Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства. Трансмиссия двухпоточная


Электромеханическая двухпоточная трансмиссия

 

Изобретение относится к силовым передачам тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическими силовыми элементами тягового привода, допускающих работу в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические машины переменного тока. Цель изобретения - повышение КПД. Цель достигается соответствующим автоматическим регулированием регулятора 28 частоты вращения дополнительного двигателя 13 и выключателем 21 асинхронного тягового электродвигателя 9. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. SU „„! 604637 (5l)5 В 60 К 17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4480574/25-11 (22) 05.09.88 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению «НАТИ» (72) Г. В. Новиков (53) 629.113 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1428603, кл. В 60 К 17/!2, 07.10.88. (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНСМИССИЯ (57) Изобретение относится к силовым передачам тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическими силовыми элементами тягового привода, допускающих работу в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические машины переменного тока. Цель изобретения — повышение КПД.

Цель достигается соответствующим автоматическим регулированием регулятора 28 частоты вращения дополнительного двигателя

13 и выключателем 21 асинхронного тягового электродвигателя 9. 3 ил.

1604637

30

55

Изобретение относится к передачам мощности тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин, в частности к машинам с электрическим тяговым приводом, включающим машины переменного тока, способные работать в режиме электростанции.

Цель изобретения — повышеие КПД.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема трансмиссии; на фиг. 2 — график изменения тока нагрузки асинхронного генератора в функции частоты вращения; на фиг. 3 — то же, в функции тока нагрузки.

Трансмиссия 1 содержит трехзвенный планетарный дифференциальный механизм 2, входное звено 3 которого связано с первичным двигателем 4 и посредством передачи 5 — с синхронным генератором 6; промежуточное звено 7 планетарного механизма 2 связано посредством передачи 8 с асинхронным элекродвигателем 9; à его выходное звено 10, водило с сателлитами 11, связано посредством передачи 12 с дополнительным двигателем 13 и посредством муфты 14 сцепления с движителями 15.

Генератор 6 соединен с электродвигателем 9 посредством статического преобразователя 16 частоты, а муфта 14 сцепления связывает выходной вал 17 водила 10 планетарного механизма 2 с выходным валом

18 трансмиссии 1, связанным с движителями 15. Преобразователь 16 частоты соединен с генератором 6 контактором 19 и с электродвигателем 9 контактором 20, а между собой генератор 6 и двигатель 9 соединен выключателем 21, катушка 22 управления которого связана с блоком 23 управления, включающий вход которого связан посредством диода 24 с блоком 25 сравнения, а выключающий посредством диода 26 с блоком 7 сравнения.

Двигатель 13 соединен с регулятором

28 частоты вращения, который связан с блоком 29 сравнения. Первые входы блоков

25 и 27 сравнения связаны с датчиком

30 активного тока, установленным в цепи нагрузки, а вторые — с задатчиком 31.

Датчик 32 активного тока, установленный в цепи двигателя 9, связан с первым входом блока 29 сравнения, а второй вход блока 29 связан с датчиком 30 посредством масштабного блока 33. Для подключения нагрузки служат клеммы 34. Сигнал на первом выходе задатчика 31 пропорционален току 1, (фиг. 2, 3), на втором— току 1, меньшему по величине.

Дополнительный двигатель 13 сблокирован по управлению с муфтой 14 сцепления таким образом, что он может работать только при отключенном состоянии муфты 14, и, следовательно, при разъединенных валах 17 и 18 трансмиссии 1.

Для этого он снабжен выключателем (не показан), устройство переключения которого связано с устройством управления муф4 той- 14 сцепления (не показано), например механической блокировкой, так, что включение его допускается только при отключенном состоянии муфты 14 сцепления.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия 1 в режиме работы тягового средства передвижной электростанцией работает следующим образом.

Транспортное средство останавливается, муфта 14 сцепления отсоединяет выходное звено 10 механизма 2 от движителей 15, разъединяя валы 17 и 18. Синхронный генератор 6 и асинхронный электродвигатель 9 отсоединяются от преобразователя

16 частоты контакторами 19 и 20, а регулятор 28 частоты вращения двигателя

13 подключается к источнику питания.

Первичный двигатель 4 разгоняется и приводит во вращение синхронный генератор 6 через передачу 5 и асинхронный электродвигатель через звенья 3, 7 и !1 планетарного механизма 2 и передачу 8. Частота вращения синхронного генератора 6 при этом строго соответствует частоте вращения первичного двигателя 4. Электрический двигатель 13 также приходит во вращение, сообщая вращение валу 17 и водилу 10 планетарного механизма 2, в результате чего частота вращения вала асинхронного электродвигателя 9 устанавливается в соответствии с выражением где вб, ьз и ю з частоты вращения электрических машин 6, 9 и 13;

4 и 4a — передаточные числа передач 5 и 12;

К вЂ” кинематический параметр механизма 2.

К клеммам 34 подключается внешняя нагрузка, в которую начинает поступать ток от генератора 6.

Частота вращения двигателя 13 и, следовательно, частота вращения электродвигателя 9 зависят от сигнала на выходе блока 29 сравнения, на один вход которого подается с маштабного блока 33 часть сигнала датчика 30, измеряющего активный ток нагрузки, а на другой — сигнал уставки с второго выхода задатчика 31. При равенстве этих сигналов частота вращения элекродвигателя 9 соответствует значению оз на фиг. 2. При других значениях тока нагрузки значение частоты вращения электродвигателя 9 отличается от а, но находится в пределах,(к „, где оз — синхронная частота вращения электродвигателя 9; а„— частота вращения, не превосходящая частоты вращения, соответствующей критическому значению электрического скольжения в генераторной области.

1604637

10

Формула изобретения

Если ток нагрузки меньше тока Ii, сигнал на выходе блока 26 отрицателен и на включающем входе блока 23 управления тока нет, выключатель 21 выключен и электродвигатель 8 не присоединен к нагрузке.

Если ток нагрузки больше, то сигнал поступает на включающий вход блока 23 и электродвигатель подключается параллельно генератору 6.

После подключения генератора 6 и электродвигателя 9 параллельно синхронная частота вращения асинхронного электродвигател я 9 ока жется ра в но и

, =, Л. с р

Р где о — частота вращения синхронного генератора б;

Р и Р— числа пар полюсов генератора

6 и электродвигателя 9.

Асинхронный электродвигатель 9 начинает работать в режиме асинхронного генератора, получая реактивный ток возбуждения от генератора 6 и отдавая активный ток совместно с генератором 6 в нагрузку. Активный ток электродвигатель 9 в режиме генератора измеряется датчиком 32.

Сигнал от датчика 30 поступает на блок 33, делится там, в частности делится пополам, и поступает на вход блока 29 сравнения, где сравнивается с сигналом датчика 32. Результат сравнения воздействует на регулятор 28, вследствие чего частоты вращения двигателя 13 и электродвигателя 9, работающего в режиме генератора устанавливаются на таком уровне, при котором отдаваемые в нагрузку активные токи генератора 6 и электродвигателя 9 будут одинаковыми. При изменении нагрузки в процессе работы в любую сторону в ту же сторону меняется ток генератора 6. Меняется сигнал на входе блока

29, частоты вращения генератора 6 и электродвигателя 9 и ток электродвигателя 9 до выравнивания с током генератора 6. Таким образом, токи генератора 6 и электродвигателя 9 в режиме генератора при изменении тока нагрузки меняются согласованно и поддерживаются одинаковыми.

Если ток нагрузки меньше тока Iq, то на отключающий вход блока 23 поступает сигнал с выхода блока 27 сравнения, выключатель 21 отключает электродвигатель 9 от генератора 6 и весь ток нагрузки начинает потребляться от генератора 6.

Задатчик 31 задает два уровня тока нагрузки: Ii, равный номинальному току машины 6 или больший HB 5 — 10Я, и 1, мень6 ший его на 10 — 15Я. Таким образом, переключения выключателя 21 обеспечивают потребление тока от генератора 6 при малых значениях тока нагрузки, и от обоих машин при больших его значениях.

Применение предложенной трансмиссии позволит увеличить КПД в режиме работы транспортного средства электростанций за счет согласованного непрерывного регулирования обеих электрических машин трансмиссии при больших нагрузках и отключения одной из них — при малых, при этом синхронный генератор разгружается от реактивного тока возбуждения асинхронного генератора.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия, содержащая планетарный дифференциальный механизм, входное звено котор0 рого связано с первичным двигателем и синхронным генератором, промежуточное— с асинхронным электродвигателем, а выходное — с дополнительным электродвигателем и посредством муфты сцепления — с движ ител я ми транспортного средства, и ричем синхронный генератор связан с асинхронным электродвигателем посредством преобразователя частоты и выключателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения

КПД, она снабжена регулятором частоты вращения дополнительного электродвигателя, блоком управления выключателем асинхронного электродвигателя, двумя датчиками и задатчиком активного тока, тремя блоками сравнения, масштабным блоком, причем один датчик установлен в цепи нагрузки и выполнен имеющим три выхода, из которых два соединены с первыми входами первого и второго блоков сравнения непосредственно, а третий — с первым входом третьего блока сравнения посредством масштабного блока, задатчик выполнен с

40 двумя выходами, первый из которых соединен с вторым входом первого блока сравнения, а второй — с вторым входом второго блока сравнения, а с вторым входом третьего блока сравнения соединен другой датчик, установленный в цепи якоря

45 асинхронного электродвигателя, выход третьего блока сравнения связан с регулятором частоты вращения дополнительного электродвигателя, а выходы первого и второго блоков сравнения связаны с включающим и отключающим входами блока управления выключателем асинхронного электродвигателя.

1604637

Редактор С. Патрушева

Заказ 3424

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв а, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101. 1 г, ®о +z+> ©к 08. 2

Составитель С. Белоусько

Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Тираж 419 Подписное

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия Электромеханическая двухпоточная трансмиссия Электромеханическая двухпоточная трансмиссия Электромеханическая двухпоточная трансмиссия 

www.findpatent.ru

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия транспортного средства

 

Изобретение относится к передачам мощности тракторов, а также других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин, для которых целесообразно использование наряду с прямым назначением в качестве передвижного источника электрической энергии. Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения установленной мощности оборудования трансмиссии и упрощение устройств управления. В трансмиссии 1, содержащей трехзвенный планетарный механизм 4, две тяговые электрические машины и дополнительный двигатель 14 связаны с элементами механизма. Дополнительный двигатель выполнен в виде электрического двигателя переменного тока, связанного посредством выключателя 18 с выходными клеммами генератора 7, а передаточное отношение его кинематической связи с выходным звеном планетарного механизма выбрано из приведенных условий для случаев использования синхронного и асинхронного двигателей. 1 ил., 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 60 К 17/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«3

«3

Сд

«3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4261976/30-11 (22) !2.06.87 (46) 07.05.89. Вюл. 1 "- 17. (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ" (72) Г.В.Новиков (53) 629.113 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Е- 428603, кл. В 60 К 17/12, 07.04.87. (54) ЭЛЕ КТРОИЕУАНИЧЕСКР Я ДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНС!!ИССИЯ ТРАНСПОРТНОГС СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к передачам мощности тракторов, а также других тяговых, транспортных и сельско Хозяйственных машин, для которых целесообразно использование наряду с прямым назначением в качестве передвижного источника электрической

„„Я0„„1477576 . A.1 энергии. Цель изобретения — повышение эффективности путем снижения установленно" мощности оборудования трансмиссии и упрощение устройств управления. В трансмиссии 1, содержащей трехзвенный планетарный механизм 4, две тяговые электрические машины и дополнительный двигатель 14 связаны с элементами механизма. Дополнительный двигатель выполнен в виде элект- рического двигателя переменного тока, связанного посредством выключателя 18 с выходными клеммами генератора 7, а передаточное отношение его кинематической связи с выходным звеном планетарного механизма выбрано из приведенных условий для случаев использования синхронного и асинхронного двигателей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

С."

1477576

Изобретение относится к передачам мощности тракторов, а также других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин, для которых целесообразно использование наряду с прямым их назначением еще и в качестве передвижного или резервного источника электроснабжения.

Цель изобретения — повышение эффективности путем снижения установленной мощности оборудования трансмиссии и упрощение устройств управле10 ния.

На чертеже изображена кинематичес- 15 кая схема трактора с двухпоточной электромеханической трансмиссией.

Трансмиссия 1, связывающая тепловой двигатель 2 с движителями 3, включает трехзвенный планетарный диф- 20 ференциальный механизм 4, входное звено 5 которого связано с тепловым двигателем 2 и посредством кинематической связи 6 с тяговым синхронным генератором 7, промежуточное звено 8 25 посредством кинематической связи 9 с тяговым асинхронным двигателем 10, а выходное звено 11 посредством муфты 12 сцепления — с движителями 3 и посредством кинематической связи 13 30 с дополнительным электрическим двигателем 14 переменного тока.

Синхронный генератор 7 связан электрически посредством преобразователя 15 частоты и размыкающих контак- 35 тов 16 с тяговым асинхронным двигателем 10. Последний также связан с генератором и посредством замыкающих контактов 17 переключателя 1 8. Дополнительный двигатель 14 связан с гене- 40 ратором замыкающими контактами lэ того же переключателя 1 8. Дополнительным двигателем может быть любой электрический двигатель переменного тока (синхронный).

Трансмиссия работает следующим об— разом.

В режиме тяги мощности теплового двигателя 2 передаются на движители

3 по механическому каналу — через планетарный механизм 4 и включенную муфту 12 сцепления, и по электричес— кому каналу — от двигателя 2 через генератор 7 и преобразователь 15 час— тоты, замкнутые контакты 16 переключателя 18 на электрический асинхронный двигатель 10 и далее через планетарный механизм 4 и муфту 12 сцепления. Оба потока мощности суммируются

Этот режим параллельной работы двух генераторов возможен лишь при согласованном вращении машин 7 и 10, когда частоты вращения их таковы, что частота вращения машины 10, равная а.9 т.9 o.f и где со, — частота вращения теплового двигателя 2, и синхронная частота его вращения, равная

Рс,г Pc.ã. ° -- — -И 1 (2) СГ p — р Т9 СГ э

d ° Я a.y

ы — частота вращения синхронного генератора 7, где находятся в соотношении а с с(1 + 8а ) э (3) где S а.9 — электрическое скольжение асинхронного двигателя 10 в качестве генератора, то же самое, в соотношении

P c.

ы — — — (1+ S ) ° (4) сг р а. 9 а.9 или что в планетарном механизме 4, причем плавное регулирование скорости движения осуществляется путем регулирования скорости электродвигателя 10 изменением напряжения генератора 7 и частоты преобразователя 15. Двигатель

l4 при этом отключен контактами 19 от генератора 7 и вращается вхолостую, синхронно с валом звена ll механизма 4, с которым он связан передачей 13.

В режиме электростанции трактор стоит на месте и его движители 3 отсоединены муфтой 12 сцепления от трансмиссии 1 и двигателя 2. Последний приводится во вращение и сообщает его через передачу 6 генератору 7 и через промежуточное звено 8 механизма 4 и передачу 9 двигателю 10, который отсоединен контактами 16 от преобразователя 15 и присоединен контактами 17 к выходным клеммам генератора 7.

Таким образом, обе электрические машины 7 и 10 трансмиссии 1 соединены электрически параллельно и могут работать как два генератора, причем асинхронная машина 10 получает энергию возбуждения от синхронной, а активную мощность, получаемую ими от двигателя 2, обе они отдают во внешнюю нагрузку. з 4775

Поскольку условия (3), (4) подбоPOM ОТНОШЕНИЙ 1 а. y H 1,, ВЫПОЛНИТЬ ч асто быв ает затруднительно, для выполнения его используют дополнитель5 ный двигатель 14 переменного тока, связанный с валом звена 11 передачей

13 и подключенный контактами 19 переключателя 18 к клеммам генератора 7.

После включения возбуждения генератора 7 напряжение его подается на оба двигателя 10 и 14. Последний проходит во вращение с частотой

P с.г (л1 (5) с г р э !

5 если это синхронный двигатель, и если асинхронный, то с частотой

Р с.r

=,„> — -- — (! — 8 ) с,г Ь ф (6) .У где P — число пар полюсов двигате- 2р

9 ля 14;

Ф

S — электрическое скольжение двигателя 14.

Частота эта сообщается выходному звену 11 механизма 4 и складывается в 25 нем с частотой вращения. двигателя 2, что приводит к изменению частоты вращения двигателя 10, в результате чего последняя оказывается соответствующей соотношениям (3), (4). При этом машина 10 оказывается имеющей генераторное скольжение, т.е. начинает работать генератором параллельно с генератором 7.

Таким образом, наличие в трансмиссии 1 синхронного генератора 7, а главное, то обстоятельство, что в режиме работы трансмиссии электростанцией, он работает с постоянными значениями частоты и напряжения, поз- gg воляет использовать для согласования режимов работы тяговых электрических машин 7 и 10 трансмиссии в качестве дополнительного двигателя 14 машину переменного тока с подключением ее 45 не к какому-либо особому источнику питания, а к общим токосборным шинам машин 7 и 10.

При этом в трансмиссии достигается снижение установленной мощности

50 оборудования за счет отсутствия необходимого в других случаях источника энергии для питания дополнительного двигателя и устройства управления им.

Одновременно с этим еще большее снижение установленной мощности и упрощение устройств управления может быть достигнуто путем обеспечения ре76 (8) (9) (10) Wc r 1q.r

4 а.ф 1а. 2 j 1 н откуда, подставляя (8), (9) и (10) в (7), получают выражение для частоты вращения двигателя 14 при известных значениях частот вращения машин 7 и 10: г 1 с.г)

w = — — — — — -- ы -ь К-- - (11) — К 1 (с. О ; ) э

С учетом услови2! согласованности параллельной работы машин 7 и 10 учитывая (2) и (3), для передаточных отношений передач 6, 9 и !3 получают соотношение

1 C.г W c.г 1 1 с.гР с г — — — — 1 — — - - — — (1 +

1 а, К 1.,Р., + $а )К). (12)

Если двигатель асинхронный, то

1cr P> 1 1

Рсг K+! Вр (iden ) (13) является условием режима саморегулирования в трансмиссии в режиме ее работы электростанцией. жима саморегулирования этой трехмашинной системы.

В общем случае для работы такой системы необходим регулятор частоты вращения машины 14, который следует включить между генератором 7 и машиной 14 при произвольной величине передаточных отношений кинематических связей 9 и 1 3. Но подбором величин этих отношений удается систему с автоматическим регулированием преобразовать в систему с саморегулированием, отказавшись от применения как силовых регуляторов, так и устройств управления ими.

Для этого передаточное отношение от вала дополнительного двигателя 14 к валу выходного звена ll планетарного механизма 4 должно быть выбрано из следующих соотношений.

Частота вращения и„ выходного звена 11 механизма 4 при вращающихся с частотой ы, выходном звене 5 и с частотой w промежуточном звене 8 равна

1 (d = — — — (w =wq К) н K+1 1 (7)

Частоты вращения связанных со звеньями 5, 8 и 11 механизма 4 синхронного генератора 7, асинхронного двигателя 10 и двигателя 14 переменного тока соответственно равны

1477576 ключателя с выходными клеммами тягогде i — передаточное отношение кинематической связи синхронного генератора с входным звеном планетарного механизма;

Рс.г Рч 9

Р 3. числа пар полюсов синхронного генератора, асинхронного двигателя и дополнительного двигателя; кинематический параметр планетарного. механизма; формула изобретения — передаточное отношение киcl 9 нематической связи асинхСоставитель С.Белоусько

Техред Л.Олийнык Корректор В. Гирняк

Редактор Е,Папп

Заказ 2197/16 Тираж 529 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

Если в качестве электрического двигателя переменного тока применен синхронный двигатель, то с учетом (5) из (2) получают соотношение (12), 5 если асинхронный, то с учетом (6) получают соотношение (13),откуда видно, что укаэанные соотношения передаточных отношений передач 6, 9 и 13 трансмиссии 1 обеспечивают работу трактора в режиме электростанции при параллельной работе машин 7 и 10 в качестве генераторов в отсутствие дополнительных регуляторов частоты вращения двигателя 14. 15

Двигатель переменного тока 14 может иметь незначительную мощность, так как величина добавочной частоты вращения для согласования. скоростей машин 7 и 10 обычно невелика, 20

1. Электромеханическая двухпоточная трансмиссия транспортного сред- 25 ства, содержащая трехзвенный планетарный дифференциальный механизм, связанный входным валом с тепловым двигателем и выходным валом посредством муфты сцепления — с движителя- З0 ми, синхронный генератор, кинематически связанный с тепловым двигателем и входным звеном планетарного механизма, связанный с синхронным генератором электрически асинхронный двигатель, кинематически связанный с промежуточным звеном, и дополнительный двигатель, кинематически связанный с выходным звеном планетарного механизма, o T л и ч a ro p a я c a 40 тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения установленной мощности оборудования трансмиссии и упрощения устройств управления, дополнительный двигатель выполнен в ви- 45 де электрического двигателя переменного тока, связанного посредством вывого синхронного генератора.

2. Трансмиссия по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что дополнительный двигатель переменного тока выполнен в виде синхронного двигателя, а передаточное отношение i9 его кинематической связи с выходным звеном планетарного механизма выполнено из условия дс. P > 1 Г i с.гP с.г —.- - = — — — — Г(1 — -- — - — (1 9 Рс. ++1 а9Ра 1

+ 5а.9)К jþ ронного двигателя с промежуточным звеном;

Я ц 9 электрическое скольжение тягового асинхронного двигателя.

3. Трансмиссия по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что в качестве дополнительного двигателя переменного тока выбран асинхронный двигатель, а передаточное отношение i 9 его кинематической связи с выходным звеном планетарного механизма выполнено из условия сг Р9 1 1 т- - = — — — — — — (iden)

P К+1 1 59 где Б — электрическое скольжение до9 полнит ельно го а синхронного двигателя.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия транспортного средства Электромеханическая двухпоточная трансмиссия транспортного средства Электромеханическая двухпоточная трансмиссия транспортного средства Электромеханическая двухпоточная трансмиссия транспортного средства 

www.findpatent.ru

Двухпоточная коробка передач

 

Для использования в транссмисиях транспортных машин. Двухпоточная коробка передач содержит первичный вал с фланцем, через который проходят свободно установленные пальцы, концы которых расположены в двух установленных по обе стороны фланца зубчатых колесах. Каждое из них зацеплено с зубчатыми колесами приводов промежуточных валов. На промежуточных валах также закреплены зубчатые колеса, зацепленные с зубчатыми колесами, установленными на соосно расположенном с первичным валом выходном валу. На выходном валу закреплены переключаемые зубчатые муфты для соединения выходного вала с расположенными на нем зубчатыми колесами или с первичным валом. На промежуточных валах установлены с возможностью поворота дополнительные зубчатые колеса, закрепленные с одним из указанных зубчатых колес выходного вала. При этом, дополнительные зубчатые колеса соединены с соответствующими промежуточными валами через предварительно затянутые пружины крепления. 6 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных машин и касается выполнения двухпоточной ступенчатой коробки передач.

Известна двухпоточная коробка передач, на первичном валу которой выполнен фланец, с двух сторон от которого размещены зубчатые колеса, соединенные с этим фланцем посредством свободно установленного пальца, проходящего через фланец, а концы этого пальца имеют опоры на упомянутых зубчатых колесах [а.с. 1521620, кл. B 60 K 17/08]. При этом, каждое из указанных зубчатых колес зацеплено с приводами промежуточных валов коробки передач, а между собой они соединены находящейся в свободном состоянии пружинным элементом, для взаимной угловой ориентации зубчатых колес и, соответственно, промежуточных валов. В этой двухпоточной коробке передач, благодаря применению проходящего через фланец первичного вала плавающего пальца, происходит разделение потока мощности по промежуточным валам при работе в двухпоточном режиме. К преимуществу этой коробки передач следует отнести возможность радиального центрирования на валах всех зубчатых колес, что позволяет муфты переключения передач выполнить с синхронизаторами. Если же в известной коробке передач будет установлена нейтраль или включена прямая передача, то из-за наличия между двумя зубчатыми колесами первичного вала пружинного элемента эти зубчатые колеса будут занимать определенное положение. При этом, через зубчатые колеса первичного вала, промежуточные валы и зубчатые колеса вторичного вала, имеет место ряд замкнутых кинематических контуров. Для предотвращения появления циркуляции мощности необходимо в этих контурах иметь гарантированные зазоры, что обеспечивается высокой угловой точностью взаимного расположения зубчатых колес на промежуточных валах и повышенной точностью изготовления зубчатых венцов всех колес. Задачей настоящего изобретения является уменьшение трудоемкости изготовления двухпоточной коробки передач и снижение шума при ее работе. Снижение трудоемкости изготовления двухпоточной коробки передач и уменьшение шума обеспечено путем размыкания кинематического контура по зубчатым колесам первичного вала, за счет введения угловой ориентации промежуточных валов через зубья зубчатого колеса, установленного на выходном валу. Для этого в двухпоточной коробке передач на промежуточных валах установлены с возможностью относительного поворота дополнительные зубчатые колеса, входящие в зацепление с одним из зубчатых колес на выходном валу , каждое из которых соединено с соответствующим промежуточным валом в поворотном направлении с помощью предварительно затянутого пружинного элемента. Предусмотрено также осевое поджатие друг к другу дополнительного зубчатого колеса и колеса, закрепленного на промежуточном валу, что также демпфирует колебательные процессы. Другой задачей изобретения является увеличение числа переключаемых ступеней в двухпоточном режиме работы. Это достигается тем, что соосно с первичным валом расположен входной вал, на котором установлена имеющая возможность поворота относительно входного вала втулка с фланцем, в котором свободно установлен другой палец, концы которого расположены по обе стороны этого фланца в зубчатых колесах, каждое из которых соединено с другим зубчатым колесом, закрепленным на промежуточном валу. При этом входной вал имеет возможность соединения дополнительной переключающей муфтой с указанной втулкой или первичным валом. На фиг. 1 представлена конструктивная схема двухпоточной коробки передач; на фиг. 2 - зубчатые колеса, установленные на первичном валу, разрез; на фиг. 3 - конструктивное выполнение зубчатых колес, установленных на промежуточном валу, разрез; на фиг. 4 - разрез по А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 - вид по стрелке В на фиг. 3; на фиг. 7 - конструктивная схема коробки передач, обеспечивающей удвоение числа переключаемых ступеней; на фиг. 8 - конструктивная схема зубчатых колес входного вала, разрез. Коробка передач содержит картер 1 /фиг. 1/, через который проходит первичный вал 2, на котором установлены с возможностью поворота одинаковые по делительному диаметру зубчатые колеса 3 и 4. Соосно с первичным валом 2 расположен выходной вал 5, на конце которого имеется фланец 6. На выходном валу 5 закреплены переключающие муфты 7 и 8 и установленные с возможностью вращения зубчатые колеса 9, 10 и 11. Симметрично выходному валу 5 установлены два промежуточных вала 12 и 13. На промежуточном валу 12 жестко закреплены зубчатые колеса 14, 15, 16 и 17. Зубчатое колесо 14, через которое осуществляется привод промежуточного вала 12, зацеплено с зубчатым колесом 3. Зубчатые колеса 15, 16 и 17 зацеплены, соответственно, с колесами 9, 10 и 11. Зубчатые колеса 18, 19, 20 и 21 жестко закреплены на промежуточном валу 13 и зацеплены, соответственно, с зубчатыми колесами 4, 9, 10 и 11. При этом, через зубчатое колесо 18 осуществляется привод промежуточного вала 13. Для осуществления сборки и поочередного использования каждого из рядов зубчатых колес 21, 11, 17 или 20, 10, 16 или 19, 9, 15, без появления в других рядах циркуляции мощности, межзубцовые зазоры в этих рядах выполняются возрастающими, по мере увеличения диаметра зубчатых колес на промежуточном валу. Первичный вал 2 имеет расположенный между зубчатыми колесами 3 и 4 фланец 22 /фиг. 2/. На фланце 22 и зубчатых колесах 3 и 4 выполнены соосно расположенные отверстия 23, в которые, например, через три сферических подшипника 24, вставлен палец 25. Для предотвращения выскакивания пальца 25 и создания, например, некоторого осевого поджатия зубчатых колес 3 и 4 к фланцу 22, установлены, имеющие осевое пружинение, кольца 26, фиксируемые на первичном валу с помощью стопорного кольца 27. На промежуточных валах 12 и 13 свободно установлены узкие дополнительные зубчатые колеса 28 и 29, входящие в зацепление с одним из зубчатых колес выходного вала, например, с зубчатым колесом 9. При этом, ширина зубчатого венца колеса 9 больше, чем ширина соединенных с ним и закрепленных на промежуточных валах зубчатых колесах 15 и 19. Дополнительные зубчатые колеса 28 и 29 соединены с промежуточным валами 12 и 13 через предварительно сдеформированные пружины кручения 30 и 31. При этом, пружины кручения 30 и 31 создают на дополнительных зубчатых колесах 28 и 29 крутящий момент, под действием которого зубья колес 15 и 19 промежуточных валов, например, поджаты к зубьям колеса 9 с рабочей стороны на тяговом режиме работы. Зубчатое колесо 19/15/ может быть закреплено на промежуточном валу 13 /12/, например, посредством шпонки 32 и стопорных колец 33 /фиг. 3/. Пружина кручения 31 /30/, установленная на промежуточном валу /фиг. 3/, выполнена в виде скобы, концы которой 34 и 35 упираются в выступы, например, штифты 36 и 37, соединенные, соответственно, с зубчатыми колесами 19 и 29 /фиг. 4, фиг. 5/. При этом, пружина кручения 31 размещена внутри зубчатого колеса 19 /15, закрепленного на промежуточном валу /фиг. 3/. Дополнительное зубчатое колесо 29 /28/ в осевом направлении поджато к зубчатому колесу 19 /15/ пружинным элементом 38, упирающимся, например в стопорное кольцо 39. Толщина зуба S1 дополнительного зубчатого колеса 29 /28/ выполнена меньше толщины зуба S зубчатого колеса 19, например, на делительном диаметре. Для упрощения сборки коробки передач эти зубчатые колеса временно соединяются монтажным штифтом 40, вставленным в соосно расположенные в этих колесах отверстия 41. В двухпоточной коробке передач /фиг. 1/ две ступени переключаются муфтой 7 и две ступени - муфтой 8. При нахождении переключающих муфт 7 и 8 в положении, показанном на фиг. 1. в коробке передач получается нейтраль, т.е. выходной вал кинематически не связан с первичным валом. Коробка передач также имеет входной вал 42, на котором установлена втулка 43, имеющая возможность вращения относительно входного вала 42 /фиг. 7, фиг. 8/. Входной вал 42 расположен соосно с первичным валом 2. Втулка 43 содержит фланец 44, с двух сторон от которого свободно установлены зубчатые колеса 45 и 46, имеющие одинаковый делительный диаметр, которые зацеплены с зубчатыми колесами 47 и 48, жестко закрепленными на промежуточных валах 12 и 13. На входном валу 42 закреплена переключающая муфта 49. Полумуфты 50 и 51 закреплены, соответственно, на втулке 43 и первичном валу 2. В зубчатых колесах 45 и 46, а также в фланце 44, выполнены соосные отверстия 52, через которые проходит палец 53, соединяемый с указанными деталями, например, через сферические подшипники 54. Для повышения надежности и долговечности, пальцев 53 может быть несколько. С целью некоторого осевого поджатия зубчатых колес 45 и 46 к фланцу 44, предусмотрены упругие в осевом направлении кольца 55, фиксируемые на втулке 43, например, с помощью стопорных колец 56. Для передачи мощности с входного вала 42 к выходному валу 5, в коробке передач /фиг. 7/ должна быть включена переключающая муфта 49 /вправо или влево/ и одна из муфт 7 или 8. Благодаря этому коробка передач /фиг. 7/ имеет восемь переключаемых ступеней. Если включить одну из понимающих ступеней, например, путем перевода переключающей муфты 7 вправо /фиг. 1/, и подвести к первичному валу 2 крутящий момент, то вал 2 начнет поворачиваться. Крутящий момент, подводимый к первичному валу, через фланец 22 и палец 25 передается на зубчатые колеса 3 и 4. Каждое из колес 3 и 4 будет нагружено крутящим моментом, приблизительно равным половине крутящего момента на первичном валу. При этом, зубчатые колеса 3 и 4 в поворотном направлении займут такое положение, при котором, между зубьями этих колес и зубьями зацепленных с ними зубчатых колес 14 и 18 промежуточных валов, будут выбраны зазоры. Следовательно, практически будут одинаково нагружены крутящим моментом промежуточные валы 12 и 13, т.е. будет осуществляться двухпоточная передача мощности к выходному валу 5. Аналогично, двухпоточная передача мощности будет передаваться к выходному валу 5, если включить одну из других понижающих ступеней, например, путем перевода переключающей муфты 8 влево, или вправо. Благодаря самоустанавливаемости в поворотном направлении зубчатых колес 3 и 4, что обеспечивается пальцем 25, через зубчатые колеса 14 и 18 приводов промежуточных валов не может образоваться кинематически замкнутый контур. Следовательно, нет причины для появления паразитной циркуляции мощности, приводящей к большим потерям и разрушению коробки передач. Более того, даже если одно из зубчатых колес 14 или 18 в поворотном направлении будет закреплено на промежуточном валу с определенным угловым сдвигом /ошибкой/, то это приведет только к некоторому повороту оси пальца 25 относительно оси первичного вала, без нарушения кинематики. Таким образом, введенная угловая ориентация промежуточных валов по беззазорному зубчатому соединению закрепленных на нем зубчатых колес /15 и 19/ с зубчатым колесом 9, установленным на выходном валу, позволяет снизить необходимую точность изготовления зубчатых колес 3, 4, 14 и 18, а также уменьшить точность угловой ориентации зубчатых колес 14 и 18 на промежуточных валах. Поэтому, межзубцовые зазоры на зубчатых колесах 3, 14 и 4, 18 могут выбираться только исходя из требований зубчатого зацепления, а не наличия замкнутых контуров, что имеет место в известной коробке передач. Другим преимуществом коробки передач /фиг. 1/ является возможность выполнения зубчатых колес 3, 4 и с нечетным числом зубьев. Беззазорное соединение зубчатых колес 19, 9 и 15, 9, обеспечиваемое введением дополнительных зубчатых колес 29, 28 и пружинных элементов 31, 30, позволяет также снизить шумность коробки передач. Все зубчатые колеса коробки передач /фиг. 1/ имеют хорошее центрирование, что обеспечивает высокую долговечность соединяемых с ними переключающих муфт. Аналогично, двухпоточная передача мощности будет осуществляться, если ступень в коробке передач включить с помощью переключающей муфты 8. При переводе переключающей муфты 8 влево, мощность от промежуточных валов будет передаваться через зубчатые колеса 16, 10, 20. Если же переключающую муфту 8 перевести вправо, то мощность к выходному валу передается через зубчатые колеса 17, 11, 21. Однако, и на этих двух ступенях в коробке передач, благодаря пружинам кручения 31 и 30, зубчатое колесо 9 остается беззазорно, с некоторым натягом, соединенным с зубчатым колесами 19, 29 и 15, 28. Благодаря этому демпфируются крутильные колебания вращающихся деталей коробки передач, следствием чего является снижение шумности при работе и повышение долговечности. Прямая ступень включается переводом переключающей муфты 7 влево. При работе на прямой ступени мощность с первичного вала непосредственно передается к выходному валу 5. Благодаря пружинам кручения 30 и 31, при движении на прямой передаче, или на нейтрали, промежуточные валы имеют четкую беззазорную угловую ориентацию относительно зубьев зубчатого колеса 9, а зубчатые колеса 3 и 4 самоустанавливаются относительно зубчатых колес 14 и 18. Это предотвращает возможность появления крутильных колебаний промежуточных валов, а также заклинивания и циркуляции мощности в рядах зубчатых колес 20, 10, 16 и 21, 11, 17, следствием чего является снижение шумности и повышение долговечности коробки передач. Выполнение пружин кручения 31 /30/ в виде скобы и размещение ее в зубчатом колесе 9 позволяет улучшить компактность конструкции и ввести осевой поджим дополнительного зубчатого колеса 29 к зубчатому колесу 19. Это также улучшает демпфирование колебаний вращающихся деталей коробки передач, например, связанных с биением зубчатых венцов, и ведет к снижению шумности. Уменьшение толщины зуба S1 дополнительного зубчатого колеса 29 /28/ по сравнению с толщиной зуба S зубчатого колеса 19 /15/, и введение взаимной фиксации этих колес посредством штифта 40, позволяет упростить сборку коробки передач. После установки промежуточных валов, штифты 40 вынимаются и, под действием пружин кручения 30, 31, происходит угловая ориентация промежуточных валов. В коробке передач /фиг. 7/, благодаря пружин кручения 30 и 31, валы 12 и 13 обеспечивают угловую ориентацию также и зубчатых колес 45 и 46. Прямая ступень включается путем перевода переключающей муфты 49 вправо, т.е. соединения ее с полумуфтой 51, и перевода переключающей муфты 7 влево. При вращении входного вала 42, на промежуточные валы 12 и 13 вращение передается от зубчатых колес 3 и 4, как это ранее было описано. Зубчатые колеса 47 и 48 приводят во вращение зубчатые колеса 45 и 46, которые, благодаря пальца 53, в угловом направлении свободно устанавливаются на втулке 43 и вращают ее относительно входного вала 42. Таким образом, зубчатые колеса 48, 46, 45, 47 не создают замкнутого контура между собой и с другими зубчатыми колесами коробки передач. При переводе переключающих муфт 49 и 7 влево, включается другая ступень в коробке передач /фиг. 7/. С входного вала 42, через втулку 43, палец 53, и самоустанавливающиеся в угловом положении зубчатые колеса 45 и 46, вращение передается на промежуточные валы 12 и 13 посредством зубчатых колес 47 и 48 /фиг. 7, фиг. 8/. Далее, через зубчатые колеса 18, 4 и 14, 3, крутящий момент двумя потоками подводится к пальцу 25 /фиг. 2/, а от него, через опору на фланце 22, на первичный вал 2, и связанный с ним выходной вал 5. Таким образом, крутящий момент от входного вала 42 к выходному валу 5 передается двумя потоками через промежуточные валы 12 и 13, но кинематически разомкнутый, самоустанавливающийся контур, состоящий из зубчатых колес 45, 47, 14, 3, 4, 18, 48, 46. Указанное предотвращает появление паразитной мощности. Благодаря применению сферических подшипников 54 на пальце 53 /фиг. 8/, удельные нагрузки в опорах с зубчатыми колесами 45 и 46 и на фланце 44 получаются низкими, что дополнительно повышает долговечность коробки передач. Определенное осевое поджатие зубчатых колес 45 и 46 к фланцу 44, посредством упругого кольца 55, препятствует возникновению колебательных крутильных колебаний зубчатых колес 45 и 46, что ведет к снижению шумности работы коробки передач и повышению ее долговечности. При этом, промежуточные валы 12 и 13 посредством дополнительных зубчатых колес 28, 29 и пружинных элементов 30 и 31 также остаются задемпфированными, как это было изложено при описании работы коробки передач по фиг. 1. Если же переключающие муфты 49 и 7 будут переведены вправо /или вместо муфты 7 будет включена переключающая муфта 8/, то передача мощности в коробке передач /фиг. 7/ будет происходить как в ранее описанной схеме по фиг. 1. При этом, самоустанавливающиеся зубчатые колеса 45 и 46, а также втулки 43, будут свободно вращаться относительно входного вала 42. Таким образом, коробка передач по схеме /фиг. 7/, с помощью ранее описанных по фиг. 1 дополнительных зубчатых колес 28, 29 и их пружинных элементов 30, 31, обеспечивает угловую ориентацию промежуточных валов 12, 13 при вдвое большем числе переключаемых ступеней и сохранении преимуществ по предотвращению появления замкнутых кинематических контуров через зубчатые колеса 45, 46 входного вала и зубчатые колеса 3, 4 первичного вала.

Формула изобретения

1. Двухпоточная коробка передач, содержащая первичный вал с фланцем, через который проходят свободно установленные пальцы, концы которых расположены в двух установленных на первичном валу по обе стороны фланца зубчатых колесах, каждое из них зацеплено с зубчатыми колесами приводов промежуточных валов, имеющих также закрепленные на промежуточных валах зубчатые колеса, зацепленные с зубчатыми колесами, установленными на соосно расположенном с первичным валом выходном валу, при этом выходной вал соединен с зубчатыми муфтами с установленными на нем зубчатыми колесами или с первичным валом, отличающаяся тем, что на промежуточных валах установлены с возможностью относительного поворота дополнительные зубчатые колеса, зацепленные с одним из упомянутых зубчатых колес на выходном валу и соединенные каждое с соответствующим промежуточным валом с помощью предварительно затянутой пружины кручения. 2. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что толщина зуба дополнительного зубчатого колеса, например, на делительном диаметре, меньше толщины зуба, закрепленного на промежуточном валу колеса, а при установке промежуточного вала эти колеса временно соединены штифтом. 3. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что пружина кручения выполнена в виде скобы, охватывающей промежуточный вал, концы которой оперты в выступы на зубчатом колесе, закрепленном на промежуточном валу, и на дополнительном зубчатом колесе. 4. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что пружина кручения расположена внутри зубчатого колеса, закрепленного на промежуточном валу. 5. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что закрепленное на промежуточном валу зубчатое колесо и дополнительное зубчатое колесо поджаты друг к другу в осевом направлении пружинным элементом. 6. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена соосно расположенным с первичным валом входным валом, на котором установлена имеющая возможность поворота относительно входного вала втулка с фланцем, в котором свободно установлен другой палец, концы которого расположены по обе стороны указанного фланца в зубчатых колесах, каждое из которых соединено с другим зубчатым колесом, закрепленным на промежуточном валу, при этом входной вал имеет возможность соединения дополнительной переключающей муфтой с указанной втулкой или первичным валом. 7. Коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что другой палец соединен с фланцем втулки и установленными по обе стороны этого фланца зубчатыми колесами посредством сферических подшипников.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

www.findpatent.ru

Двухпоточная трансмиссия танка

Изобретение относится к двухпоточной трансмиссии танка. В дополнительный привод механизма поворота двухпоточной трансмиссии танка устанавливаются униполярные генератор постоянного тока с блоком управления его возбуждением и электродвигатель с питанием от униполярного генератора постоянного тока и дополнительно введены потенциометр и два концевых выключателя, механически связанные со штурвалом управления поворотом танка, выключатель подключения потенциометра к бортовой сети танка, два контактора, с двумя нормально разомкнутыми контактами каждый, включенными перекрестно в электросеть питания, блокировочный фрикцион дополнительного привода поворота танка, электромагнит управления блокировочным фрикционом, подключенным к выходам концевых выключателей, связанных со штурвалом управления поворотом танка, емкостной накопитель электрической энергии, блоки управления емкостным накопителем, электротермохимической пушкой и электродинамической защитой. Обмотка якоря генератора подключена к блоку управления емкостным накопителем. Достигается улучшение управляемости танка. 1 ил.

 

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.

Двухпоточная трансмиссия танка, содержащая гидротрансформатор, коническую передачу, планетарную коробку передач, суммирующие планетарные ряды, остановочные тормоза, бортовые редукторы, дополнительный привод механизма поворота танка, штурвал управления поворотом танка, отличающаяся тем, что в дополнительный привод механизма поворота танка установлены униполярный генератор постоянного тока с блоком управления его возбуждением и 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 механизма поворота танка, электромагнит управления блокировочным фрикционом, подключенный к выходам концевых выключателей, связанных со штурвалом управления поворотом танка, емкостной накопитель электрической энергии, блоки управления емкостным накопителем, электротермохимической пушкой и электродинамической защитой, 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 электрическую энергию накопителю, а от него энергия может передаваться на блоки управления электротермохимической пушкой и электродинамической защитой, с возможностью отключения при необходимости, соответствующим выключателем на блоке управления емкостным накопителем.

www.findpatent.ru

Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства

 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно сельскохозяйственному и транспортному, главным образом к тракторам и другим самоходным машинам. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности за счет исключения ударов при переключении работы трансмиссии с двухпоточного режима на однопоточный и обратно. Система автоматического регулирования снабжена двумя переключателями 24, 30, блоком задания частоты вращения 17 и блоком задержки 33. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 В 60 (: 17/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

t (21) 4396357/ 25-11 (22) 25.03.88 (46) 07.02.90. Бюл. (" 5 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению (72) Г.В. Новиков (53) 629.113(088.8) (56) (кудрявцев Л.А. и др. Электромеханические передачи с отбором мощности переменного тока. Труды ЧИИЭСХ:

Электротрансмиссии и вопросы автоматики. - Челябинск, 1970, вып. 47, с. 60, рис. 2в.

„„SU„„1541083 А 1

2 (54) ДВУХПОТОЧНАЛ ЭЛЕ(ТРОИЕХАНИЧЕСКАЯ

ТРА!(С(1(!СС1!Л ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к машиностроению, преимущественно сельскохозяйственному и транспортному, главным образом к тракторам и другим самоходным машинам. Цель изобретения"- повышение надежности и долговечности за . счет исключения ударов при переключе" нии работы трансмиссии с двухпоточного режима на однопоточный и обратно.

Система автоматического регулирования снабжена двумя переключателями

24, 30, блоком задания частоты вращения 17 и блоком задержки 33. 1 ил.

1 541083

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно сельскохозяйственному и транспортному, главным образом к тракторам и другим самоходным маши нам.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности за счет исключения ударов при переключении работы трансмиссии с двухпоточно- 10

ro режима работы на однопоточные и . обратно.

На чертеже показана принципиальная схема двухпоточной электромеханической переключаемой передачи с системой управления переключением и системой автоматического регулирования.

Передача включает планетарный дифференциальный переключаемый механизм

1, первое входное звено 2 которого

;вязано с первичным двигателем 3, а выходное звено 4 — с движителями 5, и электрическую передачу, электрические маыины которой - генератор 6 и двигатель 7 — соединены посредством механических передач первый с первым, а второй - с вторым входным звеном 8 механизма 1. Неханизм 1 выполнен с возможностью выхода первого входного звена 2 из зацепления с его валом 9 и жесткого соединения с выходным звеном 4 - водилом, для чего последнее выполнено имеющим зубчатый венец 10 внутреннего зацепления. В этом случае передача представляет собой однопоточную электрическую передачу. Водило 4 также может перемещаться до соединения со звеном 2 без выхода последнего из соединения с валом 9, в результате чего передача превращается в однопо- 40 точную механическую. Иашины 6 и 7 связаны между собой посредством регулятора 11 частоты вращения — преобразователя частоты - и оборудованы датчиками 12 и 13 частоты вращения. Генератор45

6 оборудован регулятором 14 возбуждения, блок 15 управления которым соединен с блоком 16 суммирс рания, связанным с задатчиком 17 и функциональным блоком 18, соединенным с датчика50 ми напряжения 19 и магнитного потока

20, Блок 21 управления системы 22 управления регулятора 11 частоты соединен посредством одного полюса переключающего контакта 23 переключателя 24

55 с блоком 25 суммирования, который связан с задатчиком 17, функциональным блоком. 26, датчиком l2 и блоками

27 и 28 дифференцирования, первый иэ которых связан с датчиком 12, а второй - с датчиком 29 тока. Второй полюс контакта 23 соединен с переключателем

30, оба входных контакта которого связаны с двумя выходами блок- 31 задания (уставки) скорости, а цепь управления - с блоком 22 управления, включающим переключатель в момент реверса преобразователя 11. Вход блока 21 соединен замыкакщими контактами 32 с элементом 33 задержки, в простейшем случае представляющим собой заземленный конденсатор. Элементы 12-33 составляют систему автоматического регулироваI ния передачи. Передача также включает систему 34 управления переключением, связанную с устройством 35 переключения, соединенным с механизмом 1, и связанную также с катушками управления переключателями 24 и 30 (не показано), причем последняя связана также с системой 22 управления посредст" вом контакта 36 переключателя 24.

Система 34 управления переключением одновременно управляет устройством

35 переключения механизма 1 и системой автоматического управления электрической передачи, подавая на них сигналы в момент расцепления механизма 1.

Система работает следующим образом, На низких скоростях мезанизм 1 включен так, что его звено 2 выведено из связи с валом 9 и жестко сцеплено с водилом 8 и механизм 1 превращен в редуктор между двигателем 7 и движителями 5. Двухпоточная передача преврацена в однопоточную электрическую.

Моцность на движители передается от двигателя 7, управляемого генератором б и системой автоматического регулирования.

На средних скоростях вал 9 механизма 1 связан со звеном 2, а последнее не связано с водилом 8. Механизм

1 работает как суммирующий скорости двигателей 3 и 7, передача является двухпоточной, регулирование скорости осуществляет двигатель 7.

На больших скоростях водило Й связано со звеном 2. и механизм 1 пред" ставляет собой прямую передачу от двигателя 3 к движителям 5. Передача становится механической однопоточной, скорость регулируется двигателем 3, а электрическая передача отключена.

Для обеспечения автоматического переключения механизма 1 необходимо

1;41 обеспечить согласование частот вращения его соединяемых узлов.

Управление электрической передачей и регулирование скорости движения пу5 тем плавного изменения передаточного отношения передачи осуществляются системой автоматического регулирования путем регулирования возбуждения генератора 6 и частоты тока на двигателе 7.

Управление в ходе переключения ме-. ханизма 1 ведется следующим образом, При переключении из режима электрической передачи в двухпоточную и обратно !5 после расцепления механизма 1 по сигналу системы 34 управления переключением включается переключатель 24 . Его контакты 36 соединяют управление переключателя 30 с блоком 21, контакты

23 отключают блок 25 суммирования от входа блока 21 и подключают к нему первый выход блока 31 и элемент 33 задержки. Под действием сигнала блока

31 начинают снижаться до нулевого зна-25 чения частота тока на выходе регулятора 1t и частота вращения двигателя

7. В момент достижения нулевого значения частоты системы 22 управления осуществляется реверс регулятора 11. Од- ЗО новременно по ее сигналу происходит переключение переключателя 30, подключаюцего к входу блока 21 второй выход задатчика 31 скорости, вследствие чего частота начинает увеличиваться до максимального значения ° Темп изменения частоты задается элементом 33 задержки максимально возможным по условию .безопасной работы двигателя

Система 34 управления переключени- 40 ем по достижении двигателем 7 требуемой частоты врацения заканчивает пере- . ключение механизма 1, сигнал с системы 34 пропадает, после чего переключатель 24 отключает от входа блока 21 45 блок 31 уставки скорости и блок 33 за- держки и подключает к нему блок 25 суммирования, восстанавливая рабочее состояние системы автоматического регулирования и исходное состояние переключателя 30, При переключении передачи иэ режима двухпоточной передачи в механическую, т.е. при переключении механизма 1 из дифференциального в состояние прямой передачи сигнал с системы 34 управления поступает одновременно на систему

22 управления и переключатели 24. По этому сигналу система 22 управления

083

6 отключает преобразователем 11 двигатель 7 от генератора 6 и на вход блока 21 подается сигнал второго выхода блока 31 уставки, подготавливая включение двигателя 7 на максимальную частоту врацения, После завершения переключения двигатель 7 остается выключенным.

При обратном переключении сигнал с системы управления снимается и двигатель 7 подключается к генератору 6, а на переключатель 30 сигнал с блока

34 поступает, переключая контакты 30 и подключая второй выход блока 31 к входу блока 21. Двигатель 7 разгоняется до максимальной скорости. После завершения переключения сигналы с переключателей снимаются и электрическая передача переходит в рабочее состояние, а система переключения — в исходное.

Таким образом, система автоматичес" кого регулирования электрической передачи по сигналам системы 34 управления переключением обеспечивает без добавления специальной системы процесс переключения механизма 1 и всей передачи из двухпоточного режима в любой однопоточный и обратно.

Остальные блоки системы автоматического регулирования в процессе переключения действуют s своем обычном режиме, что позволяет проводить переключение со скоростью, максимально возможно", по условиям динамики двигателя 7. формула изобретения

Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства, содержацая планетарный дифференциаль" ный механизм, первое звено которого связано с первичным двигателем, второе — с движителями, а третье - с первой электрической машиной электрической передачи, вторая электрическая машина которой связана с первым зве ном дифференциального механизма, муфту для связи первого звена дифференциального. механизма с одним из других звеньев его, а также систему управления, о т л и ч а ю ц а я с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности за счет исключения уда" ров при переключении работы трансмис" сии с двухпоточного режима на однопоточный и обратно, система управления

Соста ви тель С. Белоус ько

Техред Л.Сердюкова Корректор Э. Лончакова

Редактор С, Пекар ь

;Заказ 255 Тираж 418 Подписное

ОНИИПИ Государст венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. М5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 включает в себя датчики частоты вращения каждой электрической машины, регулятор частоты вращения, посредством которого электрические машины связаны между собой, блок регулирования частоты, вход которого связан с датчиком частоты вращения первой электрической машины, датчики напряжения и магнитного потока, размещенные соответственно в цепях связи регулятора частоты вращения с второй и первой электрич скими машинами и связанные с входам блока вычисления максимального из д ух поступающих на входы сигналов, в ход которого соединен с первым входом первого сумматора, связанного выходом с регулятором возбуждения второй электрической машины, блок заданИя установочного сигнала, первый выход которого соединен с вторым входрм первого сумматора, второй сумматор, установленный в цепи связи регул тора частоты вращения с второй электрической машиной датчик тока, че- 25 рез первый блок дифференцирования связанный с первым входом второго сумматора, с вторым входом которого связан второй выход блока задания установочного сигнала, с третьим входом выход блока регулирования частоты, а с четвертым и пятым входами соединены датчик частоты вращения второй машины соответственно через второй блок дифференцирования и непосредственно блок задания скорости, элемент задержки, блок управления регулятором частоты вращения, связанный с блоком управления переключением зубчатой муфты, первый переключател ь с одним переключающим и двумя замыкающими контактами, вторым переключателем с одним переключающим контактом, при этом вход блока управления регулятора частоты вращения связан одним полюсом переключающего контакта первого переключателя с выходом второго блока суммирования, вторым полюсом посредством второго переключателя - с двумя выходами блока задания скорости и посредством замыкающего контакта - с блоком задержки,

Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства Двухпоточная электромеханическая трансмиссия транспортного средства 

www.findpatent.ru

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия

 

Изобретение относится к силовым передачам тракторов и други.х тяговых, транспортных и сельскохозяйственных ма- Н1ИН с электрическими элементами тягового привода, способных работать в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические .машины переменного тока. Цель изобретения - увеличение отдаваемой мощности и повышение КПД трансмиссии при работе транспортного средства в режиме передвижной электростанции. Трансмиссия содержит трехзвенпый планетарный дифференциальный механизм с входным звеном,кинематически связанным с двигателем 4, выходным звеном, кинематически связанным с движителями 15, промежуточным звеном 7, синхронный генератор 6, кинематически связанный с входным звеном , и соединенный с ним посредством преобразователя частоты асинхронный электродвигатель 9, кинематически связанный с промежуточным звеном. Трансмиссия также снабжена двигателем 13, связанным механической передачей с валом выходного звена планетарного механизма, и .муфтой сцепления 14, установленной между указанным валом и выходным валом трансмиссии . Причем двигатель снабжен выключателем , устройство управления которого связано с устройством управления муфтой сцепления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 60 К 17 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 „

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

С: (21) 4224962/30-11 (22) 07.04.87 (46) 07.10.88. Бюл. № 37 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению (72) В. Г. Новиков (53) 629.113 (088.8) (56) Кудрявцев Л. А. и др. Электромеханические передачи с отбором мощности переменного тока. — Труды ЧИМЭСХ.

Вып. 47, Электротрансмиссии и вопросы автоматики. Челябинск, 1970, с. 59 — 61, рис. 2в. (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНСМИССИЯ (57) Изобретение относится к силовым передачам тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическими элементами тягового привода, способных работать в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические машины переменного тока.

Цель изобретения — увеличение отдавае„„SU„„1428603 А1 мой мощности и повышение КПД трансмиссии при работе транспортного средства в режиме пергдвижной электростанции.

Трансмиссия содержит трехзвенный планетарный дифференциальный механизм с входным звеном, кинематически связанным с двигателем 4, выходным звеном, кинематически связанным с движителями 15, промежуточным звеном 7, синхронный генератор 6, кинематически связанный с входным звеном, и соединенный с ним посредством преобразователя частоты асинхронный электродвигатель 9, кинематически связанный с промежуточным звеном. Трансмиссия также снабжена двигателем 13, связанным механической передачей с валом выходного звена планетарного механизма, и муфтой сцепления 14, установленной между указанным валом и выходным валом трансмиссии. Причем двигатель снабжен выключателем, устройство управления которого связано с устройством управления муфтой сцепления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1428603

Изобретение относится к силовым передачам тракторов, а также других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическим тяговым приводом, содержащим электрические машины переменного тока, способные работать в режиме передвижной электростанции.

Целью изобретения является увеличение отдаваемой мощности и повышение КПД при работе транспортного средства в режиме передвижной электростанции.

На чертеже изображена кинематическая схема трансмиссии.

Трансмиссия 1 содержит трехзвенный планетарный дифференциальный механизм 2, входное звено 3 которого связано с первичным двигателем 4 и посредством передачи 5 — с синхронным генератором 6.

Промежуточное звено 7 планетарного механизма 2 связано посредством передачи 8 с асинхронным электродвигателем 9, а его выходное звено 10 (водило с сателлитами 11) посредством передачи 12 — с дополнительным двигателем 13 и посредством муфты

14 сцепления — с движителями 15. Генератор 6 соединен с электродвигателем 9 через статический преобразователь 16 частоты. Муфта 14 сцепления связывает выходной вал 17 планетарного механизма 2 с выходным валом 18 трансмиссии 1, связанным с движителями 15. Контакторы 19 и 20 соединяют генератор 6 и электродвигатель 9 с преобразователем 16 частоты, а контактор 21 соединяет их между собой.

В тяговом режиме трансмиссия 1 работает следующим образом.

Двигатель 4 через планетарный механизм 2 приводит во вращение выходной вал 18 трансмиссии 1 и движители 15. При этом муфта 14 сцепления включена и соединяет валы 17 и 18. Контакторы 19 и 20 соединяют электрические машины — генератор 6 и электродвигатель 9 с преобразователем 16 частоты. Изменяется частота вращения электродвигателя 9, благодаря чему на выходном звене 10 происходит алгебраическое сложение частоты вращения двигателя 4 и промежуточного звена 7 планетарного механизма 2, что обеспечивает плавное регулирование частоты вращения движителей 15.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия в режиме работы тягового средства передвижной электростанции работает следующим образом.

Муфта 14 сцепления отсоединяет выходное звено 10 трехзвенного планетарного механизма 2 от движителей 15, разъединяя валы 17 и 18, синхронный генератор 6 и асинхронный электродвигатель 9 отсоединя1отся контакторами 19 и 20 от преобразователя частоты 16, и электродвигатель 9 контактором 21 присоединяется параллельно к генератору 6, а двигатель 13 подключается к источнику регулирования.

Первичный двигатель 4 разгоняется и приводит во вращение синхронный генератор 6 через передачу 5 и асинхронный двигатель 9 через звенья планетарного механизма.2 и передачу 8. Частота вращения синхронного генератора 6 при этом строго соответствует частоте вращения первичного двигателя 4. Этой величине так же строго соответствует синхронная частота вращения асинхронного электродвигателя 9. Действительная его частота вращения, величина которой должна быть близка к синхронной и отличаться от нее в большую сторону на величину электрического скольжения электродвигателя 9, устанавливается регулированием частоты вращения двигателя 13.

Поскольку для звеньев планетарного механизма 2 существует следующая взаимная зависимость частот вращения:

403 + 937 к =

409 = где 15 — передаточное число передачи 5, определяется частотами вращения 134 теплового двигателя 4 и со13 электродвигателя 13 равными

034 = 493;

0313 4910 112

35 1 де 112 — передаточное число передачи откуда частота вращения двигателя 9

112 Х+

9 = О3 4 I 3 .

5 5

Таким образом, подбором направления вращения (знак в формуле) и величины

931з частоты вращения двигателя 13 электродвигатель 9 выводится по скорости в

45 режим асинхронного генератора с положительным скольжением. При этом он, будучи включен параллельно синхронному генератору 6, получает от последнего реактивный ток возбуждения, отдавая совместно с ним активный ток во внешнюю нагрузку, которая подсоединяется к их общим клеммам, или, что то же самое, их общие клеммы соединяются переходным кабелем со стационарной сетью, к которой подключены нагрузки.

55 В качестве дополнительного двигателя 13 может быть использован любой маломощный двигатель — электрический, гидравлический, пневматический и т.д.

1428603

Составитель С. Белоусько

Редактор О. Головач Текред И. Верес Корректор В. Романенко

Заказ 5083/20 Тираж 558 Г!одпнснос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Дополнительный двигатель 13 сблокирован по управлению с муфтой 14 сцепления таким образом, что он может работать только при отключенном состоянии муфты 14 сцепления и, следовательно, при разъединенных валах 17 и 18 трансмиссии 1. Для этого он снабжен выключателем (не показан), устройство переключения которого связано с устройством управления муфтой 14 сцепления, например, механической блокировкой так, что включение его допускается только при отключенном состоянии муфты 14 сцепления.

Благодаря изобретению электромеханическая двухпоточная трансмиссия трактора или любого другого транспортного средства в режиме передвижной электростанции оказывается способной отдать в нагрузку двукратную мощность. Эта возможность обеспечивается переводом электрического двигателя трансмиссии в генераторный режим и использованием параллельной его работы с основным генератором. При этом полнее используется как мощность теплового двигателя, так и установленная. мощность электрических машин трансмиссии, как за счет использования асинхронного электродвигателя для отбора тока, так и за счет возможности использования в качестве дополнительного двигателя электрической машины, а именно имеющегося на транспортном средстве стартера. Одновременно повышается общий КПД системы за счет повышения

КПД теплового двигателя и электрической трансмиссии. работаюгцих T0,i ко н своем номинальном режиме без цс1 зок.

Форлгг/.га ггзоо/гетенгг г

1. Электромеханическая двухнц> I н: ri трансмиссия, содержащая трс;звснцый ii. цгнетарный дифференциальный механизм входным звеном, кинематическн связагцгым

10 с первичным двигателем, выходным звеном, кинематически связанным с движитс. гимн, и промежуточным звеном, синхронный гсггсратор, кинематически связанный с входным звеном, и соединенный с ним посредством преобразователя частоты электродвигатель, 15 кинематически связанный с промежуточным звеном, отличающаяся тем, что, с целью увеличения отдаваемой мощности и повышения коэффициента КПД при работе транспортного средства в режиме передвижной элктростанции, она снабжена дополнительным двигателем, связанным механической пс редачей с валом входного звена трехзвеHного планетарного механизма, и муфтой c«ettления, установленной межд указанным валом и выходным валом трансмиссии, при этом

25 связанный с промежуточным звеном трехзвенного механизма электродвигатель выполнен асинхронным.

2. Трансмиссия по и. 1, от.гичающаяся тем, что дополнительный двигатель снабжен выключателем, устройство управления кото30 рого связано с устройством управления муфтой сцепления.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия Электромеханическая двухпоточная трансмиссия Электромеханическая двухпоточная трансмиссия 

www.findpatent.ru

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.

Двухпоточная трансмиссия танка, содержащая гидротрансформатор, коническую передачу, планетарную коробку передач, суммирующие планетарные ряды, остановочные тормоза, бортовые редукторы, дополнительный привод механизма поворота танка, штурвал управления поворотом танка, отличающаяся тем, что в дополнительный привод механизма поворота танка установлены униполярный генератор постоянного тока с блоком управления его возбуждением и 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 механизма поворота танка, электромагнит управления блокировочным фрикционом, подключенный к выходам концевых выключателей, связанных со штурвалом управления поворотом танка, емкостной накопитель электрической энергии, блоки управления емкостным накопителем, электротермохимической пушкой и электродинамической защитой, 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 электрическую энергию накопителю, а от него энергия может передаваться на блоки управления электротермохимической пушкой и электродинамической защитой, с возможностью отключения при необходимости, соответствующим выключателем на блоке управления емкостным накопителем.ДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНСМИССИЯ ТАНКАДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНСМИССИЯ ТАНКА

edrid.ru