ТЯГОВО-ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2004 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к сельскохозяйственному и строительно-дорожному машиностроению и применимо в колесных самоходных машинах и тракторах, работающих в агрегате с полунавесными машинами, полуприцепами транспорта или прицепами.

Изобретение целесообразно применять в тягово-транспортных средствах, применяемых в электролитическом производстве алюминия, где характерными особенностями технологических операций являются частые остановки и сцепки прицепов.

Известен колесный трактор Т40 М [1], содержащий установленный на раме двигатель; трансмиссию, состоящую из муфты сцепления, коробки передач, главной передачи, дифференциала и конечной передачи; передний и задний мосты; рулевое управление; расположенные на входных валах конечных передач ленточные тормоза с механическим управлением; шарнирно закрепленный на корпусе заднего моста механизм навески с прицепным устройством в виде вилки со шкворнем, имеющим фиксирующий штифт; гидросистему механизма навески и рулевого управления, состоящую из гидробака, гидронасоса, клапана деления потока, выполненного с предохранительным клапаном гидроусилителя руля, оснащенного предохранительно-переливным клапаном гидрораспределителя, гидроцилиндра привода механизма навески и вспомогательных гидроцилиндров.

Такие тракторы применяют на алюминиевых заводах для выполнения транспортно-технологических операций.

К недостаткам трактора относятся: обусловленная частыми остановками и переключениями передачи низкая долговечность муфты сцепления, коробки передач и ленточного тормоза; большие усилия на педали управления тормозами; невозможность бесступенчатого регулирования скорости движения; неудобство производимой вручную сцепки прицепа, заключающееся в снятии штифта со шкворня, вытаскивании шкворня из вилки прицепного устройства и установки их на место в обратной последовательности; низкий коэффициент использования подачи насоса в связи с необходимостью применения насоса повышенной производительности для обеспечения возможности одновременной работы соединенных с ним посредством клапана деления потока гидроусилителя руля и распределителя механизма навески.

Известно близкое по технической сущности транспортное средство [2] с гидрообъемным приводом, содержащим регулируемый реверсивный гидронасос, соединенный кинематически со вспомогательным гидронасосом, а гидравлически - всасывающей и нагнетательной магистралями с нерегулируемым гидромотором; гидроцилиндры тормозов с пружинными гидроаккумуляторами, управляющие полости которых соединены гидравлически через последовательно расположенные распределители - трехпозиционный трехлинейный, двухпозиционный четырехлинейный и двухпозиционный трехлинейный - с вспомогательным насосом. При этом золотник трехпозиционного трехлинейного распределителя управления тормозами связан кинематически с педалью управления тормозом.

К основным недостаткам данного средства относятся сложность системы управления тормозами; пониженная его маневренность и проходимость, обусловленные невозможностью раздельного управления тормозами.

Задачей изобретения является создание тягово-транспортного средства с более высокими характеристиками и возможностями, такими как маневренность и проходимость, надежность привода хода, более высокий коэффициент использования подачи насоса гидросистемы механизма навески и рулевого управления, возможность выполнения оператором сцепки и расцепки прицепа непосредственно из кабины.

Поставленная задача решается тем, что в тягово-транспортном средстве, содержащем раму, ведомый и ведущий мосты с управляющими передними и приводными задними колесами, двигатель, гидрообъемную передачу в виде замкнутого гидрообъемного контура, включающего в себя сообщенные между собой силовыми гидролиниями регулируемый гидронасос и гидромотор, соответственно кинематически связанные с двигателем и задними приводными колесами; насос подпитки замкнутого гидрообъемного контура; гидростатическое рулевое управление, состоящее из гидронасоса, рулевого агрегата и гидроцилиндра поворота управляемых колес; расположенные на задних колесах колодочные тормоза, оснащенные колесными тормозными цилиндрами; гидрофицированный механизм навески с прицепным устройством в виде вилки со шкворнем, колесные тормоза снабжены раздельными контурами управления, каждый из которых состоит из сообщенного с колесным тормозным цилиндром главного цилиндра, сервоцилиндра и клапана управления, золотник которого кинематически связан с педалью тормоза. Поршневая полость сервоцилиндра сообщена с выходом клапана управления. Один из входов последнего и штоковая полость сервоцилиндра сообщены с напорной магистралью насоса подпитки, второй - с гидробаком, а шток сервоцилиндра кинематически связан с поршнем главного цилиндра. Прицепное устройство снабжено гидроцилиндром подъема и опускания шкворня, кинематически связанного со штоком гидроцилиндра посредством поворотного двухплечевого рычага и тяги. Силовой гидроцилиндр механизма навески управляется гидроблоком, включающим в себя клапан предохранительный и трехпозиционный четырехлинейный распределитель, первая и вторая линии которого соединены соответственно с выходом агрегата рулевого и гидробаком, а третья и четвертая - с поршневой и штоковой полостями силового гидроцилиндра. Причем в нейтральной позиции трехпозиционного распределителя первая и вторая его линии сообщены между собой. Гидроцилиндр подъема и опускания шкворня гидравлически связан с двухпозиционным четырехлинейным электроуправляемым распределителем, первая линия которого соединена с напорной магистралью насоса подпитки, вторая - со сливом, третья и четвертая - с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра подъема и опускания шкворня. Причем в исходной позиции данного распределителя поршневая и штоковая полости гидроцилиндра сообщены с напорной магистралью насоса подпитки и гидробаком соответственно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид тягово-транспортного средства; на фиг.2 - гидравлическая схема.

Заявляемое средство содержит раму 1, двигатель 2, гидрообъемную передачу, гидростатическое рулевое управление, гидрофицированный механизм 3 навески с прицепным устройством 4 в виде вилки со шкворнем 5. Рама 1 посредством ведомого 6 и ведущего 7 мостов опирается соответственно на передние управляемые 8, 9 и задние приводные 10, 11 колеса. На приводных колесах 10, 11 расположены колодочные тормоза 12, 13, оснащенные колесными тормозными цилиндрами 14, 15.

Гидрообъемная передача представляет собой замкнутый гидрообъемный контур. В нем сообщенные между собой силовыми гидролиниями 16, 17 регулируемый гидронасос 18 и гидромотор 19 кинематически связаны соответственно с двигателем 1 и задними приводными колесами 10, 11. Регулирование подачи насоса 18 осуществляется посредством управляющего золотника 20 с механической обратной связью 21 с наклонной шайбой 22 насоса 18. Полости корпусов насоса 18 и гидромотора 19 сообщены между собой дренажной гидролинией 23. В каждой силовой гидролинии 16, 17 установлены напорные клапаны 24, 25 соответственно, а между ними подключен гидроуправляемый переключающий клапан 26, выход которого сообщен с входом переливного клапана 27, слив с последнего направлен в полость корпуса гидромотора 19. Гидропередача имеет систему подпитки, насос 28 которой подает рабочую жидкость через обратные клапаны 29, 30 в силовые гидролинии 16, 17 соответственно. В напорной гидролинии 31 насоса 28 подпитки замкнутого гидрообъемного контура установлен переливной клапан 32, настроенный на давление, немного превышающее давление на переливном клапане 27. Излишки рабочей жидкости, нагнетаемые насосом 28 подпитки, сливаются через переливной клапан 32 в полость корпуса насоса 18. Полость корпуса гидромотора 19 сообщена через теплообменник 33 с гидробаком 34.

Вход насоса 28 подпитки сообщен через фильтр 35 с гидробаком 34.

Гидростатическое рулевое управление состоит из гидронасоса 36, рулевого агрегата 37 и гидроцилиндра 38 поворота управляемых колес 8, 9.

Колесные тормоза 12, 13 снабжены раздельными контурами управления, состоящими из сообщенных с колесными тормозными цилиндрами 14, 15 главных цилиндров 39, 40 соответственно, сервоцилиндров 41, 42, поршневые полости 43, 44 которых сообщены с выходами клапанов 45, 46 управления. Входы 47, 48 клапанов 45, 46 и штоковые полости 49, 50 сервоцилиндров 41, 42 сообщены с напорной магистралью 31 насоса 28 подпитки, а другие их входы 51, 52 - с гидробаком 34, причем золотники клапанов 45, 46 управления кинематически связаны соответственно с педалями 53, 54 управления тормозами 14, 15, а штоки 55, 56 сервоцилиндров 41, 42 - с поршнями 57, 58 главных цилиндров 39, 40.

Прицепное устройство 4 снабжено гидроцилиндром 59 подъема и опускания шкворня 5, кинематически связанного со штоком 60 гидроцилиндра 59 посредством поворотного двухплечевого рычага 61 и тяги 62. Гидроцилиндр 59 гидравлически связан с двухпозиционным четырехлинейным электроуправляемым распределителем 63, первая линия 64 которого соединена с напорной гидролинией 31 насоса 28 подпитки, вторая 65 - с гидробаком 34, третья 66 и четвертая 67 - с поршневой 68 и штоковой 69 полостями гидроцилиндра 59 подъема и опускания шкворня 5. Причем в исходной позиции данного распределителя 63 поршневая 68 и штоковая 69 полости гидроцилиндра 59 сообщены с напорной гидролинией 31 насоса 28 подпитки и гидробаком 34 соответственно. Силовой гидроцилиндр 70 механизма навески 3 управляется гидроблоком 71, включающим в себя клапан 72 предохранительный и трехпозиционный четырехлинейный распределитель 73, первая 74 и вторая 75 линии гидроблока 71 соединены соответственно с выходом 76 агрегата 37 рулевого и гидробаком 34, а третья 77 и четвертая 78 - с поршневой 79 и штоковой 80 полостями силового гидроцилиндра 70. Причем в нейтральной позиции трехпозиционного распределителя 73 первая 74 и вторая 75 линии гидроблока 71 сообщены между собой.

Ведущий мост 7 включает в себя главную передачу, состоящую из вал-шестерни 81 и зубчатого колеса 82, дифференциал 83, зубчатые колеса 84, 85 которого связаны между собой посредством сателлитов 86 и полуосей 87, 88. Причем вал-шестерня 81 кинематически связан с гидромотором 19, а зубчатые колеса 84, 85 посредством полуосей 87, 88 - с приводными колесами 10, 11 соответственно.

Средство работает следующим образом.

Двигатель 1 производит вращение входного вала реверсивного регулируемого насоса 18 и насоса 28 подпитки, а также вала насоса 36 рулевого управления. Насос 28 подпитки всасывает рабочую жидкость из гидробака 34 через фильтр 35 и подает ее в гидролинию 31 низкого давления, а также через обратные клапаны 29, 30 в силовые гидролинии 16, 17. При этом излишки рабочей жидкости сливаются через переливной клапан 32 в полость корпуса насоса 18. В исходном состоянии наклонная шайба 22 насоса 18 находится в нулевом положении. Посредством управляющего золотника 20 насос 18 выводится из режима нулевой подачи и подает рабочую жидкость, например, в гидролинию 16 и гидромотор 19, который посредством ведущего моста 7 приводит транспортное средство в движение в том или ином направлении. При этом обратный клапан 29 закрывается, а клапан 30 остается открытым. Гидроуправляемый клапан 26 переключается на верхнюю позицию, сообщая гидролинию 17 с переливным клапаном 27, слив с которого направлен в полость корпуса гидромотора 19. В этом случае излишки рабочей жидкости, поступающей от насоса 28 подпитки в силовую гидролинию 17, сливаются через переливной клапан 27. Для осуществления рабочего торможения тягово-транспортного средства насос 18 переводится в режим нулевой подачи посредством управляющего золотника 20. При этом гидромотором 19 производится торможение приводных колес 10, 11.

При прямолинейном движении тягово-транспортного средства по ровной поверхности приводные колеса 10, 11 и связанные с ними с помощью полуосей зубчатые колеса 84, 85 вращаются с одинаковой частотой, а сателлиты 86, посредством которых крутящий момент передается на зубчатые колеса 84 и 85, не вращаются вокруг своей оси. При повороте данного средства, например, влево, левая полуось 87 вращается медленнее, так как левое колесо 10 проходит меньший путь, чем правое 11. При этом сателлиты 86 дифференциала 83, поворачиваясь вокруг своей оси, замедляют вращение левого зубчатого колеса 84 и ускоряют вращение правого колеса 85, что способствует улучшению управляемости и повышению ряда показателей технико-эксплуатационных свойств самоходной машины. В отдельных случаях наличие дифференциала 83 оказывает отрицательное влияние на проходимость. Например, при недостаточном сцеплении колеса 10 с дорожным покрытием оно будет буксовать - сателлиты 86, вращаясь вокруг своей оси, будут перекатываться по зубчатому колесу 85, не передавая на него вращающий момент. Вследствие этого второе приводное колесо 11 остановится, а самоходное средство не сможет перемещаться. В этом случае следует произвести торможение буксующего колеса 10. Повышение сопротивления вращения связанного с буксующим колесом 10 зубчатого колеса 84 приведет к появлению вращающего момента на приводном колесе 11, что обеспечит возможность движения тягово-транспортного средства.

Для торможения одного из колес, например колеса 10, с целью уменьшения радиуса поворота или предупреждения буксования при недостаточном его сцеплении с поверхностью дорожного покрытия приводится в действие от соответствующей педали 53 клапан 45 управления. При этом рабочая жидкость, нагнетаемая насосом 28 подпитки, поступает через клапан управления 45 в сервоцилиндр 41, шток 55 которого перемещает поршень 57 главного цилиндра 39. Из данного цилиндра 39 жидкость поступает в колесный тормозной цилиндр 14, который приводит в действие колесный тормоз 12. Величина тормозного момента на колесе 10 регулируется клапаном 45 управления, давление на выходе из которого зависит от хода педали 53. Переместив педаль 53 в исходную позицию, поршневая полость 43 сервоцилиндра 41 сообщается через клапан 45 управления с гидробаком 34, а рабочая жидкость, подаваемая насосом 28 подпитки по гидролинии 31 в штоковую полость 49, вызовет обратный ход штока 55. Поршень 57 главного цилиндра 39 возвратится в исходную позицию и произойдет растормаживание колеса 10. Одновременное нажатие на педали 53, 54 привода клапанов 45, 46 управления вызовет торможение обоих колес 10, 11 одновременно.

Для соединения тягово-транспортного средства, например, с прицепом, необходимо опустить посредством силового гидроцилиндра 70 прицепное устройство 4, поднять с помощью гидроцилиндра 59 шкворень 5 и, выполняя задний ход, соединить вилку прицепного устройства 4 с серьгой прицепа. Посредством гидроцилиндра 59 опустить на место шкворень 5. Для разъединения прицепа следует поднять шкворень 5 и отъехать от прицепа.

Принцип работы гидравлической части механизма навески.

В исходной позиции распределителя 73 гидроблока 71 магистрали 77, 78 силового гидроцилиндра 70 заперты, и его шток удерживает механизм 3 навески в заданном положении. При этом рабочая жидкость, нагнетаемая насосом 36 рулевого управления, поступает через рулевой агрегат 37 и гидроблок 71 в гидробак 34. Для выполнения подъема или опускания механизма 3 навески с прицепным устройством 4 трехпозиционный распределитель 73 гидроблока 71 переключается на одну из позиций, например верхнюю, и сообщает штоковую полость 80 гидроцилиндра 70 с выходом 76 агрегата 37 рулевого, а поршневую полость 79 - с гидробаком 34. Шток гидроцилиндра 70, перемещаясь под действием давления жидкости, поднимет механизм 3 навески.

Гидроцилиндр 59 подъема и опускания шкворня 5 управляется двухпозиционным распределителем 63. В исходной позиции последнего нагнетаемая насосом 28 подпитки рабочая жидкость поступает в поршневую полость 68 гидроцилиндра 59, а из штоковой полости 69 сливается в гидробак 34 и тем самым обеспечивается выдвижение штока 60 и фиксация шкворня 5 в нижнем положении. При переключении распределителя 63 на другую позицию рабочая жидкость нагнетается насосом 28 в штоковую полость 69 гидроцилиндра 59, а из поршневой 68 она сливается в гидробак 34. Шток 60 гидроцилиндра 59 под действием рабочей жидкости поднимет посредством поворотного рычага 61 и тяги 62 шкворень 5.

Положительные результаты предложенного технического решения: гидравлический привод подъема и опускания шкворня позволяет оператору быстро, без посторонней помощи, не выходя из кабины, сцепить его с прицепом или полуприцепом; повышение надежности привода хода, маневренности и проходимости тягово-транспортного средства путем применения гидрообъемной передачи и раздельных контуров управления тормозами приводных колес; повышение коэффициента использования подачи насоса за счет последовательного соединения гидросистем механизма навески и рулевого управления с напорной гидролинией насоса.

Представленные положительные результаты подтверждены проведенными на ОАО “Красноярский алюминиевый завод” производственными испытаниями заявленного тягово-транспортного средства.

Источники информации

1. Тракторы Т-40 М, Т-40 AM, T-40 АНМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ред. В.В.Раевского. - М: Машиностроение, 1986, 248 с.

2. Авторское свидетельство SU 1414665 А1, кл. В 60 К 17/10, 1987 г.

Изобретение относится к сельскохозяйственному и строительно-дорожному машиностроению и применимо в колесных самоходных машинах и тракторах, работающих в агрегате с полунавесными машинами, полуприцепами и прицепами. Тягово-транспортное средство содержит раму, ведомый и ведущий мосты с управляющими передними и ведущими задними колесами, двигатель, гидрообъемную передачу, насос подпитки, гидростатическое рулевое управление, расположенные на приводных колесах колодочные тормоза, оснащенные колесными тормозными цилиндрами, гидрофицированный механизм навески с прицепным устройством в виде вилки со шкворнем. Колесные тормоза выполнены с раздельными контурами управления, каждый из которых состоит из сообщенного с колесным тормозным цилиндром главного цилиндра, сервоцилиндра, поршневая полость которого сообщена с выходом клапана управления, один из входов последнего и штоковая полость сервоцилиндра сообщены с напорной магистралью насоса подпитки, а второй - с гидробаком. Золотник клапана управления кинематически связан с педалью тормоза, а шток сервоцилиндра - с поршнем главного цилиндра. Прицепное устройство снабжено гидроцилиндром подъема и опускания шкворня. Силовой гидроцилиндр механизма навески управляется гидроблоком, включающим в себя предохранительный клапан и трехпозиционный четырехлинейный распределитель. Гидроцилиндр подъема и опускания шкворня гидравлически связан с двухпозиционным четырехлинейным электроуправляемым распределителем. Технический результат заключается в повышении маневренности и проходимости тягово-транспортного средства, увеличении надежности привода хода и коэффициента использования подачи насоса гидросистемы механизма навески и рулевого управления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Тягово-транспортное средство, содержащее раму, которая посредством ведомого и ведущего мостов опирается соответственно на управляемые передние и приводные задние колеса, двигатель, гидрообъемную передачу в виде замкнутого контура, включающего в себя сообщенные между собой силовыми гидролиниями регулируемый гидронасос и гидромотор, кинематически связанные с двигателем и задними приводными колесами соответственно, насос подпитки замкнутого гидрообъемного контура, гидростатическое рулевое управление, состоящее из гидронасоса, рулевого агрегата и гидроцилиндра поворота управляемых колес, расположенные на задних колесах колодочные тормоза, оснащенные колесными тормозными цилиндрами, гидрофицированный механизм навески с прицепным устройством в виде вилки со шкворнем, отличающееся тем, что колесные тормоза снабжены раздельными контурами управления, каждый из которых состоит из сообщенного с колесным тормозным цилиндром главного тормозного цилиндра, поршень которого кинематически связан с педалью управления соответствующим тормозом, прицепное устройство снабжено гидроцилиндром подъема и опускания шкворня, кинематически связанного со штоком данного гидроцилиндра посредством поворотного двуплечевого рычага и тяги, двухпозиционным четырехлинейным электроуправляемым распределителем, первая линия которого соединена с напорной магистралью насоса подпитки, вторая - со сливом, третья и четвертая - с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра подъема и опускания шкворня, причем в исходной позиции данного распределителя поршневая и штоковая полости гидроцилиндра сообщены с напорной магистралью насоса подпитки и гидробаком соответственно, силовой гидроцилиндр механизма навески управляется гидроблоком, включающим в себя клапан предохранительный и трехпозиционный четырехлинейный распределитель, первая и вторая линии которого соединены соответственно с выходом агрегата рулевого и гидробаком, а третья и четвертая - с поршневой и штоковой полостями силового гидроцилиндра, причем в нейтральной позиции трехпозиционного распределителя первая и вторая его линии сообщены между собой.2. Средство по п.1, отличающееся тем, что каждый раздельный контур управления тормозами снабжен клапаном управления и сервоцилиндром, поршневая полость которого сообщена с выходом клапана управления, один из входов последнего и штоковая полость сервоцилиндра сообщены с напорной магистралью насоса подпитки, а второй - с гидробаком, причем золотник клапана управления кинематически связан с педалью тормоза, а шток сервоцилиндра - с поршнем главного цилиндра.