RU2813165C1 - Motorized wheel of vehicle - Google Patents

Abstract

FIELD: transport vehicles.

SUBSTANCE: motorized wheel of a vehicle contains an electric motor located on the wheel axis in a support mounted by means of bearings on the wheel hub, a planetary gearbox installed on the outer side of the wheel, and a brake mechanism located on the inner side of the wheel. The rotating part of the brake mechanism is connected to the hub. The motor housing is mounted in a support made with an outer flange and a rear wall. A cylindrical hole is made in the outer flange, intersecting at the periphery end, equally spaced grooves with threaded holes. The annular protrusion of the electric motor housing is centered in the cylindrical hole. A blind radial groove is made in the fist disk, located horizontally and adjacent to the rear wall of the support from the outside, forming a cavity. A brake caliper platform is installed in the cavity, secured with bolts.

EFFECT: durability of the motor-wheel increases.

5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам и касается расположения электродвигателя в его ведущих колесах.The invention relates to vehicles and concerns the location of an electric motor in its drive wheels.

Из уровня техники известно мотор-колесо легкового автомобиля, показанное в патенте RU 2334626. Это мотор-колесо содержит электродвигатель, состоящий из статора, закрепленного неподвижно на силовых элементах подвески, на поворотном кулаке автомобильного колеса, и ротора электродвигателя. Ротор расположен на диске автомобильного колеса, при этом активный элемент ротора внутри которого размещено «беличье колесо», состоящее из двух стальных колес, соединенных между собой стальными шпильками, выполнен из легкосплавного материала в виде кольцевой вставки с отбортовкой с отверстиями на ней и закреплен в ободе колеса с помощью винтов. Щель между колесной вставкой и ободом колеса заполнена полимерным клеем. Одним из недостатков этого мотор-колеса является консольная установка кольцевой вставки ротора и статора электродвигателя в обод колеса. Наличие щели между кольцевой вставкой и ободом колеса, которую заполняют полимерным клеем, толщина которого может быть неравномерной, и отсутствие центрирования статора относительно кронштейнов подвески приведет к несоосному расположению ротора относительно статора и искажению воздушного зазора между ними, что ухудшит работоспособность электродвигателя. При износе элементов поворотного кулака у статора появляется свобода перемещения как в осевом, так и в радиальном направлениях, что приведет к заклиниванию вращения ротора. Другими недостатками этого мотор-колеса является расположение его тормозного механизма во внутреннем пространстве ротора и отсутствие защиты электродвигателя от действия окружающей среды. Попадание в электродвигатель инородных предметов, таких как песок, грязь, продуктов износа тормозного диска и т.д., приведет к заклиниванию ротора, а попадание воды, к короткому замыканию обмоток статора. Заклинивание ротора электродвигателя одного из мотор-колес при движении легкового автомобиля может привести к аварийной ситуации. Дальнейшая эксплуатация потребует замены всего мотор-колеса, поскольку оно не подлежит восстановлению. Таким образом, представленное мотор-колесо имеет низкие эксплуатационные свойства и долговечность.A motor-wheel of a passenger car is known from the prior art, shown in patent RU 2334626. This motor-wheel contains an electric motor consisting of a stator fixedly mounted on the power elements of the suspension, on the steering knuckle of the automobile wheel, and an electric motor rotor. The rotor is located on the disk of a car wheel, while the active element of the rotor inside of which is a “squirrel wheel”, consisting of two steel wheels connected to each other by steel pins, made of light alloy material in the form of a ring insert with a flange with holes on it and fixed in the rim wheels with screws. The gap between the wheel insert and the wheel rim is filled with polymer glue. One of the disadvantages of this wheel motor is the cantilever installation of the ring insert of the rotor and the electric motor stator into the wheel rim. The presence of a gap between the ring insert and the wheel rim, which is filled with polymer glue, the thickness of which may be uneven, and the lack of centering of the stator relative to the suspension brackets will lead to a misaligned position of the rotor relative to the stator and distortion of the air gap between them, which will impair the performance of the electric motor. When the elements of the steering knuckle wear out, the stator becomes free to move in both axial and radial directions, which will lead to jamming of the rotor rotation. Other disadvantages of this wheel motor are the location of its braking mechanism in the internal space of the rotor and the lack of protection of the electric motor from the environment. The entry of foreign objects into the electric motor, such as sand, dirt, wear products of the brake disc, etc., will lead to jamming of the rotor, and the entry of water will lead to a short circuit of the stator windings. Jamming of the electric motor rotor of one of the motor-wheels while a passenger car is moving can lead to an emergency. Further operation will require replacement of the entire motor-wheel, since it cannot be restored. Thus, the presented motor-wheel has low performance properties and durability.

Известно также мотор-колесо транспортного средства, показанное в патенте US 5087229, содержащее шину с дисковым ободом, соединенным с вращающейся частью тормозного механизма, расположенного с наружной стороны колеса на ступице, установленной посредством подшипников на опоре колеса. Ступица колеса соединена с водилом планетарного однорядного редуктора, собранного в своем корпусе, присоединенном к опоре и расположенном в ее внутренней полости. Коронная шестерня редуктора, являющаяся частью корпуса, связана через сателлиты, установленные на осях водила, с валом - солнечной шестерней. Вал солнечной шестерни соединен шлицевым соединением со ступицей ротора электродвигателя переменного тока с постоянными магнитами, расположенного с внутренней стороны колеса. Ступица ротора электродвигателя установлена на двухрядном шариковом подшипнике в корпусе редуктора. Подшипник закрыт крышкой с уплотнением. Ступица ротора электродвигателя выполнена с чашей, имеющей цилиндрическую секцию, расположенную над корпусом редуктора. С наружной стороны секции приклеены постоянные магниты и прикреплены к ней механически. Постоянные магниты имеют магнитную связь с полюсами статорного пакета с трехфазной обмоткой, расположенного над ними, через воздушный зазор. Стальной пакет статора установлен в корпусе и закрыт крышкой. Крышка и корпус статора присоединены к неподвижной опоре колеса и расположены с его внутренней стороны. Консольная установка ротора электродвигателя на валу солнечной шестерни редуктора, связанной с плавающим водилом, имеющим возможность осевого и радиального перемещения, и наличие увеличенного числа связей и соединений приведет к вибрации ротора и искажению воздушного зазора между статором и постоянными магнитами ротора, ухудшит работоспособность электродвигателя мотор-колеса. Расположение планетарного редуктора во внутренней полости ротора, затрудняет проведение его технического обслуживания, а отсутствие взаимосвязи внутренней полости планетарного редуктора, заполненного жидкой смазкой, с атмосферой, приведет к выходу из строя его уплотнений и вытеканию смазки во внутреннюю полость статора. Уменьшение количества жидкой смазки и наличие избыточной подвижности шестерен редуктора приведет к увеличению температурного состояния редуктора, что ухудшит работоспособность шестерен, снизит их долговечность. Попадание смазки с продуктами износа шестерен редуктора во внутреннюю полость статора ухудшит работоспособность электродвигателя и может привести к заклиниванию ротора.Also known is a vehicle wheel motor, shown in US Pat. No. 5,087,229, comprising a tire with a disc rim connected to a rotating part of a brake mechanism located on the outside of the wheel on a hub mounted by means of bearings on a wheel support. The wheel hub is connected to the carrier of a planetary single-row gearbox, assembled in its own housing, attached to the support and located in its internal cavity. The ring gear of the gearbox, which is part of the housing, is connected through satellites mounted on the axles of the carrier to the shaft - the sun gear. The sun gear shaft is splined to the rotor hub of an AC permanent magnet motor located on the inside of the wheel. The rotor hub of the electric motor is mounted on a double-row ball bearing in the gearbox housing. The bearing is closed by a cover with a seal. The rotor hub of the electric motor is made with a bowl having a cylindrical section located above the gearbox housing. Permanent magnets are glued to the outside of the section and mechanically attached to it. Permanent magnets have a magnetic connection with the poles of a stator package with a three-phase winding located above them through an air gap. The stator steel package is installed in the housing and closed with a lid. The cover and stator housing are attached to the fixed support of the wheel and are located on its inner side. The cantilever installation of the electric motor rotor on the shaft of the sun gear of the gearbox, connected to a floating carrier, capable of axial and radial movement, and the presence of an increased number of links and connections will lead to vibration of the rotor and distortion of the air gap between the stator and the permanent magnets of the rotor, which will worsen the performance of the motor-wheel motor. . The location of the planetary gearbox in the internal cavity of the rotor makes it difficult to carry out its maintenance, and the lack of connection between the internal cavity of the planetary gearbox filled with liquid lubricant and the atmosphere will lead to failure of its seals and leakage of lubricant into the internal cavity of the stator. A decrease in the amount of liquid lubricant and the presence of excessive mobility of the gears of the gearbox will lead to an increase in the temperature state of the gearbox, which will worsen the performance of the gears and reduce their durability. If lubricant with wear products of the gearbox gears gets into the internal cavity of the stator, it will impair the performance of the electric motor and can lead to jamming of the rotor.

В авторском свидетельстве № 765036, выданном в СССР, показано мотор-колесо, содержащее электродвигатель, расположенный в опоре, установленной посредством подшипников на ступице колеса с двухскатной шиной, планетарный редуктор, установленный с внешней стороны колеса и тормозной механизм, расположенный с внутренней стороны колеса. Недостатками этого мотор-колеса является его большой осевой размер и масса, что исключает возможность его применения для привода управляемой передней оси транспортного средства.Author's certificate No. 765036, issued in the USSR, shows a wheel motor containing an electric motor located in a support mounted by means of bearings on the wheel hub with a dual-pitch tire, a planetary gearbox installed on the outside of the wheel and a brake mechanism located on the inside of the wheel. The disadvantages of this motor-wheel are its large axial size and weight, which excludes the possibility of its use for driving the steered front axle of a vehicle.

В другом авторском свидетельстве № 1622176 А1, выданном в СССР, показано мотор-колесо транспортного средства содержащее опору, на которой с внутренней стороны колеса закреплен редуктор и суппорт тормозного механизма. Ведомое звено редуктора и тормозной барабан соединены со ступицей, ступица соединена с ободом колеса. Ведомое звено редуктора связано кинематически с его ведущим звеном, соединенным торсионом с валом электродвигателя. В ступице размещены подшипники, внутренние обоймы подшипников установлены на корпусе электродвигателя. Недостатком этого мотор-колеса является сложность конструкции, большая масса и габаритные размеры, что ограничивает его применение для привода управляемой передней оси транспортного средства.Another copyright certificate No. 1622176 A1, issued in the USSR, shows a motor-wheel of a vehicle containing a support on which a gearbox and brake caliper are attached to the inside of the wheel. The driven link of the gearbox and the brake drum are connected to the hub, the hub is connected to the wheel rim. The driven link of the gearbox is connected kinematically with its driving link, connected by a torsion bar to the electric motor shaft. The hub contains bearings, the inner races of the bearings are installed on the motor housing. The disadvantage of this wheel motor is the complexity of the design, large weight and overall dimensions, which limits its use for driving the steered front axle of a vehicle.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является мотор-колесо, показанное в авторском свидетельстве №765036, выданном в СССР.The closest analogue of the claimed invention is the motor-wheel shown in the author's certificate No. 765036, issued in the USSR.

Решаемая задача – создание управляемого мотор-колеса транспортного средства с улучшенными эксплуатационными свойствами при повышении его долговечности для привода передней оси грузовых автомобилей и автопоездов.The problem being solved is the creation of a controlled motor-wheel of a vehicle with improved performance properties while increasing its durability for driving the front axle of trucks and road trains.

Решение задачи создания управляемого мотор-колеса транспортного средства с улучшенными эксплуатационными свойствами при повышении его долговечности для привода передней оси грузовых автомобилей и автопоездов обеспечено тем, что мотор-колесо транспортного средства содержит электродвигатель, расположенный на оси колеса в опоре, установленной посредством подшипников на ступице колеса. Планетарный редуктор установлен с внешней стороны колеса. Тормозной механизм расположен с внутренней стороны колеса, причем вращающаяся часть тормозного механизма соединена со ступицей. Корпус электродвигателя установлен в опоре, сделанной с наружным фланцем и задней стенкой. В наружном фланце выполнено цилиндрическое отверстие, пересекающее на периферии торцевые, равнорасположенные пазы с резьбовыми отверстиями. В цилиндрическом отверстии центрирован кольцевой выступ корпуса электродвигателя, в пазах расположены выступы его переднего подшипникового щита, закрепленные болтами, ввернутыми в резьбовые отверстия пазов фланца опоры. С внутренней стороны задней стенки опоры сделан выступ в форме усеченного конуса с осевым шлицевым отверстием, в котором установлен и зафиксирован от осевого перемещения стопорным кольцом шлицевой вал диска поворотного вилочного кулака. Со стороны шлицевого вала в диске кулака сделан глухой радиальный паз, расположенный горизонтально и примыкающий к стенке опоры снаружи, с образованием полости. В полости установлена плотно площадка суппорта тормозного механизма, закрепленная в ней болтами, ввернутыми с наружной стороны диска поворотного вилочного кулака в заднюю стенку опоры, соединенную крепежными элементами с диском поворотного кулака, связанного кинематически с балкой переднего моста транспортного средства.The solution to the problem of creating a controlled motor-wheel of a vehicle with improved performance properties while increasing its durability for driving the front axle of trucks and road trains is ensured by the fact that the motor-wheel of the vehicle contains an electric motor located on the wheel axis in a support mounted by means of bearings on the wheel hub . The planetary gearbox is installed on the outside of the wheel. The brake mechanism is located on the inside of the wheel, and the rotating part of the brake mechanism is connected to the hub. The motor housing is mounted in a support made with an outer flange and a rear wall. A cylindrical hole is made in the outer flange, intersecting at the periphery end, equally spaced grooves with threaded holes. The annular protrusion of the electric motor housing is centered in the cylindrical hole, and the protrusions of its front bearing shield are located in the grooves, secured with bolts screwed into the threaded holes of the grooves of the support flange. On the inside of the rear wall of the support there is a protrusion in the shape of a truncated cone with an axial spline hole, in which the splined shaft of the fork knuckle disk is installed and secured against axial movement by a locking ring. On the side of the splined shaft, a blind radial groove is made in the knuckle disk, located horizontally and adjacent to the support wall from the outside, forming a cavity. The brake caliper platform is tightly installed in the cavity, secured in it with bolts screwed from the outer side of the steering knuckle disk into the rear wall of the support, connected by fasteners to the steering knuckle disk, kinematically connected to the front axle beam of the vehicle.

Центрирование и закрепление электродвигателя в опоре исключает воздействие на его корпус вертикальных нагрузок от массы транспортного средства, а соединение опоры с диском поворотного вилочного кулака посредством фиксированного шлицевого и резьбового соединений оптимизирует распределение между ними крутящего момента при движении и торможении, что улучшает эксплуатационные свойства мотор-колеса, повышает его долговечность.Centering and securing the electric motor in the support eliminates the impact on its body of vertical loads from the mass of the vehicle, and connecting the support to the fork knuckle disk via fixed spline and threaded connections optimizes the distribution of torque between them during movement and braking, which improves the performance properties of the motor-wheel , increases its durability.

Центральная ось шлицевого вала диска поворотного вилочного кулака смещена относительно своего горизонтального расположения в угловом направлении.The central axis of the spline shaft of the fork knuckle disk is shifted relative to its horizontal location in the angular direction.

Смещение центральной оси шлицевого вала диска поворотного вилочного кулака в угловом направлении относительно своего горизонтального расположения обеспечивает устойчивость транспортного средства, повышает долговечность шины мотор-колеса.The displacement of the central axis of the spline shaft of the fork knuckle disk in the angular direction relative to its horizontal location ensures the stability of the vehicle and increases the durability of the motor-wheel tire.

К фланцу опоры присоединен фланец шестерни внутреннего зацепления планетарного двухрядного редуктора, соединенный жестко с крышкой, закрывающей электродвигатель с наружной стороны. Шестерня сделана с двумя зубчатыми венцами разной ширины, расположенными в линию, зацеплена с сателлитами редуктора, имеющими одинаковые параметры, и установлена посредством подшипников качения на ступице колеса, соединенной с наружной стороны с водилом второго ряда и ободом колеса с односкатной шиной. С внутренней стороны ступица соединена с трубчатым удлинителем тормозного диска, сделанного с увеличенным внутренним и наружным диаметрами и расположенного с зазором над опорой в ободе колеса. Суппорт тормоза, охватывающий часть тормозного диска снаружи, окружен скобой тормозного механизма с гидравлическим управлением, имеющей возможность ограниченного осевого перемещения и расположенной частично вне обода колеса, вертикально перед поворотным вилочным кулаком, сделанным с полками, имеющими резьбовые отверстия для крепления рычагов управления.Attached to the support flange is the flange of the internal gear of the planetary double-row gearbox, which is rigidly connected to the cover that covers the electric motor from the outside. The gear is made with two ring gears of different widths, arranged in a line, meshed with gear satellites having the same parameters, and installed by means of rolling bearings on the wheel hub, connected on the outside to the carrier of the second row and the wheel rim with a single tire. On the inside, the hub is connected to a tubular extension of the brake disc, made with increased internal and external diameters and located with a gap above the support in the wheel rim. The brake caliper, enclosing a portion of the brake disc from the outside, is surrounded by a hydraulically controlled brake caliper having limited axial movement and located partially outside the wheel rim, vertically in front of the steering knuckle, made with shelves having threaded holes for attaching control arms.

Такое выполнение планетарного редуктора и тормозного механизма в совокупности с приведенными выше признаками позволит при использовании содействовать улучшению эксплуатационных свойств мотор-колеса при повышении его долговечности, поскольку способствует оптимальному распределению нагрузки в зацеплении шестерен первого и второго рядов, имеющих одинаковые параметры, что существенно сказывается на их работе, а передаваемый при торможении мотор-колесу тормозной момент достигается за счет уменьшения усилия сжатия тормозных колодок с диском тормоза, поскольку тормозной диск имеет увеличенный средний радиус, что позволит уменьшить удельное давление на поверхности трения, увеличить срок службы тормозных колодок.This design of the planetary gearbox and brake mechanism, in combination with the above features, will allow, when used, to help improve the operational properties of the motor-wheel while increasing its durability, since it promotes optimal load distribution in the mesh of the gears of the first and second rows, which have the same parameters, which significantly affects their work, and the braking torque transmitted during braking to the motor-wheel is achieved by reducing the compression force of the brake pads with the brake disc, since the brake disc has an increased average radius, which will reduce the specific pressure on the friction surface and increase the service life of the brake pads.

Солнечная шестерня первого планетарного ряда планетарного редуктора связана кинематически с водилом второго ряда, установлена и зафиксирована стопорным кольцом на торсионном валу, соединенном посредством шлицевого соединения с ротором электродвигателя и установленном на подшипниках качения. Один из подшипников расположен в крышке, закрывающей электродвигатель снаружи, и уплотнен. Другой подшипник качения установлен в отверстии, сделанном в шлицевом валу диска поворотного вилочного кулака, перед задним подшипниковым щитом ротора электродвигателя.The sun gear of the first planetary gear of the planetary gearbox is kinematically connected to the carrier of the second row, installed and secured with a retaining ring on the torsion shaft, connected by means of a spline to the rotor of the electric motor and mounted on rolling bearings. One of the bearings is located in the cover that covers the electric motor from the outside and is sealed. Another rolling bearing is installed in a hole made in the splined shaft of the steering knuckle disc, in front of the rear bearing shield of the electric motor rotor.

В трубчатом участке опоры, выступающим из обода колеса, сделано окно. Напротив окна, внутри опоры, на заднем подшипниковом щите ротора электродвигателя установлен клеммный блок с изолированными друг от друга секциями, в которых размещены выводы обмоток статора электродвигателя с возможностью соединения с силовыми проводами для токопровода от внешнего источника тока.A window is made in the tubular section of the support protruding from the wheel rim. Opposite the window, inside the support, on the rear bearing shield of the electric motor rotor, there is a terminal block with sections isolated from each other, in which the leads of the stator windings of the electric motor are located with the possibility of connecting to power wires for the current conductor from an external current source.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в улучшении эксплуатационных свойств управляемого мотор-колеса транспортного средства при повышении его долговечности. The technical result provided by the invention is to improve the performance properties of a controlled motor-wheel of a vehicle while increasing its durability.

На фигуре 1 показано мотор-колесо транспортного средства с центрированием электродвигателя и креплением суппорта тормозного механизма, продольный разрез.Figure 1 shows the motor-wheel of a vehicle with the centering of the electric motor and the fastening of the brake caliper, a longitudinal section.

На фигуре 2 показано мотор-колесо по фигуре 1 с элементами планетарного редуктора и тормозного механизма, продольный разрез.Figure 2 shows the wheel motor according to figure 1 with elements of a planetary gearbox and a brake mechanism, a longitudinal section.

На фигуре 3 показано мотор-колесо по фигуре 1, вид А.Figure 3 shows the wheel motor according to figure 1, view A.

На фигуре 4 показана опора мотор-колеса, продольный разрез. Figure 4 shows the motor-wheel support, a longitudinal section.

На фигуре 5 показана опора мотор-колеса по фигуре 4, вид В.Figure 5 shows the motor-wheel support according to figure 4, view B.

На фигуре 6 показан передний подшипниковый щит электродвигателя, вид спереди.Figure 6 shows the front bearing shield of the electric motor, front view.

На фигуре 7 показан дисковый поворотный вилочный кулак со стороны шлицевого вала, изометрическая проекцияFigure 7 shows the disc steering knuckle from the spline shaft side, isometric view

На фигуре 8 показан суппорт тормозного механизма с площадкой, вид сбоку.Figure 8 shows a brake caliper with a platform, side view.

На фигуре 9 показана установка торсионного вала в электродвигателе мотор-колеса, продольный разрез.Figure 9 shows the installation of a torsion shaft in a wheel motor electric motor, a longitudinal section.

Мотор-колесо транспортного средства содержит электродвигатель 1, расположенный на оси 2 колеса в опоре 3. Опора 3 установлена посредством подшипников 4 и 5 на ступице 6. Планетарный редуктор 7 установлен с внешней стороны колеса. Тормозной механизм 8 расположен с внутренней стороны колеса. Вращающаяся часть 9 тормозного механизма 8 соединена со ступицей 6.The vehicle wheel motor contains an electric motor 1 located on the wheel axis 2 in a support 3. The support 3 is installed by means of bearings 4 and 5 on the hub 6. The planetary gearbox 7 is installed on the outside of the wheel. The brake mechanism 8 is located on the inside of the wheel. The rotating part 9 of the brake mechanism 8 is connected to the hub 6.

Корпус 10 электродвигателя 1 установлен в опоре 3. Опора 3 сделана с наружным фланцем 11 и задней стенкой 12 (см. фиг. 1 и 4). Для центрирования корпуса 10 в опоре 3, с наружной стороны фланца 11 выполнено цилиндрическое отверстие 13. Отверстие 13 пересекает на периферии торцевые, равнорасположенные пазы 14, сделанные в виде открытых круговых секторов 15 с резьбовыми отверстиями 16 (см. фиг. 1, 4 и 5). В цилиндрическом отверстии 13 центрирован кольцевой выступ 17 корпуса электродвигателя 1, в пазах 14 расположены выступы 18 его переднего подшипникового щита 19, присоединенного к корпусу электродвигателя 1 (см. фиг. 1). Выступы 18 сделаны в виде круговых сегментов 20 со сквозными отверстиями 21 (см. фиг. 6). В сквозных 21 и резьбовых 16 отверстиях установлены болты 22, прикрепляя корпус 10 электродвигателя 1 к опоре 3 (см. фиг. 1). С наружной стороны задней стенки 12 опоры 3 сделаны радиальные отверстия 23 и три резьбовых отверстия 24 (см. фиг. 4 и 5). С внутренней стороны стенки 12 опоры 3 сделан выступ 25 в форме усеченного конуса с осевым шлицевым отверстием 26 (см. фиг. 1 и 4). В шлицевом отверстии 26 установлен и зафиксирован от осевого перемещения стопорным кольцом 27 шлицевой вал 28 диска 29 поворотного вилочного кулака 30 (см. фиг. 1 и 7). Для установки стопорного кольца 27 на валу 28 предусмотрена канавка 31. Со стороны шлицевого вала 28 в диске 29 кулака 30 сделаны резьбовые отверстия 32 и глухой радиальный паз 33 с тремя сквозными отверстиями 34, расположенный горизонтально и примыкающий к задней стенке 12 опоры 3 снаружи, образуя полость 35 (см. фиг. 1 и 7). В полости 35 установлена плотно площадка 36, выполненная совместно с суппортом 37 тормозного механизма 8, расположенного вертикально (см. фиг. 1, 3 и 8). В площадке 36 сделаны три сквозных отверстия 38, совпадающие по расположению с резьбовыми отверстиями 24, сделанными в задней стенке 12 опоры 3, и сквозными отверстиями 34, сделанными в пазу 33 диска 29 поворотного вилочного кулака 30, и в них расположены болты 39 (см. фиг. 1 и 3). Болты 39 ввернуты с наружной стороны диска 29 кулака 30 в резьбовые отверстия 24 задней стенки 12 опоры 3. В резьбовые отверстия 32, сделанные в диске 29 кулака 30, ввернуты шпильки 40, расположенные в радиальных отверстиях 23 задней стенки 12. Шпильки 40 зафиксированы гайками 41, соединяя заднюю стенку 12 опоры 3 с диском 29 поворотного вилочного кулака 30. Поворотный вилочный кулак 30 связан с балкой 42 переднего моста транспортного средства шкворнем 43 (см. фиг. 1). Шкворень 43 установлен в отверстиях 44 и 45 поворотного кулака 30 (см. фиг. 3).The housing 10 of the electric motor 1 is installed in the support 3. The support 3 is made with an outer flange 11 and a rear wall 12 (see Figs. 1 and 4). To center the housing 10 in the support 3, a cylindrical hole 13 is made on the outside of the flange 11. The hole 13 intersects at the periphery the end, equally spaced grooves 14, made in the form of open circular sectors 15 with threaded holes 16 (see Fig. 1, 4 and 5 ). In the cylindrical hole 13, the annular protrusion 17 of the housing of the electric motor 1 is centered, in the grooves 14 there are protrusions 18 of its front bearing shield 19, attached to the housing of the electric motor 1 (see Fig. 1). The projections 18 are made in the form of circular segments 20 with through holes 21 (see Fig. 6). Bolts 22 are installed in the through 21 and threaded holes 16, attaching the housing 10 of the electric motor 1 to the support 3 (see Fig. 1). On the outside of the rear wall 12 of the support 3, radial holes 23 and three threaded holes 24 are made (see Figs. 4 and 5). On the inside of the wall 12 of the support 3 there is a protrusion 25 in the shape of a truncated cone with an axial slotted hole 26 (see Figs. 1 and 4). In the splined hole 26, the splined shaft 28 of the disk 29 of the fork knuckle 30 is installed and secured from axial movement by a retaining ring 27 (see Figs. 1 and 7). To install the retaining ring 27 on the shaft 28, a groove 31 is provided. On the side of the splined shaft 28, threaded holes 32 and a blind radial groove 33 with three through holes 34 are made in the disk 29 of the fist 30, located horizontally and adjacent to the rear wall 12 of the support 3 from the outside, forming cavity 35 (see Figs. 1 and 7). In the cavity 35 there is a tightly installed platform 36, made together with the caliper 37 of the brake mechanism 8, located vertically (see Figs. 1, 3 and 8). Three through holes 38 are made in the platform 36, coinciding in location with threaded holes 24 made in the rear wall 12 of the support 3, and through holes 34 made in the groove 33 of the disk 29 of the fork knuckle 30, and bolts 39 are located in them (see Fig. Fig. 1 and 3). Bolts 39 are screwed from the outside of the disk 29 of the fist 30 into the threaded holes 24 of the rear wall 12 of the support 3. In the threaded holes 32 made in the disk 29 of the fist 30, studs 40 are screwed, located in the radial holes 23 of the rear wall 12. The studs 40 are secured with nuts 41 , connecting the rear wall 12 of the support 3 with the disk 29 of the steering knuckle 30. The steering knuckle 30 is connected to the beam 42 of the front axle of the vehicle by a kingpin 43 (see Fig. 1). The kingpin 43 is installed in holes 44 and 45 of the steering knuckle 30 (see Fig. 3).

Центральная ось 2 шлицевого вала 28 диска 29 поворотного вилочного кулака 30 и обода 46 колеса смещена относительно своего горизонтального расположения на угол α в вертикальной плоскости вниз (см. фиг. 1 и 2). Угол α находится в пределах от сорока минут до одного градуса и определяется заданным при обработке положением оси 2 шлицевого вала 28 диска 29 поворотного вилочного кулака 30 по отношению к отверстиям 44 и 45 под шкворень 43 (см. фиг. 2 и 3).The central axis 2 of the spline shaft 28 of the disk 29 of the fork knuckle 30 and the wheel rim 46 is shifted relative to its horizontal location by an angle α in the vertical plane downwards (see Figs. 1 and 2). The angle α is in the range from forty minutes to one degree and is determined by the position of the axis 2 of the splined shaft 28 of the disk 29 of the fork knuckle 30, specified during processing, in relation to the holes 44 and 45 for the king pin 43 (see Figs. 2 and 3).

К фланцу 11 опоры 3 присоединен фланец 47 шестерни 48 внутреннего зацепления планетарного двухрядного редуктора 7. Фланец 47 соединен жестко с крышкой 49, закрывающий электродвигатель 1 с наружной стороны (см. фиг. 2). Шестерня 48 сделана с двумя зубчатыми венцами 50 и 51, расположенными в линию и зацепленными с сателлитами 52 и 53 редуктора 7. Сателлиты 52 и 53 имеют одинаковые параметры, такие как модуль, число зубьев, диаметральные размеры и другие, Шестерня 48 установлена посредством подшипников качения 4 и 5 на ступице 6 колеса. Ступица 6 соединена с наружной стороны с водилом 54 второго ряда редуктора 7 и дисковым ободом 46 колеса с односкатной шиной 55. Ступица 6 соединена с внутренней стороны с вращающимся трубчатым удлинителем 9 тормозного диска 56. Тормозной диск 56 имеет увеличенный внутренний и наружный диаметры, по сравнению с диаметральными размерами серийного тормозного диска, и расположен с зазором 57 над опорой 3 в ободе 46 колеса (см. фиг. 2). Суппорт 37 тормозного механизма 8 (см. фиг. 2 и 8), охватывающий часть тормозного диска 56 снаружи, окружен скобой 58 тормозного механизма 8 с гидравлическим управлением (см. фиг. 3). Скоба 58 имеет возможность ограниченного осевого перемещения, что связано с износом фрикционного материала тормозных колодок (не показаны), установленных в суппорте 37 тормозного механизма 8. Скоба 58 расположена частично вне обода 46 колеса, вертикально перед поворотным вилочным кулаком 30. Вилочный кулак 30 сделан с полками 59 и 60, имеющими резьбовые отверстия 61 и 62 (см. фиг. 2 и 3) для крепления рычагов управления (не показаны).The flange 11 of the support 3 is connected to the flange 47 of the gear 48 of the internal gearing of the planetary double-row gearbox 7. The flange 47 is rigidly connected to the cover 49, which covers the electric motor 1 from the outside (see Fig. 2). Gear 48 is made with two ring gears 50 and 51, arranged in line and meshed with satellites 52 and 53 of gearbox 7. The satellites 52 and 53 have the same parameters, such as module, number of teeth, diametric dimensions and others. Gear 48 is installed using rolling bearings 4 and 5 on the 6th wheel hub. The hub 6 is connected on the outside to the carrier 54 of the second row of the gearbox 7 and the disc rim 46 of the wheel with a single tire 55. The hub 6 is connected on the inside to a rotating tubular extension 9 of the brake disc 56. The brake disc 56 has increased internal and external diameters, compared to with the diametrical dimensions of a serial brake disc, and is located with a gap 57 above the support 3 in the wheel rim 46 (see Fig. 2). The caliper 37 of the brake mechanism 8 (see FIGS. 2 and 8), enclosing a portion of the brake disc 56 from the outside, is surrounded by a bracket 58 of the hydraulically controlled brake mechanism 8 (see FIG. 3). The bracket 58 has the possibility of limited axial movement, which is associated with wear of the friction material of the brake pads (not shown) installed in the caliper 37 of the brake mechanism 8. The bracket 58 is located partially outside the wheel rim 46, vertically in front of the steering knuckle 30. The fork knuckle 30 is made with shelves 59 and 60, having threaded holes 61 and 62 (see Figs. 2 and 3) for attaching control levers (not shown).

Солнечная шестерня 63 первого ряда планетарного редуктора 7 зацеплена с сателлитами 52 и связана кинематически с водилом 54 второго ряда (см. фиг. 2). Солнечная шестерня 63 установлена и зафиксирована на торсионном валу 65 стопорным кольцом 64 (см. фиг. 9). Торсионный вал 65 соединен посредством шлицевого соединения 66 с ротором 67 электродвигателя 1 и установлен на подшипниках качения 68 и 69. Подшипник 68 расположен в крышке 49, закрывающей электродвигатель 1 снаружи, и уплотнен манжетой 70. Подшипник 69 установлен в отверстии 71, сделанном в шлицевом валу 28 диска 29 поворотного вилочного кулака 30, перед задним подшипниковым щитом 72 ротора 67 электродвигателя 1. The sun gear 63 of the first row of the planetary gearbox 7 is engaged with the satellites 52 and kinematically connected to the carrier 54 of the second row (see Fig. 2). The sun gear 63 is installed and fixed on the torsion shaft 65 with a retaining ring 64 (see Fig. 9). The torsion shaft 65 is connected by means of a splined connection 66 to the rotor 67 of the electric motor 1 and is mounted on rolling bearings 68 and 69. The bearing 68 is located in the cover 49, which covers the electric motor 1 from the outside, and is sealed with a cuff 70. The bearing 69 is installed in a hole 71 made in the splined shaft 28 disk 29 fork knuckle 30, in front of the rear bearing shield 72 rotor 67 of electric motor 1.

В трубчатом участке 73 опоры 3, выступающем из обода 46 колеса, сделано окно 74 (см. фиг. 2 и 4). Напротив окна 74, внутри опоры 3, на заднем подшипниковом щите 72 ротора 67 электродвигателя 1 установлен клеммный блок 75 (см. фиг. 3). Клеммный блок 75 выполнен из диэлектрического материала и имеет три изолированные друг от друга секции 76. В секциях 76 размещены выводы 77 проводов обмоток статора (не показан) электродвигателя 1. Выводы 77 имеют возможность соединения с силовыми проводами для токопровода от внешнего источника тока (не показано). До подсоединения силовых проводов, окно 74 закрыто крышкой 78.In the tubular section 73 of the support 3, protruding from the wheel rim 46, a window 74 is made (see Figs. 2 and 4). Opposite the window 74, inside the support 3, on the rear bearing shield 72 of the rotor 67 of the electric motor 1, a terminal block 75 is installed (see Fig. 3). The terminal block 75 is made of dielectric material and has three sections 76 insulated from each other. Sections 76 house the leads 77 of the wires of the stator windings (not shown) of the electric motor 1. The leads 77 have the ability to connect to power wires for a current conductor from an external current source (not shown ). Before connecting the power wires, window 74 is closed with lid 78.

Мотор-колесо работает следующим образом (см. фиг. 2). Момент с ротора 67 электродвигателя 1 передается торсионным валом 65 солнечной шестерне 63 первого ряда планетарного редуктора 7, далее сателлитам 52 и через кинематическую связь водилу 54 второго ряда, ступице 6, ободу 46 и шине 55 колеса.The wheel motor works as follows (see Fig. 2). The moment from the rotor 67 of the electric motor 1 is transmitted by the torsion shaft 65 to the sun gear 63 of the first row of the planetary gearbox 7, then to the satellites 52 and through the kinematic connection to the carrier 54 of the second row, hub 6, rim 46 and tire 55 of the wheel.

Торможение мотор-колеса осуществляется при подаче жидкости под давлением в тормозной механизм 8 и воздействии на тормозной диск 56. В результате, водило 54 второго ряда планетарного редуктора 7 присоединяется к неподвижной шестерне 48 с внутренним зацеплением и опоре 3, останавливая от вращения ступицу 6, обод 46 с шиной 55 и ротор 67 электродвигателя 1.Braking of the motor-wheel is carried out by supplying fluid under pressure to the brake mechanism 8 and acting on the brake disc 56. As a result, the carrier 54 of the second row of the planetary gearbox 7 is attached to the fixed gear 48 with internal gearing and support 3, stopping the hub 6 and rim from rotating 46 with tire 55 and rotor 67 of electric motor 1.

В созданном мотор-колесе транспортного средства, содержащем электродвигатель, расположенный на оси колеса в опоре, установленной посредством подшипников на ступице колеса, планетарный редуктор, установленный с внешней стороны колеса, и тормозной механизм, расположенный с внутренней стороны колеса, корпус электродвигателя установлен в опоре, сделанной с наружным фланцем и задней стенкой, в наружном фланце выполнено цилиндрическое отверстие, пересекающее на периферии торцевые, равнорасположенные пазы, имеющие резьбовые отверстия, в цилиндрическом отверстии центрирован кольцевой выступ корпуса электродвигателя, в пазах расположены выступы его переднего подшипникового щита, закрепленные болтами, ввернутыми в резьбовые отверстия пазов фланца опоры, что позволяет исключить воздействие на его корпус вертикальных нагрузок от массы транспортного средства, улучшить эксплуатационные свойства мотор-колеса, повысить его долговечность, выполнение с внутренней стороны задней стенки опоры выступа в форме усеченного конуса с осевым, шлицевым отверстием, в котором установлен и зафиксирован от осевого перемещения стопорным кольцом шлицевой вал диска поворотного вилочного кулака, со стороны шлицевого вала, в диске кулака сделан глухой, радиальный паз, расположенный горизонтально и примыкающий к стенке опоры снаружи, с образованием полости, в полости установлена плотно площадка суппорта тормозного механизма, закрепленная в ней болтами, ввернутыми с наружной стороны диска поворотного вилочного кулака в заднюю стенку опоры, соединенную крепежными элементами с диском поворотного кулака, связанного кинематически с балкой переднего моста транспортного средства, что позволяет улучшить эксплуатационные свойства мотор-колеса при повышении его долговечности, за счет повышения прочности соединения опоры с диском поворотного вилочного кулака, а рациональное выполнение планетарного редуктора и тормозного механизма в совокупности с приведенными выше признаками позволит при использовании, содействовать улучшению эксплуатационных свойств мотор-колеса при повышении его долговечности, поскольку способствует оптимальному распределению нагрузки в зацеплении шестерен первого и второго рядов редуктора, имеющих одинаковые параметры, при этом передаваемый при торможении мотор-колесу тормозной момент, за счет увеличенного среднего радиуса тормозного диска, достигается при уменьшении усилия сжатия тормозных колодок с диском тормоза, что снижает удельное давление на поверхности трения тормозных колодок, увеличивая срок их службы.In the created motor-wheel of a vehicle, containing an electric motor located on the wheel axis in a support mounted by means of bearings on the wheel hub, a planetary gearbox installed on the outside of the wheel, and a brake mechanism located on the inside of the wheel, the electric motor housing is installed in the support, made with an outer flange and a rear wall, a cylindrical hole is made in the outer flange, intersecting at the periphery the end, equally spaced grooves having threaded holes, the annular protrusion of the electric motor housing is centered in the cylindrical hole, the protrusions of its front bearing shield are located in the grooves, secured with bolts screwed into threaded holes in the grooves of the support flange, which eliminates the impact on its body of vertical loads from the mass of the vehicle, improves the operational properties of the motor-wheel, increases its durability, making a protrusion on the inside of the rear wall of the support in the shape of a truncated cone with an axial, slotted hole, in in which the splined shaft of the rotary fork knuckle disk is installed and secured against axial movement by a locking ring, on the side of the splined shaft, a blind, radial groove is made in the knuckle disk, located horizontally and adjacent to the wall of the support from the outside, forming a cavity; the brake caliper platform is tightly installed in the cavity mechanism, secured in it with bolts screwed from the outside of the steering knuckle disk into the rear wall of the support, connected by fasteners to the steering knuckle disk, kinematically connected to the front axle beam of the vehicle, which allows improving the operational properties of the motor-wheel while increasing its durability, by increasing the strength of the connection of the support with the disk of the steering knuckle, and the rational design of the planetary gearbox and brake mechanism, in combination with the above features, will, when used, help improve the operational properties of the motor-wheel while increasing its durability, since it promotes optimal load distribution in the gear mesh the first and second rows of the gearbox, having the same parameters, while the braking torque transmitted during braking to the motor-wheel, due to the increased average radius of the brake disc, is achieved by reducing the compression force of the brake pads with the brake disc, which reduces the specific pressure on the friction surface of the brake pads, increasing their service life.

Таким образом, в созданном мотор-колесе достигается улучшение эксплуатационных свойств при повышении его долговечности, что создает предпосылки его использования для привода передней оси грузовых автомобилей и автопоездов при сохранении у них механического привода задних колес, обеспечивая эксплуатацию транспортных средств в обычных и трудных дорожных условиях. Thus, the created motor-wheel achieves improved performance properties while increasing its durability, which creates the prerequisites for its use to drive the front axle of trucks and road trains while maintaining the mechanical drive of the rear wheels, ensuring the operation of vehicles in normal and difficult road conditions.

Claims (5)

1. Мотор-колесо транспортного средства, содержащее электродвигатель, расположенный на оси колеса в опоре, установленной посредством подшипников на ступице колеса, планетарный редуктор, установленный с внешней стороны колеса, и тормозной механизм, расположенный с внутренней стороны колеса, причем вращающаяся часть тормозного механизма соединена со ступицей, отличающееся тем, что корпус электродвигателя установлен в опоре, сделанной с наружным фланцем и задней стенкой, в наружном фланце выполнено цилиндрическое отверстие, пересекающее на периферии торцевые, равнорасположенные пазы с резьбовыми отверстиями, в цилиндрическом отверстии центрирован кольцевой выступ корпуса электродвигателя, в пазах расположены выступы его переднего подшипникового щита, закрепленные болтами, ввернутыми в резьбовые отверстия пазов фланца опоры, с внутренней стороны задней стенки опоры сделан выступ в форме усеченного конуса с осевым, шлицевым отверстием, в котором установлен и зафиксирован от осевого перемещения стопорным кольцом шлицевой вал диска поворотного вилочного кулака, со стороны шлицевого вала, в диске кулака сделан глухой радиальный паз, расположенный горизонтально и примыкающий к задней стенке опоры снаружи, с образованием полости, в полости установлена плотно площадка суппорта тормозного механизма, закрепленная в ней болтами, ввернутыми с наружной стороны диска поворотного вилочного кулака в заднюю стенку опоры, соединенную крепежными элементами с диском поворотного кулака, связанного кинематически с балкой переднего моста транспортного средства.1. A motor-wheel of a vehicle containing an electric motor located on the wheel axis in a support mounted by means of bearings on the wheel hub, a planetary gearbox installed on the outside of the wheel, and a brake mechanism located on the inside of the wheel, wherein the rotating part of the brake mechanism is connected with a hub, characterized in that the electric motor housing is installed in a support made with an outer flange and a rear wall, in the outer flange there is a cylindrical hole intersecting at the periphery end, equally spaced grooves with threaded holes, in the cylindrical hole the annular protrusion of the electric motor housing is centered, in the grooves there are protrusions of its front bearing shield, secured with bolts screwed into the threaded holes of the grooves of the support flange, on the inside of the rear wall of the support there is a protrusion in the shape of a truncated cone with an axial, splined hole in which the splined shaft of the rotary disk is installed and secured from axial movement by a retaining ring fork knuckle, from the side of the splined shaft, a blind radial groove is made in the knuckle disk, located horizontally and adjacent to the rear wall of the support from the outside, forming a cavity; in the cavity, the brake caliper platform is tightly installed, secured in it with bolts screwed into the outer side of the rotary disk fork knuckle into the rear wall of the support, connected by fasteners to the steering knuckle disk, kinematically connected to the front axle beam of the vehicle. 2. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что центральная ось шлицевого вала диска поворотного вилочного кулака смещена относительно своего горизонтального расположения в угловом направлении.2. Motor-wheel according to claim 1, characterized in that the central axis of the spline shaft of the fork knuckle disk is shifted relative to its horizontal location in the angular direction. 3. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что к фланцу опоры присоединен фланец шестерни внутреннего зацепления планетарного двухрядного редуктора, соединенный жестко с крышкой, закрывающей электродвигатель с наружной стороны, шестерня сделана с двумя зубчатыми венцами разной ширины, расположенными в линию, зацеплена с сателлитами редуктора, имеющими одинаковые параметры, и установлена посредством подшипников на ступице колеса, соединенной с наружной стороны с водилом второго ряда и ободом колеса с односкатной шиной, с внутренней стороны с трубчатым удлинителем тормозного диска, сделанного с увеличенным внутренним и наружным диаметрами и расположенного с зазором над опорой в ободе колеса, суппорт тормоза, охватывающий часть тормозного диска снаружи, окружен скобой тормозного механизма с гидравлическим управлением, имеющей возможность ограниченного осевого перемещения и расположенный частично вне обода колеса, вертикально перед поворотным вилочным кулаком, сделанным с полками, имеющими резьбовые отверстия для крепления рычагов управления.3. The motor-wheel according to claim 1, characterized in that the flange of the internal gear of a planetary double-row gearbox is attached to the support flange, rigidly connected to a cover covering the electric motor from the outside, the gear is made with two ring gears of different widths, arranged in a line, is engaged with the gear satellites, which have the same parameters, and is installed by means of bearings on the wheel hub, connected on the outer side to the carrier of the second row and the wheel rim with a single tire, on the inner side with a tubular extension of the brake disc, made with increased internal and external diameters and located with a gap above the support in the wheel rim, a brake caliper enclosing a portion of the brake disc from the outside, surrounded by a hydraulically controlled brake caliper having limited axial movement and located partially outside the wheel rim, vertically in front of a steering knuckle made with flanges having threaded holes for attaching control levers. 4. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что солнечная шестерня первого ряда планетарного редуктора связана кинематически с водилом второго ряда, установлена и зафиксирована стопорным кольцом на торсионном валу, соединенном посредством шлицевого соединения с ротором электродвигателя и установленном на подшипниках качения, один из подшипников расположен в крышке, закрывающей электродвигатель снаружи, и уплотнен, другой подшипник качения установлен в отверстии, сделанном в шлицевом валу диска поворотного вилочного кулака, перед задним подшипниковым щитом ротора электродвигателя.4. The motor-wheel according to claim 1, characterized in that the sun gear of the first row of the planetary gearbox is kinematically connected to the carrier of the second row, installed and fixed with a retaining ring on a torsion shaft connected by means of a splined connection to the rotor of the electric motor and mounted on rolling bearings, one one of the bearings is located in the cover that covers the electric motor from the outside and is sealed; the other rolling bearing is installed in a hole made in the splined shaft of the fork knuckle disk, in front of the rear bearing shield of the electric motor rotor. 5. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что в трубчатом участке опоры, выступающем из обода колеса сделано окно, напротив окна внутри опоры, на заднем подшипниковом щите ротора электродвигателя установлен клеммный блок с изолированными друг от друга секциями, в которых размещены выводы обмоток статора электродвигателя с возможностью соединения с силовыми проводами для токопровода от внешнего источника тока.5. The motor-wheel according to claim 1, characterized in that a window is made in the tubular section of the support protruding from the wheel rim, opposite the window inside the support, on the rear bearing shield of the electric motor rotor there is a terminal block with sections isolated from each other in which the outputs of the stator windings of the electric motor with the possibility of connecting to power wires for a conductor from an external current source.