки передач 2, ЭТ 3, бортовые редукторы 4, блок управления возбуждением ЭТ (БУВЭТ) 5, силовой блок переключения (СБП) 6 и блок емкостных накопителей (БЕН) 7. На фигуре также представлены левый рычаг управления поворотом РУП1 с потенциометром, правый рычаг управления поворотом РУП2 с потенциометром, педаль подачи топлива ППТ в двигатель с потенциометром и педаль остановочных тормозов ПОТ с потенциометром.

ЭТ имеют статор и якорь. Якоря с одной стороны жестко соединены с выходными валами бортовых коробок передач 2, с другой - с входными валами бортовых редукторов 4.

Работает устройство следующим образом. При прямолинейном движении возбуждение с ЭТ снято, тормозные моменты на якорях отсутствуют, мощность передается от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на входной редуктор 1, далее на бортовые коробки передач 2, якоря ЭТ 3, бортовые редукторы 4 и на ведущие колеса (ВК).

В режиме торможения водитель перемещает педаль остановочных тормозов (ПОТ), с ней связан потенциометр, с которого подается сигнал в БУВЭТ 5. В этом блоке формируется, в зависимости от величины перемещения педали ПОТ, ток возбуждения (I_в), который подается в ЭТ 3. Происходит перевод ЭТ в генераторный (тормозной) режим. Одновременно с БУВЭТ 5 подается сигнал на СБП 6, который подключает БЕН 7 в режим накопления электрической энергии. Накопление электрической энергии осуществляется путем подачи тока якоря (I_я) в БЕН через СБП и продолжается до тех пор, пока подается ток возбуждения на ЭТ, т.е. осуществляется торможение гусеничной машины.

При разгоне гусеничной машины выжимается педаль подачи топлива (ППТ) в ДВС, с ней связан потенциометр, с которого подается электрический сигнал в БУВЭТ 5. В блоке формируется электрический ток возбуждения ЭТ 3, по величине пропорциональный перемещению ППТ. ЭТ переводятся в режим тяговых электродвигателей. С БУВЭТ 5 сигнал подается на СБП 6, который подключает БЕН 7 к ЭТ. От БЕН накопленная электрическая энергия передается через СПБ на обмотку якоря ЭТ. Под взаимодействием электромагнитных полей в обмотках статора и якоря на якорях ЭТ формируется крутящий момент, который суммируется с моментом, передаваемым от ДВС на бортовые редукторы. Тем самым накопленная энергия реализуется для движения гусеничной машины.

В режиме поворота процесс накопления электрической энергии в БЕН отличается тем, что в тормозном режиме работает ЭТ отстающего борта гусеничной машины. Сигнал от потенциометра, связанного с рычагом управления поворотом РУП1 или РУП2 (в зависимости от направления поворота) отстающего борта гусеничной машины, подается в БУВЭТ, ЭТ отстающего борта гусеничной машины переводится в тормозной (генераторный) режим. Одновременно с БУВЭТ подается сигнал на СБП, который подключает БЕН в режим накопления электрической энергии. Накопление электрической энергии продолжается до тех пор, пока подается возбуждение на ЭТ, т.е. осуществляется поворот гусеничной машины. При возвращении рычага управления поворотом в исходное положение от потенциометра, связанного с РУП, подается электрический сигнал в БУВЭТ о прекращении поворота, одновременно с этого блока подается сигнал в СБП, который подключает БЕН к ЭТ обоих бортов. От БЕН накопленная электрическая энергия передается ЭТ, которые в этом случае, и при нажатии на педаль подачи топлива, работают в тяговом режиме, обеспечивая тем самым реализацию накопленной энергии для прямолинейного движения.

Данное устройство разгружает механические тормоза гусеничной машины, обеспечивая тем самым больший срок их службы и повышает КПД силовой передачи.

Благодаря преобразованию кинетической энергии машины при торможении в электрическую, накоплению ее в емкостных накопителях и использованию в последующем для движения, снижается расход топлива двигателем внутреннего сгорания гусеничной машины. Более того, за счет суммирования на якорях ЭТ мощностей, передаваемых от двигателя внутреннего сгорания и от емкостных накопителей, повышается динамичность разгона гусеничной машины.

Настоящее изобретение может быть использовано при модернизации существующих и создании новых трансмиссий и силовых передач гусеничных машин.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Мураховский В.И., Павлов М.В., Сафонов Б.С., Солянкин А.Г. Современные танки. - М.: Арсенал-Пресс. - 1995. - 319 с.

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