Результат интеллектуальной деятельности: Несимметричный балансирный привод ведущих колес наземных транспортно-технологических машин

Изобретение относится к ходовому оборудованию наземных транспортно-технологических машин (НТТМ) работающих в тяговом режиме. Оно может быть использовано в машинах, с балансирной подвеской ведущих колес работающих в тяговом режиме и обеспечить повышение тягово-сцепных качеств колесного движителя и уменьшение циркуляции паразитной мощности в их приводе, тем самым повысив КПД трансмиссии.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются.

Симметричный балансирный привод ведущих колес серийных автогрейдеров (см., например, Севров К.П., Горячко Б.В., Покровский А.А. «Автогрейдеры», стр. 15-18, 26-30, 37-40 и Ульянов Н.А., Ронинсон Э.Г., Соловьев В.Г. «Самоходные колесные землеройно-транспортные машины», стр. 301-312), содержащий центральный ведущий привод, промежуточные приводы и приводы ведущих колес, при этом центральный ведущий привод взаимодействует через промежуточные приводы с приводами ведущих колес.

Основным недостатком такого балансирного привода является снижение КПД привода и тяговой мощности колесного движителя вследствие появления процесса циркуляции паразитной мощности из-за изменения силовых радиусов ведущих колес, возникающих от перераспределения вертикальных реакций действующих на них. Перераспределение вертикальных реакций, действующих на ведущие колеса вызывают:

- несовпадение центров колес и оси подвески балансирного привода;

- действие реактивных сил и моментов, разворачивающих балансирный привод вокруг точки подвеса.

Несимметричный балансирный привод ведущих колес землеройно-транспортных машин (патент RU 2 544 247. Опубликовано: 20.03.2015 Бюл. №8), содержащий центральный ведущий привод, промежуточные приводы и приводы ведущих колес, установленные в корпусе, при этом центральный ведущий привод взаимодействует через промежуточные приводы с приводами ведущих колес, у которого центральный ведущий привод установлен со смещением назад относительно центра несимметричного балансирного привода на расстояние (0,31-0,35) Б, где Б - расстояние между центрами ведущих колес, а между промежуточным приводом и ведущим приводом переднего колеса установлен взаимодействующий с ними дополнительный привод.

Основным недостатком такого балансирного привода является то, что он в принципе не работоспособен, так как установка одного дополнительного привода ведет изменению направления вращения приводимого им колеса, т.е. ведущие колеса будут вращаться в разные стороны и машина двигаться не будет.

Несимметричный балансирный привод ведущих колес автогрейдера (патент RU 2 563 468. Опубликовано: 20.09.2015 Бюл. №26), содержащий центральный ведущий привод, промежуточные приводы и приводы ведущих колес, установленные в корпусе, при этом центральный ведущий привод взаимодействует через промежуточные приводы с приводами ведущих колес, у которого центральный ведущий привод с точкой подвеса балансира установлен со смещением от центра балансира в сторону от заднего более нагруженного колеса несимметричного балансирного привода со смещением (0,25÷0,35) Б, где Б - расстояние между центрами ведущих колес, а между промежуточными приводами ведущих колес установлен взаимодействующий с ними дополнительный привод.

Основными недостатками такого балансирного привода являются: увеличенное количество приводов, приводящее к снижению КПД и надежности балансирного привода, а также трудность компоновки балансира с уменьшенным эксцентриситетом (расстояние между осью центрального ведущего привода и ось ведущих колес) от величины которого прямо пропорционально зависит величина неравномерности распределения вертикальных реакций на ведущие колеса.

Техническим результатом изобретения является увеличение полезной тяговой мощности развиваемой ведущими колесами и повышение эксплуатационных характеристик за счет компенсации реактивных сил и моментов значительно снижающей перераспределение вертикальных реакций на ведущих колесах и появление циркуляции паразитной мощности.

Указанный результат достигается тем, что несимметричный балансирный привод ведущих колес НТТМ, содержащий центральный ведущий привод, промежуточные приводы и приводы ведущих колес, установленные в корпусе балансира, при этом центральный ведущий привод взаимодействует через промежуточные приводы с приводами ведущих колес, у которого центральный ведущий привод, ось которого является осью шарнира подвеса балансира установлен со смещением от центра балансира в сторону от заднего более нагруженного колеса несимметричного балансирного привода со смещением (0,2÷0,3) В, где В - расстояние между центрами ведущих колес, а для изменения соотношения рычагов действия вертикальных реакций опорной поверхности на ведущие колеса и компенсации реактивных сил и моментов промежуточные приводы выполнены в виде колес различного диаметра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана схема взаимодействия элементов расположенных в корпусе несимметричного балансирного провода НТТМ.

На чертеже обозначены: G - вертикальная нагрузка на шарнир балансира; Р_к1, Р_к2 - окружные силы ведущих колес; R₁, R₂ - вертикальные реакции опорной поверхности на ведущие колеса; Т - горизонтальная нагрузка в шарнире балансира; М - крутящий момент подводимый к ведущей шестерне центрального привода балансира; е - эксцентриситет балансира (расстояние между осью подвеса балансира и осью ведущих колес); В - расстояние между центрами ведущих колес балансира; 1 - корпус балансирного привода; 2 - приводы ведущих колес; 3 - промежуточный привод заднего ведущего колеса; 4 - центральный ведущий привод; 5 - промежуточный привод переднего ведущего колеса.

В предполагаемом изобретении в конструкцию балансирного привода, состоящего из корпуса, в котором установлены центральный ведущий привод, промежуточные приводы и приводы ведущих колес, при этом центральный ведущий привод установлен со смещением вперед от центра балансира в сторону от заднего более нагруженного колеса несимметричного балансира для компенсации реактивных сил и моментов и взаимодействует через выполненные в виде колес различного диаметра промежуточные приводы с приводом ведущих колес.

При такой компоновке предлагаемого несимметричного балансирного привода ведущих колес НТТМ за счет исполнения промежуточного привода заднего колеса большего диаметра, чем промежуточного привода переднего колеса и смещения оси подвеса балансира, т.е. изменения расстояний между осью подвеса балансира и осями ведущих колес.

Несимметричный балансирный привод колес НТТМ функционирует следующим образом. Крутящий момент от двигателя передается через трансмиссию на центральный ведущий привод 4, взаимодействующий с промежуточными приводами 3 и 5, задний из которых (3) имеет больший диаметр, чем передний (5), и через них с приводами ведущих колес 2. При этом обеспечивается одинаковая угловая скорость ведущих колес, а также за счет увеличения плеча действия вертикальной реакции опорной поверхности на заднее колесо R₂ происходит компенсация действия реактивных сил и моментов.

Следовательно, за счет выравнивания вертикальных нагрузок на ведущие колеса, циркуляция паразитной мощности будет значительно снижено и будет оказывать минимальный вред узлам и агрегатам трансмиссии и ходовой части НТТМ, что приведет к увеличению полезной тяговой мощности развиваемой его колесным движителем, а отсутствие дополнительных передач в приводе обеспечит его высокую надежность. Этим и достигается цель изобретения.

Совокупность отличительных свойств несимметричного балансирного привода ведущих колес НТТМ обеспечивает качество, а именно компенсацию реактивных сил и моментов, разворачивающих балансир относительно точки подвеса и ведущих к циркуляции паразитной мощности без снижения его надежности. Положительный эффект от использования предполагаемого изобретения состоит в снижении расхода топлива, затрат на техническое обслуживание (ТО) и ремонт, увеличении времени работы НТТМ за счет снижения простоев в ТО и ремонтах при снижении нагрузок в узлах и агрегатах трансмиссии и ходовой части, а следовательно, повышении объема выполненных работ и эффективности использования этих машин.

Предполагаемое техническое решение реализуемо, так как все его элементы могут быть выполнены путем модернизации узлов и агрегатов, применяемых при серийном производстве современных НТТМ.