RU215969U1 - Driven portal axle with electric drive - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к самоходным дорожным транспортным средствам, а именно к устройствам для расположения двигателей в ведущих колесах транспортного средства или вблизи от них, и касается устройства портального ведущего моста низкопольного пассажирского многоместного колесного транспортного средства. Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является улучшение условий смазывания редукторов, повышение КПД передачи, снижение температуры масла, увеличение межсервисных интервалов по замене масла из-за улучшения условий его работы. Ведущий портальный мост с электроприводом содержит соединительную балку, на каждом конце которой размещен несущий корпус, в котором расположен электрический приводной двигатель, связанный через по меньшей мере один редуктор с осью по меньшей мере одного колеса, тормозной механизм, причем вал двигателя расположен с осевым смещением относительно оси колеса вниз, соединительная балка расположена ниже оси колеса, ведущая шестерня первой ступени редуктора кинематически связана с ведомой шестерней редуктора для передачи крутящего момента через блок шестерен, состоящий из ведомой шестерни первой ступени редуктора и ведущей шестерни второй ступени, редуктор выполнен двухступенчатым понижающим, шестерни первой ступени редуктора которого частично погружены в масляную ванну. Согласно техническому решению редуктор снабжен маслоулавливающими карманами и накопительной полостью с кожухом, а также карманом, ограничивающим объем масла в зоне ведущей шестерни первой ступени редуктора.

The utility model relates to self-propelled road vehicles, namely to devices for locating engines in the driving wheels of a vehicle or near them, and concerns the device of a portal drive axle of a low-floor passenger multi-seat wheeled vehicle. The technical problem solved by the proposed utility model is to improve the lubrication conditions of gearboxes, increase the transmission efficiency, reduce the oil temperature, increase the service intervals for changing the oil due to the improvement of its operating conditions. SUBSTANCE: drive portal axle with electric drive contains a connecting beam, at each end of which there is a bearing housing, in which an electric drive motor is located, connected through at least one gearbox with the axis of at least one wheel, a brake mechanism, the motor shaft being located with axial displacement relative to wheel axis down, the connecting beam is located below the wheel axis, the drive gear of the first stage of the gearbox is kinematically connected to the driven gear of the gearbox to transmit torque through the gear unit, consisting of the driven gear of the first stage of the gearbox and the drive gear of the second stage, the gearbox is made as a two-stage reduction gear, the gears of the first the gear stages of which are partially immersed in an oil bath. According to the technical solution, the gearbox is equipped with oil-catching pockets and a storage cavity with a casing, as well as a pocket that limits the volume of oil in the area of the drive gear of the first stage of the gearbox.

Description

Полезная модель относится к самоходным дорожным транспортным средствам, а именно к устройствам для расположения двигателей в ведущих колесах транспортного средства или вблизи от них, и касается устройства портального ведущего моста низкопольного пассажирского многоместного колесного транспортного средства.The utility model relates to self-propelled road vehicles, namely to devices for locating engines in the driving wheels of a vehicle or near them, and concerns the device of a portal drive axle of a low-floor passenger multi-seat wheeled vehicle.

Из уровня техники известен портальный мост низкопольного транспортного средства, включающий соединительную балку, на каждом конце которой размещен несущий корпус, в котором расположен приводной двигатель, связанный через редуктор с осью колеса, диски спаренных колес и тормозной механизм, причем вал двигателя расположен с осевым смещением относительно оси колеса вниз, соединительная балка расположена ниже оси колеса, а ведущая шестерня редуктора кинематически связана для передачи крутящего момента через блок шестерен с ведомой шестерней [1].From the prior art, a portal bridge of a low-floor vehicle is known, including a connecting beam, at each end of which a supporting housing is located, in which a drive motor is located, connected through a gearbox to the wheel axle, twin wheel disks and a brake mechanism, the motor shaft being located with axial displacement relative to wheel axis down, the connecting beam is located below the wheel axis, and the drive gear of the reducer is kinematically connected to transmit torque through the gear block with the driven gear [1].

Недостатком известного устройства является невозможность получения высокого передаточного числа одноступенчатого редуктора из-за размещения его и тормозного механизма в пространстве, ограниченном колесным диском.A disadvantage of the known device is the impossibility of obtaining a high gear ratio of a single-stage gearbox due to its placement and the brake mechanism in the space limited by the rim.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является портальный мост низкопольного транспортного средства, включающий соединительную балку, на каждом конце которой размещен несущий корпус, в котором расположен приводной двигатель, связанный через редуктор с осью колеса, диски спаренных колес и тормозной механизм, причем вал двигателя расположен с осевым смещением относительно оси колеса вниз, соединительная балка расположена ниже оси колеса, а ведущая шестерня редуктора кинематически связана для передачи крутящего момента через блок шестерен с ведомой шестерней, редуктор выполнен двухступенчатым понижающим и снабжен вспомогательной шестерней, которая, находясь в зацеплении с одной из шестерней указанного блока, частично погружена в масляную ванну, при этом редуктор и исполнительное устройство тормозного механизма, по меньшей мере, частично расположены внутри дисков спаренных колес [2].The closest to the proposed technical solution is a portal bridge of a low-floor vehicle, including a connecting beam, at each end of which there is a bearing housing, in which a drive motor is located, connected through a gearbox to the wheel axle, twin wheel disks and a brake mechanism, the motor shaft is located with axial displacement relative to the wheel axis downwards, the connecting beam is located below the wheel axis, and the drive gear of the gearbox is kinematically connected to transmit torque through the gear block with the driven gear, the gearbox is made as a two-stage reduction gear and is equipped with an auxiliary gear, which, being engaged with one of the gears of the specified block, partially immersed in an oil bath, while the gearbox and the actuator of the brake mechanism, at least partially, are located inside the disks of the twin wheels [2].

Недостатком данного технического решения является повышенные гидравлические потери энергии при его работе, влияющие на снижение КПД передачи, рост температуры масла.The disadvantage of this technical solution is the increased hydraulic energy losses during its operation, affecting the reduction in transmission efficiency, the increase in oil temperature.

Причина вышеуказанного заключается в следующим. Смещение двигателя при использовании цилиндрических многоступенчатых понижающих редукторов, обуславливает нижнее расположение быстроходных шестерен, что при необходимости поддержания продолжительного уровня межсервисного интервала обслуживания редуктора в условиях ограничений компоновки приводит к необходимости значительного погружения их в масляную ванну. При таком расположении шестерен увеличиваются гидравлические потери, снижается КПД передачи, растет температура масла. Как следствие, требуется уменьшение межсервисных интервалов по замене масла из-за ухудшения условий его работы. Кроме того, при высоких окружных скоростях колес центробежная сила сбрасывает масло с зубьев, и зацепление работает при недостаточном смазывании.The reason for the above is as follows. The displacement of the engine when using cylindrical multi-stage reduction gears causes the lower location of high-speed gears, which, if it is necessary to maintain a long service interval for servicing the gearbox under the conditions of layout restrictions, leads to the need for significant immersion in an oil bath. With this arrangement of gears, hydraulic losses increase, the transmission efficiency decreases, and the oil temperature rises. As a result, it is required to reduce the service intervals for changing the oil due to the deterioration of its operating conditions. In addition, at high circumferential speeds of the wheels, centrifugal force throws oil off the teeth, and the engagement works with insufficient lubrication.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является улучшение условий смазывания редукторов и устранение вышеуказанных недостатков.The technical problem solved by the proposed utility model is to improve the conditions for lubricating gearboxes and eliminate the above disadvantages.

1. Техническая задача решается тем, что ведущий портальный мост с электроприводом, содержащий соединительную балку, на каждом конце которой размещен несущий корпус, в котором расположен электрический приводной двигатель, связанный через по меньшей мере один редуктор с осью по меньшей мере одного колеса, тормозной механизм, причем вал двигателя расположен с осевым смещением относительно оси колеса вниз, соединительная балка расположена ниже оси колеса, ведущая шестерня первой ступени редуктора кинематически связана с ведомой шестерней редуктора для передачи крутящего момента через блок шестерен, состоящий из ведомой шестерни первой ступени редуктора и ведущей шестерни второй ступени, редуктор выполнен двухступенчатым понижающим, шестерни первой ступени редуктора которого частично погружены в масляную ванну, согласно предлагаемому техническому решению редуктор снабжен маслоулавливающими карманами и накопительной полостью с кожухом, а также карманом, ограничивающим объем масла в зоне ведущей шестерни первой ступени редуктора.1. The technical problem is solved by the fact that the leading portal bridge with an electric drive, containing a connecting beam, at each end of which there is a bearing housing, in which an electric drive motor is located, connected through at least one gearbox with the axis of at least one wheel, a brake mechanism , and the motor shaft is located with an axial displacement relative to the wheel axis downwards, the connecting beam is located below the wheel axis, the drive gear of the first stage of the gearbox is kinematically connected to the driven gear of the gearbox for transmitting torque through the gear block, consisting of the driven gear of the first stage of the gearbox and the drive gear of the second stages, the gearbox is made as a two-stage reduction gear, the gears of the first stage of the gearbox are partially immersed in an oil bath, according to the proposed technical solution, the gearbox is equipped with oil-catching pockets and a storage cavity with a casing, as well as a pocket that limits the volume of oil in the drive zone. schey gears of the first stage of the gearbox.

Предпочтительно, когда накопительная полость снабжена нижним отверстием.Preferably, the storage cavity is provided with a bottom opening.

Полезная модель поясняется графическими материалами, на которых даны следующие изображения:The utility model is illustrated by graphic materials, which show the following images:

фиг. 1 - общий вид ведущего портального моста с электроприводом;fig. 1 - General view of the leading portal bridge with electric drive;

фиг. 2 - двухступенчатый редуктор, общий вид;fig. 2 - two-stage gearbox, general view;

фиг. 3 - схема движения масла в редукторе;fig. 3 - diagram of the movement of oil in the gearbox;

фиг. 4 - схематичное размещение накопительной полости редуктора, вид спереди;fig. 4 - schematic placement of the accumulative cavity of the gearbox, front view;

фиг. 5 - схематичное размещение кожуха накопительной полости, вид сзади.fig. 5 - schematic placement of the casing of the storage cavity, rear view.

На чертежах обозначены следующие элементы:The drawings indicate the following elements:

1 - уровень масла покоя;1 - rest oil level;

2 - уровень масла при работе ведущего портального моста;2 - oil level during operation of the leading portal axle;

3 - карман;3 - pocket;

4 - ведущая шестерня первой ступени редуктора;4 - drive gear of the first stage of the gearbox;

5 - ведомая шестерня первой ступени редуктора;5 - driven gear of the first stage of the gearbox;

6 - кожух;6 - casing;

7 - маслоулавливающий карман;7 - oil catching pocket;

8 - маслоулавливающий карман;8 - oil catching pocket;

9 - ведомая шестерня второй ступени редуктора;9 - driven gear of the second stage of the gearbox;

10 - накопительная полость;10 - storage cavity;

11 - верхнее отверстие;11 - top hole;

12 - нижняя кромка стенки кармана;12 - lower edge of the pocket wall;

13 - подшипник;13 - bearing;

14 - нижнее отверстие;14 - bottom hole;

15 - ведущая шестерня второй ступени редуктора;15 - drive gear of the second stage of the gearbox;

16 - подшипник;16 - bearing;

17 - подшипник;17 - bearing;

18 - первый понижающий редуктор;18 - the first reduction gear;

19 - ось двигателя;19 - axis of the engine;

20 - ось колеса;20 - wheel axle;

21 - соединительная балка;21 - connecting beam;

22 - приводной двигатель;22 - drive motor;

23 - элементы подвески;23 - suspension elements;

24 - несущий корпус;24 - bearing body;

25 - тормозной механизм;25 - brake mechanism;

26 - тормозной диск;26 - brake disc;

27 - второй понижающий редуктор;27 - second reduction gear;

28 - ступица колеса.28 - wheel hub.

29 - масляная ванна.29 - oil bath.

Ведущий портальный мост с электроприводом содержит соединительную балку 21, на каждом конце соединительной балки 21 размещен несущий корпус 24, в котором расположен по меньшей мере один электрический приводной двигатель 22 с каждой стороны моста. Электрический приводной двигатель 22 связан через редукторы 18 и 27 с осью 20 колес (на чертеже не показаны), соответственно. Ведущий портальный мост снабжен тормозным механизмом 25 с тормозным диском 26 (показаны только для одной стороны моста). Вал (на чертеже не показан) электрического приводного двигателя 22 расположен с осевым смещением относительно оси 20 колес вниз. Соединительная балка 21 расположена ниже оси 20 колес. Ведущая шестерня 4 первой ступени редуктора кинематически связана с ведомой шестерней 9 для передачи крутящего момента через блок шестерен, состоящий из ведомой шестерни 5 первой ступени редуктора и ведущей шестерни второй ступени 15. Редуктор 18 выполнен двухступенчатым понижающим, ведущая шестерня 4 и ведомая шестерня 5 первой ступени редуктора частично погружены в масляную ванну 29. Таким образом, в двухступенчатом понижающем редукторе 18 применен картерный способ смазывания. Редуктор 18 снабжен маслоулавливающими карманами 7 и 8 и карманом 3, ограничивающим объем масла в зоне ведущей шестерни первой ступени редуктора 4, а также накопительной полостью 10 с кожухом 6. Ведущий портальный мост снабжен также вторым планетарным понижающим редуктором 27. Выходная шестерня первого понижающего редуктора 18 полуосью (на чертеже не показана) кинематически связана с солнечной шестерней (на чертеже не показана) планетарного понижающего редуктора 27. Кроме того, накопительная полость 10 снабжена верхним отверстием 11 и нижним отверстием 14.The drive portal bridge with electric drive includes a connecting beam 21, at each end of the connecting beam 21 there is a bearing housing 24, in which at least one electric drive motor 22 is located on each side of the bridge. The electric drive motor 22 is connected through gearboxes 18 and 27 with the axle 20 of the wheels (not shown), respectively. The leading portal axle is equipped with a brake mechanism 25 with a brake disc 26 (only shown for one side of the axle). Shaft (not shown) of the electric drive motor 22 is located with an axial offset relative to the axis 20 of the wheels down. The connecting beam 21 is located below the axis 20 of the wheels. The drive gear 4 of the first stage of the gearbox is kinematically connected to the driven gear 9 for transmitting torque through the gear unit, consisting of the driven gear 5 of the first stage of the gearbox and the drive gear of the second stage 15. The gearbox 18 is made of a two-stage reduction gear, the drive gear 4 and the driven gear 5 of the first stage the gearbox is partially immersed in the oil bath 29. Thus, in the two-stage reduction gearbox 18, the crankcase lubrication method is used. The gearbox 18 is equipped with oil-catching pockets 7 and 8 and a pocket 3 that limits the volume of oil in the zone of the drive gear of the first stage of the gearbox 4, as well as a storage cavity 10 with a casing 6. The drive portal axle is also equipped with a second planetary reduction gear 27. The output gear of the first reduction gear 18 axle shaft (not shown) is kinematically connected to the sun gear (not shown) of the planetary reduction gear 27. In addition, the storage cavity 10 is provided with an upper hole 11 and a lower hole 14.

Ведущий портальный мост с электроприводом работает следующим образом.Leading portal bridge with electric drive works as follows.

Во время покоя масло в картере редуктора находится на уровне линии 1. При вращении редуктора по мере разбрызгивания масла и заполнения им маслоулавливающих карманов 7 и 8, и накопительной полости 10 уровень масла снижается до уровня линии 2, ниже уровня верхней части кармана 3. Карман 3 ограничивает объем масла в зоне ведущей шестерни 4 первой ступени редуктора 18, а при вращении шестерни масло выбрасывается из кармана 3. Снижение уровня масла в процессе вращения обеспечивает снижение гидравлических потерь на перемешивание и разбрызгивание масла, а также обеспечивает более интенсивную циркуляцию масла через подшипники 16.During rest, the oil in the gearbox crankcase is at the level of line 1. When the gearbox rotates, as the oil splashes and fills the oil-catching pockets 7 and 8, and the storage cavity 10, the oil level drops to the level of line 2, below the level of the upper part of the pocket 3. Pocket 3 limits the volume of oil in the area of the drive gear 4 of the first stage of the gearbox 18, and when the gear rotates, the oil is ejected from the pocket 3. The decrease in the oil level during rotation reduces the hydraulic losses due to mixing and splashing of the oil, and also provides more intensive oil circulation through the bearings 16.

Во время вращения редуктора 18 шестерня 5 первой ступени за счет малого радиального зазора с кожухом 6 обеспечивает насосный эффект. Масло, завлекаемое зубьями шестерни 5, попадает при помощи кожуха 6 через отверстие 11 в маслоулавливающий карман 7.During the rotation of the gearbox 18, the gear 5 of the first stage, due to the small radial clearance with the casing 6, provides a pumping effect. The oil lured by the teeth of the gear 5 enters with the help of the casing 6 through the hole 11 into the oil catch pocket 7.

Масло растекается по маслоулавливающему карману 7, попадает по каналам в корпусах редуктора (не показаны) к подшипникам 13, 16 и 17 валов (на чертеже не показаны). При достижении уровня масла в кармане 7 выше нижней кромки 12 стенки кармана масло заполняет накопительную полость 10, имеющую в нижней части отверстие 14. Из отверстия 14 масло попадет на малую шестерню 15 второй ступени редуктора, обеспечивая смазку зубчатого зацепления шестерни 15 и 9. Размер отверстия 14 подобран таким образом, чтобы масло задерживалось в накопительной полости 10.The oil spreads through the oil-catching pocket 7, enters through the channels in the gearbox housings (not shown) to the bearings 13, 16 and 17 of the shafts (not shown in the drawing). When the oil level in the pocket 7 is above the lower edge 12 of the pocket wall, the oil fills the storage cavity 10, which has a hole 14 in the lower part. From the hole 14, the oil will fall on the small gear 15 of the second stage of the gearbox, providing lubrication of the gearing of the gears 15 and 9. The size of the hole 14 is selected in such a way that the oil is retained in the storage cavity 10.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно повысить надежность работы электропривода ведущего портального моста за счет постоянной и точной смазки всех ступеней редуктора и подшипников, а также сократить гидравлические потери в редукторе и увеличить КПД всей передачи. Кроме того, комплекс предложенных решений позволяет увеличить межсервисный интервал обслуживания ведущего портального моста с электроприводом.The proposed design makes it possible to significantly increase the reliability of the electric drive of the drive portal axle due to constant and precise lubrication of all stages of the gearbox and bearings, as well as reduce hydraulic losses in the gearbox and increase the efficiency of the entire transmission. In addition, the complex of proposed solutions allows to increase the service interval of the drive portal axle with electric drive.

Источники информации:Sources of information:

1. CN 202448733, кл. B60K 7/00, опубл. 26.09.2012.1. CN 202448733, class. B60K 7/00, publ. 09/26/2012.

2. RU 146251 U1, кл. B60K 7/00, публ.10.10.2014.2. RU 146251 U1, class. B60K 7/00, publ. 10.10.2014.

Claims (2)

1. Ведущий портальный мост с электроприводом, содержащий соединительную балку, на каждом конце которой размещен несущий корпус, в котором расположен электрический приводной двигатель, связанный через по меньшей мере один редуктор с осью по меньшей мере одного колеса, тормозной механизм, причем вал двигателя расположен с осевым смещением относительно оси колеса вниз, соединительная балка расположена ниже оси колеса, ведущая шестерня первой ступени редуктора кинематически связана с ведомой шестерней редуктора для передачи крутящего момента через блок шестерен, состоящий из ведомой шестерни первой ступени редуктора и ведущей шестерни второй ступени, редуктор выполнен двухступенчатым понижающим, шестерни первой ступени редуктора которого частично погружены в масляную ванну, отличающийся тем, что редуктор снабжен маслоулавливающими карманами и накопительной полостью с кожухом, а также карманом, ограничивающим объем масла в зоне ведущей шестерни первой ступени редуктора.1. Leading portal bridge with electric drive, containing a connecting beam, at each end of which there is a bearing housing, in which an electric drive motor is located, connected through at least one gearbox with the axis of at least one wheel, a brake mechanism, and the motor shaft is located with axial displacement relative to the wheel axis down, the connecting beam is located below the wheel axis, the drive gear of the first stage of the gearbox is kinematically connected to the driven gear of the gearbox to transmit torque through the gear set, consisting of the driven gear of the first stage of the gearbox and the drive gear of the second stage, the gearbox is made as a two-stage reduction , the gears of the first stage of the gearbox of which are partially immersed in an oil bath, characterized in that the gearbox is equipped with oil trapping pockets and a storage cavity with a casing, as well as a pocket that limits the volume of oil in the area of the drive gear of the first stage of the gearbox. 2. Ведущий портальный мост с электроприводом по п. 1, отличающийся тем, что накопительная полость снабжена нижним отверстием.2. Leading portal bridge with electric drive according to claim 1, characterized in that the storage cavity is provided with a bottom hole.

Images