Малогабаритный трактор Советский патент 1993 года по МПК B60K17/34 B60K23/08 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к малогабаритным колесно-гусеничным тракторам, приводу их движителя и может быть использовано для лесохозяйственных, сельскохозяйственных и коммунальных работ при выполнении экологических требований эксплуатации.

Известные конструкции привода ведущих элементов движителя шарнирно-сочле- ненных полурам трактора как механического, так и гидрообъемного типов обладают рядом недостатков, отражающих либо непрогрессивность и ступенчатость изменения передаточного отношения трансмиссии, что удорожает ее, либо усложнение системы управления гидрообъемной

передачей при обеспечении реверса и снижение эффективности при использовании на транспортном режиме из-за снижения объемного КПД и перегрева. Из-за различной природы изменения тяговой характеристики затруднена совместная работа на тяговом режиме указанных типов трансмиссии,

Устройство трансмиссии по прототипу - сплоточного агрегата В-49 включает механический ступенчатый привод колес передней полурамы и гидрообъемный привод колес задней полурамы, включаемый при помощи кулачковых обгонных муфт между колесами и приводящими их гидромотора-- ми. Основной вид трансмиссии на тяговом и транспортном режимах движения - мехамиХ|00 СП

ю ю к

ческий, гидрообъемный привод включается только для преодоления труднопроходимых участков пути. Как показывает эксплуатация и исследования их совместная работа является неэффективной, особенно на твердых 5 поверхностях (почвы с малым значением коэффициента объемного сдвига позволяют обеспечить мгновенные выравнивания угловых скоростей колес с различными приводами за счет их буксования). Механизм 10 сцепления механического привода не позволяет обеспечить на режиме совместной работы приводов колес необходимое согласование за счет своей пробуксовки.

Указанные недостатки устраняются 15 конструкцией привода колес полурам трак- -тора по изобретению, целью которого является повышение эффективности применения трактора путем улучшения использования механической и гидрообъем- 20 и ой передач за счет того, что каждый из бортовых редукторов второй (задней) полурамы содержит размещенные соосно ведомые шестерни внешнего и внутреннего зацепления, кинематически связанные с ве- 25 дущими колесами, ведущую шестерню, размещенную на валу гидрообъемного двигателя, при этом гидрообъемный двигатель размещен с возможностью его перемещения для связи ведущей шестерни с одной 30 из ведомых и снабжён механизмом фиксации его положений, причем механический . привод колес первой полурамы выполнен в виде бортовых цепных передач, содержа- щих предохранительные муфты, ведомые 35 элементы которых снабжены тормозами, а фрикционный механизм включения содержит подпружиненный ведомый вал с фрикционным конусом, размещенный с возможностью осевого перемещения, взаи- 40 модействия с ведущим фрикционным кбну- сом, привод включения этой муфты, связанный с ведомым валом и снабженный механизмом фиксации муфты, при этом ведомый вал может быть снабжен тормозным 45 диском. . Заявляемая конструкция малогабаритного трактора имеет следующие новые (отличительные) существенные признаки по сравнению с прототипом: 50

а) по полу раме с механическим приводом колес от двигателя:

по каждому борту ведущая звездочка конечной цепной передачи привода колес снабжена предохранительной муфтой, ве- 55 домое звено которой, связанное с этой ве- дущей звездочкой, образует компонент тормозного механизма вращения колеса, например, тормозной барабан (или тормозной шкив) ленточного тормоза;

фрикционный механизм включения механического привода колес полурамы от двигателя выполнен с ведомым валом, снабженном фрикционным элементом, например, в виде конуса и подпружиненно t Ј подвижным вместе с ним в осевом направлении е шлицевом соединении с ведомыми элементами передачи и снабженном приводом этого перемещения и фиксации во включенном положении;

для случая отсутствия предохранительных муфт в приводе колес, ведомые элементы фрикционного механизма включения механического привода колес снабжены управляемым тормозом вращения этих элементов, например, в виде ленточного тормоза, тормозной диск которого жестко связан с ведомыми элементами передачи.

б) по полураме с гидрообъемным приводом колес:

по каждому борту механизм передачи крутящего момента от гидромотора к колесам выполнен в виде бортового редуктора с ведомыми шестернями внутреннего и наружного зацепления при соосном расположении их осей вращения, которые постоянно соединены при помощи цепного привода (эти оси вращения содержат ведущие звездочки этого цепного привода) с колесами борта полурамы, при этом ведущая шестерня редуктора постоянно связана с гидромотором вращения и непостоянно сцеплена с указанными ведомыми шестернями редуктора, находясь между ними, причем редуктор снабжен механизмом обеспечения рабочего зацепления этой ведущей шестерни с одной из ведомых шестерен редуктора в зависимости от направления движения трактора;

механизм обеспечения рабочего зацепления ведущей шестерни бортового редуктора с одной ..из его ведомых шестерен выполнен в виде продольного поворотного рычага, на котором закреплен гидромотор с ведущей шестерней, один конец которого шарнирно закреплен относительно неподвижной опоры (полурама или неподвижный Корпус бортового редуктора), а другой конец рычага снабжен механизмом фиксации его положения.

одна из ведомых шестерен бортового редуктора, например наружная шестерня, обеспечивающая движение вперед, снабжена тормозным механизмом (ленточным тормозом) вращения колес задней полурамы.

Это позволяет судить о соответствии изобретения критерию новизна.

Заявляемое решение малогабаритного трактора обладает следующими существенными отличиями по сравнению с известными автору аналогами:

1) Появляется свойство более .рационального использования мощности двигателя и тяговых параметров трактора при выполнении различных режимов работы, т.е. выполнение поставленной цели по расширению и улучшению параметров назначения.

Это достигается за счет свойств двух- контурной схемы построения трансмиссии трактора. Первый контур - механическая трансмиссия, полурамы с энергетической установкой (двигатель - насос гидросистемы), содержащая трехступенчатый клиноре- менно-цепной привод колес, имеющий постоянное передаточное отношение и включающийся в работу за счет фрикционного механизма. Этот привод - непрогрессивного типа (изменение крутящего момента при изменении сил сопротивления качению колес определяется в незначительной степени скоростной характеристикой приводного двигателя) и используется только для выполнения транспортной работы трактора в диапазоне скоростей 8-15 км/ч после разгона трактора на гидрообъемной передаче другой полурамы до скорости 8 км/ч.

Второй контур привода - индивидуальный гидрообъемный привод колес другой полурамы по каждому борту, обладающий свойствами прогрессивной трансмиссии, имеющей возможность автоматически изменять передаточное отношение передачи в диапазоне 5-10 за счет изменения скорости вращения и крутящего момента при изменении сил сопротивления движению колес трактора.

Наиболее распространенный алгоритм использования двухконтурного привода колес трактора - последовательный, независимый. Однако, может иметь место совместное использование в переходном режиме разгона при переходе на транспортный режим движения.

У прототипа (В-49) гидрообъемный привод активного технологического полуприце- па применяется для преодоления труднопроводимых участков в грузовом направлении, т.е., как правило, является вспомогательным приводом для увеличения тяговых свойств трактора. Заявляемая комплексная трансмиссия позволяет реализовать все положительные свойства гидрообъемного привода на тяговом (наиболее сложном) режиме применения трактора и не использовать ее недостатки на транспортном режиме трактора за счет отключения и перехода на механический привод.

Применение бортовых переключаемых

редукторов в составе гидрообъемного привода позволяет решить ряд эсплуатационно-конструкторских проблем и получить

новые сгойства трактора:

обеспечивается реверсирование направления движения трактора без примене- 0 ния реверсивных насоса и гидромоторов привода (приводы с нереверсивными редукторами и реверсивными гидромоторами значительно дороже),

ведомые шестерни редукторов, посто- 5 янно связанные с колесами, обеспечивают их гироскопический,-- эффект, выполняя роль маховиков, компенсируя недостаточный момент инерции (энергию вращающихся масс колес трактора для преодоления 0 случайных препятствий),

эпициклы редукторов используются в качестве тормозных барабанов механизма торможения колес (также используются в качестве стояночного тормоза трактора), 5 причем требуется значительно меньший тормозной момент, чем при размещении тормозов в колесах,

включение редукторов на разные направления движения позволяет обеспечить 0 эффективный поворот трактора за счет противоположного вращения колес (гусиниц) 1 каждого борта этой полурамы при соответствующем размещении передней полурамы (резко уменьшается радиус пово- 5 рота трактора).

2) Имеет место возможность выравнивания угловых скоростей колес с механическим приводом в процессе поворота трактора на транспортном режиме. 0В традиционных решениях применяют междуколесные дифференциалы, что в нашем случае отсутствует.

Применение предохранительных муфт (предельного момента) в приводе колес с 5 механическим подводом мощности от двигателя позволяет обеспечить автоматическое отключение проскальзывающего колеса (внутреннего) в процессе поворота трактора.

0 3) По совокупности проявления заявляемых отличительных признаков - комбинированный привод колес с балансирным типом их подвески, редуктора с реверсивным переключением направления враще- 5 ния приводимых колес, фрикционный механизм, ьключенйя механического прйво- да, наличие предохранительных муфт и тормозных механизмов в приводе колес обеих полурам, малогабаритный трактор приобретает свойства простого, содержащего не

сложные агрегаты, сравнительно .небольшую трудоемкость и стоимость изготовления, легко управляемого и переналаживающего универсального оборудования для указанных выше работ.

Система привода и подвески колес позволяют менять клиренс трактора, работать на уклонах, применять тандемную подвеску колёс задней полурамы с гусеничной лентой (поворот за счет излома рамы), либо применять гусеничную ленту вдоль каждого борта (в этом случае блокируется механизм излома рамы и поворот осуществляется за счет гидрообъемного привода наружного борта в повороте приртключении борта внутреннего в повороте). ИмеюТместо два варианта поворота и два вида холостой части (колесный и гусеничный).

Наличие механизмов пробуксовки (фрикционная конусная муфта, предохранительные муфты и клиноременная передача) в механическом приводе колес передней полурамы позволяет обеспечить эффективность совместного использования с гидрообъёмной передачей задней полурамы в определенных режимах движения.

Таким образом, подводя итог, можно сказать, что существенными отличиями заявляемого трактора являются:

простота и дешевизна конструкции тракторас улучшениемтяговых параметров назначения;

возможность одновременного использования механического vt гидрообъемного приводов на тяговом режиме при определенных режимах движения за счет наличия механизмов пробуксовки в механическом4 приводе,

возможность повышения маневренности трактора при реверсировании направления вращения колес бортов полурамы с гидроприводом;

применение торможения промежуточных элементов в приводе колес, что упрощает механизм управления и упрощает конструкцию колес, а также снижает мощность тормозных механизмов.

два способа поворота трактора в зависимости от вида ходовой части.

По мнению автора заявляемая конструкция малогабаритного трактора также обладает новым свойством простоты технологического изготовления и ремонта по сравнению с известными конструкциями.

Поставленная цель упрощения и удешевлений конструкции трактора и повышения его параметров назначения достигается за счет того, что применен двухконтурный привод колес полурам, раздельных или совместного использования на соответствующих режимах применения трактора;

Отсутствие междуколесных дифференциалов, коробок перемены передач, конечных тормозных устройств и т.д. позволяет снизить сложность привода колес.

За счет постоянной связи колес с ведомыми элементами их привода применены и используются в них накопители энергии

0 вращения для увеличения динамической устойчивости привода при преодолении внезапных препятствий, что важно при низкой энергонасыщенности трактора (двигатель малой мощности). Указанные накопители

5 энергии вращения являются составными элементами тормозных механизмов колес, что снижает их мощность.

На фиг. 1 изображен малогабаритный- трактор; на фиг. 2 - вид трактора в плане; на

0 фиг. 3 -узел I на фиг. 2 (предохранительная муфта в механическом приводе колес передней полурамы); на фиг. 4 - бортовой редуктор гидрообъемного привода колес задней полурамы (крепление оси поворота рычага

5 переключения реверса на корпусе редуктора); на фиг. 5 -узел II на фиг. 2 (фрикционный механизм включения механического привода колес передней полурамы): на фиг. 6-. возможные схемы к-омпоновки ходовой час0 ти малогабаритного трактора.

Малогабаритный трактор (фиг. 1 и2)со держит переднюю полураму 1, на которой установлен двигатель 2, заднюю полураму 3, сочлененную с передней полурамой 1 при

5 помощи вертикального шарнира, образованного рулевой колонкой 4, через которую пропущен рулевой вал, в нижней части которого закреплена ведущая шестерня, вместе .с зубчатым сектором/закрепленным на пе0 редней полураме, образующие механизм поворота 5 трактора за счет излома рамы. На кронштейнах б шарнирно.закреплены балансиры 7, свободные концы которых содержат колеса 8 и связаны с полурамами

5 амортизаторами (или гидроцилиндрами) 9. .Колеса 8 вращаются относительно осей 10. Механический привод колес передней полурамы состоит из ведущей клиноременной передачи 11, промежуточной передачи 12

0 (клиноременной или цепной), причем ведомый шкив передачи 11 и ведущий шкив (или звездочка) передачи 12 входят в состав фрикционного механизма 13 механического привода колес, а ведомый элемент передачи

5 12 закреплен на междубортовом приводном валу 14, по концам которого установлены предохранительные муфты, ведомые части которых содержат звездочки бортовых цепных передач 15 привода колес 8 (на осях 10 установлены ведомые звездочки этого привода). Балансиры колес задней полурамы шарнирно закреплены на междубортовой балансирной оси 16. Гидрообъемный привод колес задней полурамы 3 включает бортовые гидромоторы 17 одностороннего вращения (например, шестеренные, левого или правого вращения для одноименного борта), на валах которых закреплены ведущие шестерни 18, корпуса которых закреплены по каждому борту на рычагах 19, поворотных относительно неподвижных осей 20, Другой конец каждого рычага 19 снабжен фиксатором 21.

Ведущие шестерни 18 размещены между ведомыми шестернями наружного и внутреннего зацепления бортовых редукторов 22 без постоянного зацепления с одной из них, корпуса которых закреплены на полураме. Ведомые шестерни 23 (эпициклы) с внутренним зацеплением и ведомые шестерни 24 с наружным зацеплением (цент- ральные)закреплены на общих осях (каждая шестерня может иметь свою ось, расположенные соосно с другой), на наружных концах которых размещены ведущие звездочки 25 промежуточных цепных передач 26, а на концах балансирной оси 16 шарнирно установлены блоки промежуточных шестерен 27 привода конечных цепных передач колес задней полурамы, которые могут быть охвачены по каждому борту гусеничной лентой 28, как в пределах только задней полурамы, так и вдоль всего трактора.

Шестерни 23 бортовых редукторов 22 снабжены тормозными барабанами тормозных ленточных механизмов 29 колес. Двигатель 2 приводит зо вращение насос 30 с запиткой от гидробака 31. Гидромоторы 17 имеют дроссельное регулирование за смет дросселей 32 в напорной линии насоса 30, управляемых педалями 33 (за.их счет изменяется скорость движения трактора при работе гидрообьемной передачи). Сливные линии гидромоторов 17 соединены через радиатор охлаждения рабочей жидкости 34 с гидробаком 31. Управление ленточными тормозами 29 осуществляется педалью 35.

Рядом с гидробаком 31 установлен топливный бак 36. Ведущие звездочки конечных бортовых передач 15 передней полурамы 1 установлены на ведомых частях предохранительных муфт 37 на междубортовом приводном валу 14, На задней полураме установлены шарнирное ограничители поворта 38, а к балансирам 7 задней полурамы для образования тандем- ной ходовой части может быть присоединены дополнительные балансиры 39,

Выносной узел II фиг. 2 раскрывает конструкцию фрикционного механизма 13

включения механического привода колес передней полурамы 1, содержащий ведомый шкив 40 передачи 11, к которому прикреплен ведущий конус 41 (может быть и

5 другой фрикционный механизм) с радиатором 42, шарнирно установленные на сквозном ведСмом валу с фрикционным конусом 43 с радиатором охлаждения 44, подвижном в осевом направлении. Со стороны управле0 ния ведомый вал 43 содержит шлицы, которые сопряжены с ведущим элементом 45 (звездочка или шкив) промежуточной передачи 12 и тормозным диском 46, которые зафиксированы от осевого смещения.

5 Нажимной рычаг включения фрикционного механизма 13 поворачивается относительно неподвижной оси 47 и на своем подвижном конце содержит шарнир излома 48 рычага для вывода его из фиксирующего

0 паза 49 в процессе выключения механизма. По торцам ведомого вала 43, установленного в бугельных опорах 50, размещены нажимной шарик 51 (со стороны нажимного рычага) и подпружиненный отжимной пру5 жиной 52 упорный шарик 53.

На фиг. 6 приведены возможные схемы компоновки ходовой части малогабаритного трактора.

6а - колесная формула с удлиненной

0 базой (стрелками указаны возможные места приложения технологических сил от навесных и прицепных орудий);

66 - колесная формула 4л 4 с укороченной базой (увеличивается маневренность

5 трактора и нагруженность задней оси);

6в - колесная формула 6А6 (с дополнительными балансирами 39), с гусеничной лентой на колесах задней полурамы (возможно применение гусеничной ленты вдоль

0 всего борта, поворот за счет гидрообьемной передачи);

6г - регулирование дорожного просвета (клиренса) трактора за счет установки гидроцилиндров вместо амортизаторов.

5 Управление малогабаритным трактором осуществляется следующим образом.

Движение трактора начинают за счёт включения гидрообьемного привода колес задней полурамы. Для этого фиксаторы 21

0 наклоняются вперед, подаются вниз для поворота рычагов 19 относительно осей 20 и зацепления шестерен 18 и 23 (если надо двигаться вперед) или вверх для зацепления шестерен 18 и 24 (движение назад) с после5 дующей фиксации выбранного режима включения.

Педалью 33 управляют дросселями 32 (увеличивают их гидросопротивление) и начинают движение, Для прекращения движения уменьшают давление на педаль 33

(дроссели 32 открываются и весь поток гидрожидкости от насоса 30 уходит в слив), для торможения через педали 35 воздействуют на тормоза 29 вокруг эпициклов 23. В случае колесного движения поворот осуществляют за счет излома рамы, в случае применения гусеничной ленты вдоль каждого борта (полностью гусеничный ход) механизм поворота 5 блокируют и тормозят эпицикл бортового редуктора 22 тормозом 29 борта, находящегося внутри радиуса поворота. Весь поток жидкости от насоса 30 реализуется в гидромоторе привода борта забегающего в повороте.

Для перехода на транспортный режим движения трактор разгоняется на гидрорбъ- емной передаче, затем поворачивают рычаг управления фрикционного механизма 13 до ввода его в фиксирующий паз 49, При этом ведомый вал 43 смещается влево, фрикционные элементы замыкаются, осуществляя передачу крутящего момента через механический привод к колесам передней полурамы. Возможна совместная работа приводов передней и задней полурам в пределах возможной пробуксовки фрикционных элементов механического привода (на определенном скоростном режиме движения). После разгона или совместного движения сбрасывают жидкость от насоса 30 через открытые дросселя 32 и выключают бортовые редуктора 22.

При отключении механического привода конец рычага выталкивается из фиксирующего паза 49, пружина 52 смещает ведомый вал 43 вправо, разобщая фрикционные конусы 41 и ведомого вала 43.

Предохранительные муфты (предельного момента) 37 обеспечивают пробуксовку цепной передачи; 15 привода колес передней полурамы, находящихся внутри радиуса поворота в процессе излома полурам трактора из-за роста сопротивления их качению в повороте. При движении трактора в транспортном режиме эпициклы 23 и солнечные шестерни 24 бортовых редукторов

22, имеющие пострянную связь с вращающимися колесами задней полурамы, накапливают энергию вращающихся масс и служат своеобразными маховиками, стаби- лизируя динамику движения трактора.

Формула изобретения

1. Малогабаритный трактор, содержащий две сочлененные полурамы, первая из которых снабжена механическим приводом колес от двигателя с фрикционным механизмом включения этого привода, а вторая полурама снабжена гидрообъемными

двигателями, связанными с ведущими колесами посредством бортовых редукторов, отличаю щийся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения использованиямеханической и

гидрообъемной передач, каждый из бортовых редукторов второй полурамы содержит размещенные соосно ведомые шестерни внешнего и внутреннего зацепления, кинематически связанные с ведущими колесами.

ведущую шестерню, размещенную на валу гидрообъемного двигателя, .при этом гидрообъемный двигатель размещен с возможностью его перемещения для связи ведущей шестерни с одной, из ведомых и снабжен

механизмом фиксации его положений.

2. Трактор поп. 1,отличаю щийся тем, что механический привод первой полурамы выполнен в виде бортовых цепных передач, содержащих предохранительные муфты, ведомые элементы которых снабжены тормозами.

3. Трактор поп. 1,отличаю щийся тем, что фрикционный механизм включения содержит подпружиненный ведомый вал с

фрикционным конусом, размещенный с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с ведущим фрикционным конусом, привод включения муфты, связанный с ведомым валом и снабженный механизмом

фиксации муфты, при этом ведомый вал может быть-снабжен тормозным диском.

/

ff-ff

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к малогабаритным тракторам. Цель изобретения - повышение эффективности работы путем улучшения использования механической и гидрообъемной переда чВ гидроприводе колес каждого борта задней полурамы трактора установлен редуктор с ведомыми шестернями внутреннего и внешнего зацепления с соосными осями, постоянно связанными цепными передачами с колесами, а ведущая шестерня редуктора, расположенная между ними и непостоянно с ними связанная, постоянно связана с гидромотором и вводится р зацепление с одной из шестерен механизмом переключения, фиксирующим это зацепление. Ведущие звездочки конечных цепных передач механического привода колес другой полурамы снабжены предохранительными муфтами, ведомые звенья которых связаны с этими звездочками и снабжены тормозными механизмами этих колес. Механизм переключения может быть выполнен в виде поворотного продольного рычага, на котором закреплен гидромотор с ведущей шестерней и подвижный конец которого содержит поворотный подпружиненный фиксатор для блокировки на полураме. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. W Ё

21 25 24 23

ft 7 6 29 37 Я37 M 29

фм.З

2f

.

6} Ц,