Малогабаритный трактор

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлистических

РЕСПУБЛИК (я)з В 60 К 17/34, 23/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР....л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792155/11 (22) 19,02.90 (46) 07,01.93. Бюл, N. 1 (71) Ухтинский. индустриальный институт (72) Г.П.Дроздовский (56) Евдокимов В.M. и др. Системы машин для лесосплава, M,: Лесная промышленность, 1978, с. 191 (с, 55-62). (54) МАЛОГАБАРИТНЫЙ ТРАКТОР (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к малогабаритным тракторам. Цель изобретения— повышение эффективности работы путем улучшения использования механической и гидрообъемной передачВ гидроприводе колес каждого борта задней полурамы трактора установлен редуктор с ведомыми шестернями внутреннего и внешнего зацепления с соосными осями, постоянно свяэанИзобретение 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-сочлененных 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 гидраобъемной

„„5U „„1785922. А1 ными цепными передачами- с колесами, а ведущая шестерня редуктора, расположенная между ними и непостоянно с ними связанная, постоянно связана с гйдромотором и вводится Р зацепление с одной из шесте- . рен 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 аиде 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. 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 и рототипу— сплоточного агрегата 8-49 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 — механи1785922 ческий, гидрообъемный привод включается только для преодоления труднопроходимых участков пути. Как показывает эксплуатация и исследования их совместная работа является неэффективной, особенно на твердых поверхностях(почвы с малым значением коэффициента объемного сдвига позволяют обеспечить мгновенные выравнивания угловых скоростей колес с различными приводами за счет их буксования). Механизм сцепления механического привода не позволяет обеспечить на режиме совместной работы приводов колес необходимое согласование за счет своей пробуксовки.

Указанные недостатки устраняются конструкцией привода колес полурам трак-тора по изобретению, целью которого является повышение эффективности применения трактора путем улучшения использования механической и гидрообъемной передач за счет того, что каждый из бортовых редукторов второй (задней) 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, причем механический привод колес первой полурамы выполнен в виде бортовых цепных передач, содержащих предохранительные муфты, ведомые элементы которых снабжены тормозами, а фрикционный механизм включения содер- жит подпружиненный ведомый вал с фрикционным конусом, размещенный с возможностью осевого перемещения, взаимодействия с ведущим фрикционным конусом, привод включения этой муфты, связанный с ведомым валом и снабженный механизмом фиксации муфты, при этом ведомый вал может быть снабжен тормозным диском.

Заявляемая конструкция малогабаритного трактора имеет следующие новые (отличительные) существенные признаки по сравнению с прототипом: а) по полураме с механическим приводом колес от двигателя: по каждому борту ведущая звездочка конечной цепной передачи привода колес снабжена предохранительной муфтой, ведомое звено которой. связанное с этой ведущей звездочкой, образует компонент тормозного механизма вращения колеса, например, тормозной барабан (или тормозной шкив} ленточного тормоза;

10

25

35

55 фрикционный механизм включения механического привода колес полурамы от двигателя выполнен с ведомым валом, снабженном фрикционным элементом, например, в виде конуса и подпружиненно подвижным вместе с ним в осевом направлении в 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 уп5 равляемым 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 зацеп ления 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, снаб>кена тормозным механизмом (ленточным тормозом) вращения колес задней полурамы, Это позволяет судить о соответствии изобретения критерию "новизна".

Заявляемое решение малогабаритного трактора обладает следующими существен1785922

20

30

35 рота трактора) 40

55 ными отличиями по сравнению с известны ми автору аналогами;

1) Появляется свойство более .рационального использования мощности двигателя и тяговых параметров трактора при выполнении различных режимов работы, т.е. выголнение поставленной цели по расширению и улучшению параметров назначения, Это достигается за счет свойств двухконтурной схемы построения трансмиссии трактора. Первый контур — механическая трансмиссия. полурамы с энергетической установкой (двигатель — насос гидросистемы). содержащая трехступенчатый клиноременно-цепной привод колес, имеющий постоянное передаточное отношение и включающийся в работу Sa 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 гидрообьемной передаче другой полурамы до скорости 8 км/ч, Второй контур привода — индивидуальный гидрообьемный 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) гидрообьемный привод активного технологического полуприцепа 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 гидрообьемного 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 гидрообьемного привода позволяет решить ряд эсплуэтационно-конструкторских проблем и получить новые свойства трактора: обеспечивается реверсирование направления движения трактора без применения реверсивных насоса и гидромоторов привода (приводы с нереверсивными редукторами и реверсивными гидромоторами значительно дороже), ведомые шестерни редукторов, посто- . янно связанные с колесами, обеспечивают их гироскопический,-. эффект, выполняя роль маховиков, компенсируя недостаточный момент инерции (энергию вращающихся масс колес трактора для преодоления случайных препятствий), эпициклы редукторов используются в качестве тормозных барабанов механизма торможения колес (также используются в качестве стояночного тормоза трактора), причем требуется значительно меньший тормозной момент, чем при размещении тормозов в колесах, включение редукторов на разные направления движения позволяет обеспечить эффективный поворот трактора эа счет противоположного вращения колес (гусиниц) каждого борта этой полурамы при соответствующем размещении передней полурамы (резко уменьшается радиус пово2) Имеет место возможность выравнивания угловых скоростей колес с механическим приводом в процессе поворота трактора на транспортном режиме

В традиционных решениях применяют междуколесные дифференциалы, что в нашем случае отсутствует.

Применение предохранительных муфт (предельного. момента) в приводе колес с механическим подводом мощности от двигателя позволяет обеспечить автоматическое отключение проскальзывающего колеса (внутреннего) в процессе поворота трактора, 3) По совокупности проявления заявляемых отличительных признаков — комбинированный привод колес с балансирным типом их подвески, редуктора с реверсивным переключением направления вращения приводимых колес, фрикционный механизм. включения механического привода, наличие предохранительных муфт и тормозных механизмов в приводе колес обеих полурам, малогабаритный трактор приобретает свойства простого, содержащего не

1785922

20

50 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 колес 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 при,отключении борта внутреннего в повороте). Имеют место 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 гидрообъемной передачей задней полурамы в определенных режимах движения.

Таким образом, подводя итог, можно сказать, что существенными отличиями заявляемого трактора являются: простота и дешевизна конструкции 30 трактора с улучшением тяговых параметров назначения; возможность одновременного использования механического и гидрообъемного приводов на тяговом режиме при опреде- 35 ленных режимах движения за счет наличия механизмов пробуксовки в механическом приводе, возможность повышения маневренности трактора при реверсировании.направления вращения колес бортов полурайы 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 конструкция-. ми. 55

Поставленная цель упрощения и удешевления 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 вращения для увеличения динамической устойчивости привода при преодолении внезапных препятствий, что важно при низкой энергонасыщенности трактора (двигатель малой мощноСти). Указанные накопители 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 фиг. 3 — узел! на фиг, 2 (предохранительная муфта в механическом приводе колес передней полурамы); на фиг. 4 — бортовой редук-. тор гидрообъемного привода колес задней полурамы (крепление оси поворота рычага переключения реверса на корпусе редуктора); на фиг. 5-узел II на фиг, 2 (фрикционный механизм включения механического привода колес передней полурамы); на фиг. 6возможные схемы компоновки ходовой части малогабаритного трактора, Малогабаритный трактор (фиг. 1 и 2) содержит переднюю полураму 1, на которой установлен двигатель 2, заднюю полураму

3, сочлененную с передней полурамой 1 при 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 передней полураме. образующие механизм поворота 5 трактора за счет "излома" рамы, На кронштейнах 6 шарнирно. закреплены балансиры 7, свободные концы которых содержат колеса 8 и связаны с полурамами амортизаторами (или гидроцилиндрами) 9. .Колеса 8 вращаются относительно осей 10.

Механический привод колес передней полурамы состоит из ведущей клиноременной передачи 11, промежуточной передачи 12 (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

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 при1785922

10 вода). 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 иэ них, корпуса которых закреплены на полураме. Ведомые шестерни 23 (эпициклы) с внутренним зацеплением и ведомые шестерни 24 с наружным зацеплением (центральные) 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 во вращение насос 30 с запиткой от гидробака 31. Гидромоторы 17 имеют дроссельное регулирование за счет дросселей 32 в напорной линии насоса 30, управляемых педалями 33 (за.их счет изменяется скорость движения трактора при работе гидрообъемной 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 шарнирные ограничители поворта 38, а к балансирам 7 задней полурамы для образования тандемной ходовой части может быть присоединены дополнительные балансиры 39, Выносной узел II фиг. 2 раскрывает конструкцию фрикционного механизма 13

20

25 жиной 52 упорный шарик 53

45

5

40 включения механического привода колес передней полурамы 1, содержащий ведомый шкив 40 передачи 11, к которому прикреплен ведущий конус 41 (может быть и 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 управления ведомый вал 43 содержит шлицы, которые сопряжены с ведущим элементом 45 (звездочка или шкив) промежуточной передачи 12 и тормозным диском 46, котооые зафиксированы от осевого смещения.

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 паза 49 в процессе выключения механизма.

l1o торцам ведомого вала 43, установленного в бугельных опорах 50, размещены нажимной шарик 51 (со стороны нажимного рычага) и подпружиненный отжимной пруНа фиг. 6 приведены возможные схемы компоновки ходовой части малогабаритного трактора. ба — колесная формула 4 4 с удлиненной базой (стрелками указаны возможные места приложения технологических сил от навесных и прицепных орудий); бб — колесная формула 4) 4 с укороченной базой (увеличивается маневренность трактора и нагруженность задней оси); бв — колесная формула 6Л 6 (с дополнительными балансирами 39), с гусеничной лентой на колесах задней полурамы (возможно применение гусеничной ленты вдоль всего борта, поворот за счет гидрообьемной передачи); бг — регулирование дорожного просвета (клиренса) трактора за счет установки гидроцилиндров вместо амортизаторов.

Управление малогабаритным трактором осуществляется следующим образом.

Движение трактора начинают за счет включения гидрообьемного привода колес задней полурамы. Для этого фиксаторы 21 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 последующей фиксации выбранного режима включения.

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

1785922

12. (дроссели 32 открываются и весь поток гидрожидкости 07 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 гидрообьемной 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 сов местная работа приводов передней и задней полурам в пределах. возможной пробуксовки фрикционных элементов механического привода (на определенном скоростном режиме дви>кения). 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 постоянную связь с вращающимися колесами задней полурамы, накапливают энергию вращающихся масс и служат своеобразными маховиками, стаби5 лизируя динамику движения трактора, Формула изобретения

1. Малогабаритный трактор, содер>ка10 щий две сочлененные полурамы, первая из которых снабжена механическим приводом колес от двигателя с фрикционным механизмом включения этого привода, а вторая полурама снабжена гидрообьемными

15 двигателями, связанными с ведущими колесами посредством бортовых редукторов, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения использования механической и

20 гидрообъемной передач, ка>кдый из бортовых редукторов второй полурамы содер>кит размещенные соосно ведомые шестерни внешнего и внутреннего зацепления, кинематически связанные с ведущими колесами.

25 ведущую шестерню. размещенную на валу гидрообьемного двигателя,,при этом гидрообьемный двигатель размещен с возмо>кностью его перемещения для связи ведущей шестерни с одной из ведомых и снабжен

30 механизмом фиксации его положений.

2.Трактор по п, 1, отличающийся тем, что механический привод первой полурамы выполнен в виде бортовых цепных передач, содер>кащих предохранительные

35 муфты, ведомые элементы которых снаб>кены тормозами.

3. Трактор по и. 1, отличающийся тем, что фрикционный механизм включения содержит подпружиненный ведомый вал с

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

45 фиксации муфты, при этом ведомый san может быть снабжен тормозным диском.

1785922

1785922

1785922.У2У 20 1Ó 17Ю

42ы4

1785922 ф дну

6) act. о

Составитель Г.Дроздовский

Техред М.Моргентал Корректор Н.Гунько

Редактор

Заказ 220 Тираж Подписное

BHMMflN Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101