Трактор колесный сельскохозяйственный с электромеханической трансмиссией Российский патент 2024 года по МПК B62D63/04 A01B51/02 B60K6/22 B60K6/24 B60K6/26 B60K6/28 B60K6/52 B60K7/00 B60K11/04 B60K25/06 B62D12/00 B62D115/00 B60L50/10 

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам с электромеханической трансмиссией и может быть использовано для выполнения энергоемких сельскохозяйственных работ в тяговом и тягово-приводном режимах в составе различных прицепных агрегатов, предназначенных для выполнения широкого комплекса сельскохозяйственных работ по основной и предпосевной обработке почвы (пахота, безотвальное рыхление, боронование, сплошная культивация), посева и уборки зерновых и других культур в составе одно-операционных и комбинированных агрегатов, внесения гербицидов и удобрений, заготовки кормов, транспортных работ с навесными, полунавесными, прицепными машинами и орудиями, погрузочно-разгрузочными механизмами, а также для агрегатирования с машинами и орудиями, предназначенными для дорожных, строительных, погрузочно-разгрузочных работ и с прицепами грузоподъемностью до 20 т.

Известна самоходная машина c двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электромеханической трансмиссией, содержащая тяговый генератор, который непосредственно или через согласующее устройство механически соединен с ДВС и преобразует по меньшей мере часть механической энергии ДВС в электрическую энергию, передаваемую на силовые шины, по меньшей мере один тяговый электродвигатель, приспособленный для преобразования электрической энергии в механическую энергию и ее передачи по меньшей мере на одну гусеницу или ведущее колесо самоходной машины, по меньшей мере один контроллер, приспособленный для передачи электрической энергии от силовых шин на обмотки по меньшей мере одного тягового электродвигателя и для обратной передачи на силовые шины электрической энергии, вырабатываемой по меньшей мере одним тяговым электродвигателем в режиме торможения самоходной машины, а также по меньшей мере один тормозной резистор, приспособленный для преобразования электрической энергии в силовых шинах в тепловую энергию под управлением по меньшей мере одного контроллера, при этом конструкция по меньшей мере одного тормозного резистора предусматривает наличие внутренних каналов жидкостного охлаждения или наружных ребер охлаждения, коррозионно-стойких по отношению к охлаждающей жидкости ДВС, и/или маслу, и/или топливу, причем по меньшей мере один тормозной резистор может быть встроен по меньшей мере в один конструктивный элемент самоходной машины, омываемый подогреваемой средой, в частности встроен в блок цилиндров ДВС, по меньшей мере один контроллер выполнен с возможностью подключения по меньшей мере одного тормозного резистора к силовым шинам как во время тепловой подготовки самоходной машины к работе при низких температурах окружающей среды, так и при наличии перенапряжений на силовых шинах (патент на изобретение №2706865, МПК B62D 61/10, B60K 6/22, B60L 50/10, B60K 7/00, B60W 20/14, B60W 10/08, 2019 г., БИ №33, 2019 г.). Недостатком данного изобретения является низкая надежность машины, обусловленная классической компоновкой трактора в виде единой рамы с передним и задним мостами, приводящей к сложностям с приводом управляемого моста.

Известна самоходная машина с электрической трансмиссией, содержащая колесную или гусеничную ходовую часть, кабину, по меньшей мере один тяговый электродвигатель, приспособленный для привода по меньшей мере одного ее ведущего колеса или по меньшей мере одной гусеницы, тяговую аккумуляторную батарею (АКБ), систему электрооборудования, выполненную с возможностью передачи электрической энергии от тяговой АКБ по меньшей мере на один тяговый электродвигатель, и электрический обогреватель, при этом она дополнительно оснащена энергоагрегатом и/или дополнительной АКБ, способной отдавать электрическую энергию при минимальной рабочей температуре самоходной машины, а система электрооборудования дополнительно выполнена с возможностью управления передачей энергии от энергоагрегата и/или дополнительной АКБ на электрический обогреватель и/или по меньшей мере на один тяговый электродвигатель (патент на изобретение №2737768, МПК B60L 1/02, B60L 58/27, B60L 50/10, B60L 50/50, B60L 58/26, 2020 г., БИ №34, 2020 г.). Недостатком данного изобретения является низкая надежность машины, обусловленная использованием дополнительного энергоагрегата и/или дополнительной АКБ, также повышающим капиталовложения на ее производство.

Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемое изобретение является электрический трактор, который содержит бегущее устройство, силовое устройство и устройство электропитания; ходовое устройство содержит раму, узел переднего моста, узел заднего моста и колеса; узел переднего моста и узел заднего моста расположены на двух концах рамы соответственно, и каждая из двух сторон узла переднего моста и две стороны узла заднего моста снабжена по меньшей мере одним колесом; силовое устройство расположено на раме и используется для передачи мощности на узел переднего моста и узел заднего моста; устройство подачи энергии установлено на раме и расположено между узлом переднего моста и узлом заднего моста (заявка CN202111216103.8, МПКB60K 1/04, B60K 11/02, B60K 11/04, B60L 58/10, 2021 г., публикация CN113752814, 2021 г.). Недостатком данного изобретения является низкая надежность машины, обусловленная классической компоновкой трактора в виде единой рамы с передним и задним мостами, расположенными на двух концах рамы, соответственно, а также использованием механической трансмиссии с коробкой передач и приводными валами, редуктором и дифференциальным устройством в мостах, что приводит к сложностям с приводом переднего управляемого моста.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является облегчение конструкции самоходной машины и снижение капиталовложений на ее производство.

Поставленная задача решается за счет того, что трактор колесный сельскохозяйственный с электромеханической трансмиссией содержит четырехколесную ходовую часть, теплошумоизолированную кабину каркасного типа, раму с установленными кронштейнами гидроцилиндров поворота, аккумуляторный ящик, топливный бак, гидробак, оперения, электроуправляемый пятисекционный гидравлический распределитель, расположенный на рулевой колонке дисплей для контроля и отображения параметров систем трактора, электромеханическую трансмиссию, состоящую из силового агрегата в виде тягового генератора, жестко соединенного с ДВС, четырех тяговых электродвигателей, контроллера, тормозных резисторов и ведущих мостов, систему управления электрической трансмиссией, при этом рама состоит из двух шарнирно-сочлененных передней и задней полурам, при этом передняя полурама предназначена для крепления переднего ведущего моста, переднего навесного устройства, бампера, теплошумоизолированной кабины, облицовки двигателя и радиаторов системы охлаждения, силового агрегата с насосами гидравлической системы, рулевого управления, ящика аккумуляторного и топливного бака, а задняя полурама предназначена для крепления заднего ведущего моста, заднего навесного устройства, редуктора вала отбора мощности (ВОМ), привода ВОМ и оперения.

Использование шарнирно-сочлененной рамы совместно с электромеханической трансмиссией позволяет:

- унифицировать конструкцию переднего и заднего ведущих мостов для использования одинаковых мотор-колеса;

- избавиться от дорогостоящих элементов машины (коробки передач, карданов, раздаточной коробки и т.д.).

Заявляемый трактор колесный сельскохозяйственный с электромеханической трансмиссией иллюстрируется фиг.1-2 на виде слева и виде снизу с использованием следующих обозначений:

1 - ДВС;

2 - тяговый генератор;

3 - теплошумоизолированная кабина;

4 - передняя полурама;

5 - задняя полурама

6 - колесо;

7 - шарнирное соединение;

8 - тяговый электродвигатель;

9 - система охлаждения.

Передняя полурама 4 предназначена для крепления переднего ведущего моста, переднего навесного устройства, бампера, теплошумоизолированной кабины 3, облицовки ДВС 1 и радиаторов системы охлаждения 9, силового агрегата с насосами гидравлической системы, рулевого управления, ящика аккумуляторного и топливного бака, а задняя полурама предназначена для крепления заднего ведущего моста, заднего навесного устройства, редуктора ВОМ, привода ВОМ и оперения. Шарнирное соединение 7 передней 4 и задней 5 полурам обеспечивает направление движения.

Для создания комфортных условий при использовании трактора теплошумоизолированную кабину 3 оснащают регулируемым по росту и весу водителя подрессоренным сиденьем, отопителем, кондиционером, стеклоочистителями переднего и заднего стекол и другим оборудованием. При этом для уменьшения шума и вибрации теплошумоизолированную кабину 3 крепят к передней полураме 4 через резиновые виброизоляторы.

Управление гидравлического распределителя осуществляют с помощью пульта с флажковыми переключателями, расположенного в теплошумоизолированной кабине 3.

Ведущие мосты представляют собой жесткие балки с установленными по краям двумя мотор-колесами, которые состоят из тягового электродвигателя 8 с понижающим бортовым редуктором планетарного типа, к которому непосредственно крепится колесо 6. Также ведущие мосты дополнительно могут содержать встроенный тормозной механизм, который обеспечивает торможение трактора.

ДВС 1 может быть соединен с тяговым генератором 2 посредством муфты сцепления или эластичной муфты. Энергия, вырабатываемая ДВС 1, преобразуется в тяговом генераторе 2 в электрическую и по проводам передается в мотор-колесо где реализуется в полезную механическую работу на колесе 6 в виде тягового усилия.

Тормозные резисторы электромеханической трансмиссии обеспечивают поглощение энергии, получаемой в результате включения трансмиссии в режим торможения.

Рулевое управление - гидравлическое. Гидравлическое масло из гидробака посредством гидронасоса под давлением через предохранительный клапан и напорный фильтр подается в насос-дозатор. Из насоса-дозатора при повороте рулевого колеса вправо или влево рабочая жидкость поступает в гидроцилиндры, в результате чего происходит поворот задней полурамы 5 относительно центрального шарнира.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает решение поставленной задачи облегчения конструкции самоходной машины и снижения капиталовложений на ее производство.

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам. Трактор содержит четырехколесную ходовую часть, теплошумоизолированную кабину каркасного типа, раму с кронштейнами гидроцилиндров поворота, аккумуляторный ящик, топливный бак, гидробак, оперения, электроуправляемый пятисекционный гидравлический распределитель, расположенный на рулевой колонке дисплей, электромеханическую трансмиссию. Трансмиссия состоит из тягового генератора, жёстко соединённого с двигателем, четырёх тяговых электродвигателей, контроллера, тормозных резисторов и ведущих мостов, системы управления. Рама состоит из двух шарнирно-сочлененных передней и задней полурам. На передней полураме крепятся ведущий мост, навесное устройство, бампер, кабина, облицовка двигателя и радиаторы, силовой агрегат с гидронасосами, рулевое управление, аккумуляторный ящик и топливный бак. На задней полураме крепится ведущий мост, навесное устройство, редуктор вала отбора мощности, его привод и оперения. Облегчается конструкция машины. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Трактор колесный сельскохозяйственный с электромеханической трансмиссией, содержащий четырехколесную ходовую часть, теплошумоизолированную кабину каркасного типа, раму с установленными кронштейнами гидроцилиндров поворота, аккумуляторный ящик, топливный бак, гидробак, оперения, электроуправляемый пятисекционный гидравлический распределитель, расположенный на рулевой колонке дисплей для контроля и отображения параметров систем трактора, электромеханическую трансмиссию, состоящую из силового агрегата в виде тягового генератора, жёстко соединённого с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), четырёх тяговых электродвигателей, контроллера, тормозных резисторов и ведущих мостов, систему управления электрической трансмиссией, отличающийся тем, что рама состоит из двух шарнирно-сочлененных передней и задней полурам, при этом передняя полурама предназначена для крепления переднего ведущего моста, переднего навесного устройства, бампера, теплошумоизолированной кабины, облицовки ДВС и радиаторов системы охлаждения, силового агрегата с насосами гидравлической системы, рулевого управления, ящика аккумуляторного и топливного бака, а задняя полурама предназначена для крепления заднего ведущего моста, заднего навесного устройства, редуктора вала отбора мощности (ВОМ), привода ВОМ и оперения.

2. Трактор по п.1, отличающийся тем, что переднюю и заднюю полурамы соединяют горизонтальным шарниром, с рамками под установку переднего и заднего навесных устройств, соответственно, и буксирной поперечины.

3. Трактор по пп.1, 2, отличающийся тем, что теплошумоизолированную кабину оснащают регулируемым по росту и весу водителя подрессоренным сиденьем, отопителем, кондиционером, стеклоочистителями переднего и заднего стекол.

4. Трактор по п.3, отличающийся тем, что теплошумоизолированную кабину крепят к передней полураме через резиновые виброизоляторы.

5. Трактор по пп.1-4, отличающийся тем, что управление электроуправляемого пятисекционного гидравлического распределителя осуществляют с помощью пульта с флажковыми переключателями, расположенного в теплошумоизолированной кабине.

6. Трактор по пп.1-5, отличающийся тем, что ведущие мосты представляют собой жёсткие балки с установленными по краям двумя мотор-колёсами, которые состоят из тягового электродвигателя с понижающим бортовым редуктором планетарного типа, к которому непосредственно крепится колесо.

7. Трактор по п.6, отличающийся тем, что ведущие мосты дополнительно содержат встроенный тормозной механизм.

8. Трактор по пп.1-7, отличающийся тем, что ДВС соединяют с тяговым генератором посредством муфты сцепления или эластичной муфты.