SE534460C2

SE534460C2 - Förfarande för framdrivning av ett midjestyrt bandfordon

Info

Publication number: SE534460C2
Application number: SE0950773A
Authority: SE
Inventors: Bjoern Nordberg
Original assignee: Bae Systems Haegglunds Ab
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-08-30
Also published as: US20120271521A1; EP2490916A1; BR112012009254A2; WO2011049509A1; EP2490916A4; EP2490916B1; SE0950773A1; RU2012120753A; US8606456B2; RU2539306C2

Abstract

11 SAM MAN DRAG Uppfinningen avser ett förfarande för framdrivning av ett midjestyrt bandfordon (1 ),som är försett med minst ett främre och bakre fordonsparti (2, 4), innefattande enfrämre drivaxel (6), som bringar främre drivband (8) på det främre fordonspartiet (2)att rotera; en bakre drivaxel (10), som bringar bakre drivband (12) på det bakre for-donspartiet (4) att rotera, varvid den främre drivaxeln (6) är anordnad i det främrefordonspartiet (2) och den bakre drivaxeln (10) är anordnad i det bakre fordonspartiet(4). Minst en motor (20, 34, 36) bringar respektive främre och bakre drivaxel (6, 10)att rotera för att därmed framdriva fordonet (1) med en hastighet i förhållande till ettmarkunderiag (16). Den främre drivaxeln (6) bringas att rotera med ett första varvtaloch att den bakre drivaxeln (10) bringas att rotera med ett andra varvtal, vilka förstaoch andra varvtal är olika, så att de främre och bakre drivbanden (8, 12) roterar medolika hastighet. (Fig. 2)

Description

534 460 är vanligt vid konventionellt uppbyggda midjestyrda bandfordon, kommer de främre och bakre banden att arbeta med ett slip, som inte är optimalt med avseende på for- donets verkningsgrad och drivkraft, för vare sig det främre eller bakre fordonspartiet.

Vid svängning av kända midjestyrda bandvagnar uppkommer en liknande olägenhet.

För det fall styrdonet mellan det främre och bakre fordonspartiet är så konstruerat att styrpunkten är förskjuten framåt kommer det bakre fordonspartiet att färdas med en mindre radie än det främre fordonspartiet vid sväng. Därmed skjuter det bakre for- donspartiet på det främre fordonspartiet vid sväng, eftersom drivlinan vid konventio- nellt konstruerade drivlinor är stelt kopplad och båda fordonspartiernas axelväxlar och band tvingas rotera med samma varvtal. Detta medför att banden har en benä- genhet att förlora greppet mot underlaget vid svängning av fordonet på hala eller mjuka markunderlag. Samtidigt blir påfrestningen på drivbanden stor, vilket medför ökat slitage på drivbanden och på drivlinan samt ökat rullmotstånd hos drivbanden.

SYFTE MED UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett midjestyrt bandfordon som framdrivs med optimal verkningsgrad och drivkraft på olika markunderlag.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett midjestyrt bandfordon som uppvisar stabilitet vid svängning av fordonet för att därmed minska sladdrisk hos fordonet och minska slitage och rullmotstånd hos fordonets drivband.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ovan angivna syften åstadkommes med förfarandet enligt patentkrav 1.

Eftersom den främre och bakre drivbanden bringas att rotera med olika varvtal kan de främre och bakre drivbanden att arbeta med ett slip, som är optimalt med avseen- de på fordonets verkningsgrad och drivkraft. Samtidigt går det att åstadkomma ett midjestyrt bandfordon som uppvisar stabilitet vid svängning av fordonet för att där- med minska sladdrisk hos fordonet och minska slitage och rullmotstånd hos fordo- nets band. Genom att verkningsgraden optimeras och rullmotstàndet minskar kom- 10 20 25 30 534 460 mer även fordonets effektbehov att minska, vilket leder till lägre bränsleförbrukning och längre räckvidd både vid bensin, diesel eller eldrift. Även fordonets framkomlig- het ökar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen styr en regleranordning det första och andra varvtalet hos fordonets drivaxlar som en funktion av uppmätt hastighet hos fordonet.

Därmed kan ett optimalt bandslip inställas för ett givet markunderlag och den hastig- het som fordonet färdas med.

Enligt en ytterligare utföringsform styr regleranordningen det första och andra varvta- let hos fordonets drivaxlar som en funktion av uppmätt drivmoment hos respektive drlvaxel. Därmed kan ett optimalt bandslip inställas för ett givet markunderlag och det drivmoment som uppkommer hos fordonets drivaxlar.

Enligt ännu en utföringsform styr regleranordningen det första och andra varvtalet som en funktion av uppmätt minsta differens av drivkraftspåverkan mellan den främre och bakre drivaxeln. Genom att uppmäta differensen av drivkraftspåverkan mellan respektive drivaxel kan optimalt bandslip erhållas vid minsta differens av driv- kraftspàverkan mellan främre och bakre drlvaxel.

Enligt ännu en utföringsform bringas den främre drivaxeln att rotera med ett varvtal som är en multipel av den bakre drivaxelns varvtal. Genom att välja ett antal förins- tällda multiplar kan en optimal verkningsgrad och drivkraft erhållas för olika driftsför- hållanden.

Enligt ännu en utföringsform är multipeln av den bakre drivaxelns varvtal manuellt valbar beroende på typ av markunderlag. Genom att välja mellan ett antal förinställda multiplar kan personal i fordonet manuellt påverka fordonet att framdrlvas med opti- mal verkningsgrad och drivkraft på olika underlag.

Enligt ännu en utföringsform är de första och andra varvtalen en funktion av eller pro- portionella mot de främre och bakre fordonspartiernas inbördes vinkel iförhällande till varandra. Därmed kommer de främre och bakre drivbanden att rotera med ett varvtal 20 25 30 534 460 som är optimalt med avseende pà minskad sladdrisk hos fordonet samt minskat sli- tage och rullmotstånd hos fordonets drivband.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar, som visar föredragna utföringsformer av uppfinningen, på vilka: fig. 1 visar en sidovy av ett midjestyrt bandfordon, fig. 2 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon med en mekanisk drivlina, fig. 3 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon med en elektrisk eller hydraulisk drivlina, fig. 4 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon med en fördelningsväxel, som är försedd med en regiermekanism, fig. 5 visar ett första diagram över slip som en funktion av drivkraft, fig. 6 visar ett andra diagram över slip som en funktion av drivkraft, fig. 7 visar ett tredje diagram över slip som en funktion av verkningsgrad, och fig. 8 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon, som svänger.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Fig. 1 visar ett midjestyrt bandfordon 1, som är försett med ett främre och bakre for- donsparti 2, 4, innefattande en främre drivaxel 6, som bringar främre drivband 8 på det främre fordonspartiet 2 att rotera samt en bakre drivaxel 10, som bringar bakre drivband 12 pä det bakre fordonspartiet 4 att rotera. Den främre drivaxeln 6 är an- ordnad i det främre fordonspartiet 2 och den bakre drivaxeln 12 är anordnad i det bakre fordonspartiet 4. Pà respektive drivaxel 6, 10 är drivhjui 14 monterade, vilka 15 20 25 30 534 460 griper in i drivbanden 8, 12 och förmår dessa att rotera för att därmed framdriva for- donet 1 med en hastighet i förhållande till ett markunderlag 16.

När det midjestyrda bandfordonet 1 färdas på ett mjukt markunderlag 16, kommer det bakre fordonspartiets 4 band 12 att färdas på ett underlag 16, som är kompakte- rat av det främre fordonspartiets 2 band. Om bandfordonets 1 främre och bakre band 8 resp. 12 roterar med samma hastighet, vilket är vanligt vid konventionellt uppbygg- da midjestyrda bandfordon 1, kommer de främre och bakre banden 8 resp. 12 att arbeta med ett slip, som inte är optimalt med avseende på fordonets 1 verkningsgrad och drivkraft. Den drivkraft som banden 8, 12 kan producera bestäms bland annat av förhållandet mellan bandslip och nedsjunkning av banden 8, 12 i markunderlaget.

Detta förhållande är olika för olika markunderlag 16 och olika fordonskonfigurationer, såsom bandkonfiguration och fordonsvikt. Med bandslip menas bandets 8, 12 slirning mot markunderlaget 16. Bandslip uttrycks i procent. Vid 0% bandslip förekommer ingen slirning av bandet 8, 12 mot markunderlaget 16.

Enligt föreliggande uppfinning bringas den främre drivaxeln 6 att rotera med ett första varvtal och den bakre drivaxeln 10 bringas att rotera med ett andra varvtal, vilka för- sta och andra varvtal är olika, så att de främre och bakre drivbanden 8 resp. 12 rote- rar med olika hastighet. Därmed kan de främre och bakre drivbanden 8 resp. 12 ar- beta med ett slip, som är optimalt med avseende på fordonets 1 verkningsgrad och drivkraft. Detta medför också att drivkraften kan öka samt framkomligheten på mjukt markunderlag 16 kan öka.

Fig. 2 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon 1 med en mekanisk drivlina 18.

En drivmotor 20, som kan vara en förbränningsmotor eller en elmotor, är via en för- delningsväxel 22 kopplad till den främre och bakre drivaxeln 6 resp. 10. Fördelnings- växeln 22 påverkas av en regleranordning 24, som reglerar fördelningsväxeln 22 så att den främre drivaxeln 6, via en första kardanaxel 26 bringas att rotera med ett för- sta varvtal och att den bakre drivaxeln 10, via en andra kardanaxel 28 bringas att rotera med ett andra varvtal. Mot bakgrund av det som nämnts ovan skall det första och andra varvtalet vara olika, så att de främre och bakre drivbanden 8 resp. 12 rote- rar med olika hastighet och så att fordonet 1 framdrivs med optimal verkningsgrad och drivkraft på markunderlaget 12. 15 20 25 30 534 460 Enligt en utföringsform av uppfinningen styr regleranordningen 24 det första och andra varvtalet hos fordonets 1 drivaxlar 6, 10 som en funktion av uppmätt hastighet hos fordonet 1. Därmed kan ett optimalt bandslip instälias för ett givet markunderlag 16 och den hastighet som fordonet 1 färdas med.

Enligt en ytterligare utföringsform styr regleranordningen 24 det första och andra varvtalet hos fordonets 1 drivaxlar 6, 10 som en funktion av uppmätt drivmoment hos respektive drivaxel 6, 10. Därmed kan ett optimalt bandslip instälias för ett givet markunderlag 12 och det drivmoment som uppkommer hos fordonets 1 drivaxlar 6, 10.

Enligt ännu en utföringsform styr regleranordningen 24 det första och andra varvtalet som en funktion av uppmätt minsta differens av drivkraftspåverkan mellan den främre och bakre drivaxeln 6 resp. 10. Genom att uppmäta differensen av drivkraftspåver- kan mellan respektive drivaxel 6, 10 kan optimalt bandslip erhållas vid minsta diffe- rens av drivkraftspåverkan mellan främre och bakre drivaxel 6 resp. 10.

Fordonets 1 hastighet, drivaxlarnas 6, 10 drivmoment och minsta differens av driv- kraftspàverkan mellan den främre och bakre drivaxeln 6 resp. 10 kan uppmätas av en eller flera på fordonet 1 anordnade sensorer 30, som ger signaler till regleranord- ningen 24, som därmed reglerar fördelningsväxeln 22 i enlighet med signalvärdena.

Istället för, eller som ett komplement till att sensorn 30 avkänner vissa parametrar som får regleranordningen 24 att reglera fördelningsväxeln 22, kan den främre driv- axeln 6 att rotera med ett varvtal som är en multipel av den bakre drivaxelns 10 varv- tal. Multiplarna kan väljas manuellt beroende på typ av markunderlag 16 som fordo- net 1 färdas på. Genom att välja mellan ett antal förinställda multiplar kan personal i fordonet 1 manuellt påverka fordonet 1 att framdrivas med optimal verkningsgrad och drivkraft på olika underlag.

Fig. 3 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon 1 med en elektrisk eller hydraulisk drivlina 32 som kan vara elektrisk och/eller hydraulisk. Ett par första motorer 34 dri- ver den främre drivaxeln 6 och ett par andra motorer 36 driver den bakre drivaxeln 15 20 25 30 534 460 10. Således är varje motor 34, 36 kopplad till ett respektive drivhjul 14. Motorema 34, 36 kan vara elektriska eller hydrauliska. För det fall motorerna 34, 36 är elektriska drivs de med ström genom ledare, som är kopplade till en ackumulator 38. För det fall motorerna 34, 36 är hydrauliska drivs de av en hydraulmotor 40. Fordonet enligt fig. 3 kan drivas med den princip som beskrivs ovan i samband med fig. 2.

Fig. 4 visar en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon 1 med en fördelningsväxel 22, som är försedd med en reglermekanism 42. Drivmotorn 20 driver den första och andra drivaxeln via fördelningsväxeln, varvid reglermekanismen 42 är kopplad till en på respektive utgående axel 44 från fördelningsväxeln 22 anordnad planetväxel 46 för att medelst reglermekanismen 42 styra varvtalet fràn fördelningsväxeln 22 till den främre och bakre drivaxeln 6, 10. Reglermekanismen 42 kan utgöras av en elektrisk motor, som styrs av mjukvara på mekanisk-elektriskt sätt. Reglermekanismen 42 kan också utgöras av en elektrisk motor som styrs av mjukvara.

Fig. 5 visar ett första diagram över slip som en funktion av drivkraft på ett visst mark- underlag. Den första kurvan FC representerar det främre fordonspartiet 2 och den andra kurvan RC representerar det bakre partiet 4. Man kan se att det främre partiet 2 i detta fall har en högre möjlig uttagbar drivkraft F1 och vid ett lägre slip än drivkraf- ten F2 hos det bakre partiet 4. Enligt föreliggande uppfinning kommer fordonet 1 att utveckla högre drivkraft F1+F2 än vid konventionella lösningar F3+F4. Således är F1+F2 > F3+F4, vilket framgår av diagrammet ifig. 5.

Fig. 6 visar ett andra diagram över slip som en funktion av drivkraft där det främre - och bakre fordonspartiernas 2 resp. 4 uttagbara drivkrafter F 1 och F2 ökar med ökat slip och också att det främre partiet 2 har en högre möjlig uttagbar drivkraft än driv- kraften F2 hos det bakre partiet 4. Den första kurvan FC representerar det främre fordonspartiet 2 och den andra kurvan RC representerar det bakre partiet 4. Efter- som drivaxlarna hos konventionella midjestyrda bandfordon tvingas rotera med lika varvtal kommer ingen av fordonspartiernas drivband att verka vid sin optimala drifts- punkt där maximal drivkraft uppnås.

Fig. 7 visar ett tredje diagram över slip som en funktion av verkningsgrad E. Det framgår av fig. 7 att verkningsgraden hos för framdrivningen hos respektive fordons- 20 25 534 460 parti 2, 4 uppvisar ett maximum vid ett visst slip. Den första kurvan FC representerar det främre fordonspartiet 2 och den andra kurvan RC representerar det bakre for- donspartiet 4. Det framgår av diagrammet att fordonet 1 med en drivprincip enligt föreliggande uppfinning kan utveckla högre verkningsgrad E1+E2 än konventionella lösningar E3+E4. Således är E1+E2 > E3+E4, vilket framgår av fig. 7.

Enligt ännu en utföringsform är de första och andra varvtalen hos fordonets drivaxlar 6 resp. 10 en funktion av eller proportionella mot de främre och bakre fordonspartier- nas 2 resp. 4 inbördes vinkel a i förhållande till varandra. I fig. 8 visas en ovanvy av ett midjestyrt bandfordon 1, som svänger kring en punkt P. Det framgår av fig. 8 att det bakre fordonspartiet 4 färdas med en svängningsradie R1, som är mindre än den svängningsradie R2, som det främre fordonspartiet 2 svänger med. Således är R1 < R2 Om drivbanden 8, 12 hos det främre och bakre fordonspartiet 2 resp. 4 skulle ro- tera med lika stor hastighet skulle det bakre fordonspartiet 4 skjuta på det främre for- donspartiet 2 vid sväng. Detta medför att banden 8, 12 har en benägenhet att förlora greppet mot markunderlaget 16 vid svängning av fordonet 1 på hala eller mjuka markunderlag 16, varför ett oönskat slipp uppkommer. Samtidigt blir pàfrestningen på drivlinan stor, vilket medför ökat slitage på drivbanden 8, 12 och ökat rullmotstånd hos drivbanden 8, 12. Genom att låta de främre och bakre fordonspartierna 2 resp. 4 arbeta med olika varvtal elimineras effekten av att det bakre fordonspartiet 4 skjuter på det främre fordonspartiet 2 vid sväng. Därmed kommer de främre och bakre driv- banden 8 resp. 12 att rotera med ett varvtal som är optimalt med avseende på mins- kad sladdrisk hos fordonet 1 samt minskat slitage och rullmotstånd hos fordonets 1 drivband 8, 12.

De olika utföringsformerna som beskrivs ovan kan kombineras med varandra och användas samtidigt på ett och samma fordon 1.

Claims

20 25 30 534 460 PATENTKRAV

1. Förfarande för framdrivning av ett midjestyrt bandfordon (1), som är försett med minst ett främre och bakre fordonsparti (2, 4), innefattande en främre drivaxel (6), som bringar främre drivband (8) på det främre fordonspartiet (2) att rotera; en bakre drivaxel (10), som bringar bakre drivband (12) på det bakre fordonspartiet (4) att rotera, varvid den främre drivaxeln (6) är anordnad i det främre fordonspartiet (2) och den bakre drivaxeln (10) är anordnad i det bakre fordonspartiet (4); minst en motor (20, 34, 36), som bringar respektive främre och bakre drivaxel (6, 10) att rotera för att därmed framdriva fordonet (1) med en hastighet i förhållande till ett markunderlag (16), varvid den främre drivaxeln (6) bringas att rotera med ett första varvtal och den bakre drivaxeln (10) bringas att rotera med ett andra varvtal, vilka första och andra varvtal är olika, så att de främre och bakre drivbanden (8, 12) roterar med olika hastighet, kännetecknat av att det första och andra varvtalet hos fordonets drivaxlar (6, 10) är så valda att fordonet (1) framdrivs på markunderlaget (16) med en verkningsgrad och en drivkraft, vilka är större än vid ett driftstillstånd där fordonets drivaxlar (6, 10) har lika varvtal.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att en regleranordning (24) styr det första och andra varvtalet hos fordonets (1) drivaxlar (6, 10) som en funktion av uppmätt hastighet hos fordonet (1).

3. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en regleranordning (24) styr det första och andra varvtalet hos fordonets (1) drivaxlar (6, 10) som en funktion av uppmätt drivmoment hos respektive drivaxel (6, 10).

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en regleranordning (24) styr det första och andra varvtalet som en funktion av uppmätt minsta differens av drivkraftspåverkan mellan den främre och bakre drivaxeln (6, 10).

5. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den främre drivaxeln (6) bringas att rotera med ett varvtal som är en multipel av den bakre drivaxelns (10) varvtal. 20 534 460 10

6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att multipeln är manuellt valbar beroende på typ av markunderlag (16).

7. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att de första och andra varvtalen hos fordonets (1) drivax|ar (6, 10) är en funktion av de främre och bakre fordonspartiernas (2, 4) inbördes vinkel (d) i förhållande till varandra.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att motorn är en drivmotor (20) som driver den första och andra drivaxeln (6, 10) via en fördelningsväxel (22), varvid en reglermekanism (42) är kopplad till en på respektive utgående axel (44) från fördelningsväxeln (22) anordnad planetväxel (46) för att medelst reglermekanismen (42) styra varvtalet från fördelningsvâxeln (22) till den främre och bakre drivaxeln (6, 10).

9. Förfarande enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknat av att en första motor (34) driver den främre drivaxeln (6) och en andra motor (36) driver den bakre drivaxeln (10).

10. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat av att den första och andra motorn (34, 36) är en elmotor.