Транспортное средство с гидроприводом направляющих колес
1. ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО , С ГИДРОПРИВОДОМ НАПРАВЛЯЩИХ КОЛЕС, содержащее основной аедзлций мост с механическим дифференциалом для привода Колес, направляющие колеса со встроенными в них гидромоторами, сообщенными с насосным блоком с гидрораслределителем, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышейия тягово-сцепных свойств f-Гй .i;:.U-,:i;.;iA 1БЛЕ;)1ЕМА транспортного средства в неблагоприятных по проходимости условиях, оно снабжено муфтами и повьгаающими редукторами, насосный блок содержит два нерегулируемых реверсивных насоса, роторы которых через повышающие редукторы и муфты связаны с соответствующими выходными валами дифференциала основного ведущего моста, а гидравлические магистрали казкдого из насосов присоеди нены к соответствующемугидромотору направляющего колеса этого же борта через упомянутый гидрораспределитель , выполненный трехпозиционным . (Л 2.Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что муфты выполнены центробежными . (-, 5 3.Транспортное средство по п. 1, отличаю щ-ееся тем, что муфты выполнены электромагнит00 СП ными. со
09 А
СОЮЗ СОБЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) 4(д) В 60 К 17/20; В 60 К 17/34
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫП4Й.:.: .Ы..
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1
--.,:...13
К AeòîðeêÎÌ сю датильСтвМ (21) 3330227/27-11 (22) 14.08.81 (46) 15.05.85. Бюл. У 18 (72) И.В. Фрумкис, О.М. Баранов, Д.Е. Ханин, В.М. Фрид, Ю.Н. Ярмашев, А.Н. Аскери и В.Н. Желтобрюх . (71) Всесоюзный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (53) 629. 113-58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Н 376280, кл. В 60 К 17/10, 1971 (прототип). (54)(57) 1 ° ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
С ГИДРОПРИВОДОМ НАПРАВЛЯК)ЩИХ KOJEC содержащее основной ведущий мост с механическим дифференциалом для привода колес, направляющие колеса со встроенными в них гидромоторами, сообщенными с насосным блоком с гидрораспределителем, о т л и ч аю щ е е .с я тем, что, с целью повышения тягово-сцепных свойств транспортного средства в неблагоприятных по проходимости условиях, оно снабжено муфтами и повышающими редукторами, насосный блок содержит два нерегулируемых реверсивных насоса, роторы которых через повышающие редукторы и муфты связаны с соответствующими выходными валами дифференциала основного ведущего моста, а гидравлические магистрали каждого из насосов присоеди" иены к соответствующему. гидромотору направляющего колеса этого же борта через упомянутый гидрораспределитель, выполненный трехпозицион- . ным.
2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, нто муфты выполнены центробежными.
3. Транспортное средство по и. 1, отличающееся тем, что муфты выполнены электромагнитными е СЮ
I 10
Изобретение относится к сельско. хозяйственному машиностроению и может быть использовано в дорожных и строительных машинах.
Для улучшения тягово-сцепных свойств и проходимости на переувлажненных и со слабой несущей способностью почвах направляющие колеса самоходных комбайнов делают ведущими, причем привод направляющих ведущих колес ввиду их значительной удаленности от основного ведущего моста может быть только гидрообъемным.
Известно транспортное средство с гидроприводом направляю-их колес, содержащее основной ведущий мост с механическим дифференциалом для привода колес, направляющие колеса со встроенными в них гидромоторами, сообщенными с насосным блоком с гидрораспределителем $17 .
Общим недостатком известных транс портных средств с гидроприводом направляющих колес является необходимость применения сложных и дорогих регулируемых аксиально-поршневых насосов и специальной системы электрогидроавтоматики, необходимой для синхронизации частоты вращения всех четырех колес, деления потока между гидромоторами основных и направляющих колес или между гидромоторами направляющих колес, что необходимо для блокировки гидравлических дифференциалов. При делении потока между гидромоторами направляющих колес или их последовательном соединении нарушается синхронизация частоты вращения передних и задних колес ивозникает параэитнаямощность
Во всех известных схемах гидроприво да подвод мощности к направляющим колесам осуществляется минуя мост основных колес, что существенно сужает потенциальные возможности ходового аппарата транспортного средства.
Цель изобретения — повышение тягово-сцепных свойств основных ведущих колес в неблагоприятных по проходимости условиях.
Поставленная цель достигается тем, что транспортное средство, содержащее основной ведущий мост с мехайическим дифференциалом для привода колес, направляющие колеса со встроенныии в них гидромоторами, сообщенными с насосным блоком с
35909 2
10, 15
55 гидрораспределителем, снабжено муфтами и повышающими редукторами, насосный блок содержит два нерегулируемых реверсивных насоса, роторы которых через повышающие редукторы и муфты связаны с соответствующими выходными валами дифференциала основ= ного ведущего моста, а гидравлические магистрали каждого иэ насосов присоединены к соответствующему гид-! роматору направляющего колеса этого же борта через упомянутый гидрораспределитель, выполненный трехпозиционным
Муфты могут быть выполнены центробежными, а также электромагнитными.
На фиг. 1 показана принципиальная схема транспортного средства с гидроприводом, на фиг. 2 — схема распределения силовых потоков между колесами комбайна.
К валам 1, соединяющим дифференциал 2 с бортовыми редукторами 3 основных ведущих колес 4 транспортного средства, например комбайна, присоединены реверсивные насосы 5 постоянного рабочего объема (например, шестеренные), расход которых рассчитан на работу направляющих колес лишь в рабочем диапазоне скоростей. Необходимая частота вращения валов насосов обеспечивается повыш:ь .цими редукторами 6. Для отключения насосов при движении комбайна с более высокой скоростью между насосами 5 и редукторами 6 установлены автоматические центробежные или электромагнитные муфты 7.
Рабочая жидкость от насосов 5 через дистанционно управляемый трехпозиционный распределитель 8 поступает в гидромоторы 9 направляющих мотор-колес 10 комбайна. Насосы и гидромоторы соединены в позициях
I, II u III соответственно: в раздельные контуры по бортам, параллельно и закольцованы.
Между гидромоторами 9 и редукторами 11 колес 10 установлены гидравлически управляемые муфты 12 того или иного вида, автоматически соединяющие валы гидромоторов и редукторов при возникновении давления в любой из рабочих магистралей
13„ снабженных для этой цели вспомогательными линиями 14, по которым через обратные клапаны 15 рабочая жидкость подается в камеру муф1035909 ( K =- К1+ Э "P > ("
1 где М, — момент на забегающем коле30 се, Ид- момент трения в дифференциале (знак "/" здесь и в дальнейшем относится к эабегающим колесам), 1р; передаточное число бортово- З5 го редуктора основного колеса.
При включении гидропривода рассогласованность вращения как основных, так и направляющих колее компенсируется по-прежнему дифференциалом основного моста, воздействующим не только на основные, но и на направляющие колеса через насосы 5 и гидромоторы 9. В этом случае где
3 ты 12 при движении комбайна как передним, так и задним ходом. Направление вращения колес 10 определяется направлением подачи насосов
5, валы которых кинематически связаны с выходными валами 1 дифференциала 2. ропривод направляющих колес выполнен по закрытой схеме. Система подпитки 16 и предохранительные клапаны 17 присоединены .либо к соответствующим элементам гидротрансмиссии основного моста, либо (на комбайнах с механической трансмиссией) к гидросистеме управления рабочими органами комбайна.
Работа транспортного средства с гидроприводом направляющих колес и трансмиссии в целом (независимо от ее типа) протекает следующим образом. При прямолинейном движении и отсутствии гидропривода направляющих колее основные колеса вращаются, как обычно, с неодинаковым буксованием. Иомент на отстающем колесе
1 ю 1К< = 1к, ("4- 14 tpH р + д4р, () 1ун — передаточное число ре.— дуктера щиюода насоса, ИН nMp — реактивные моменты передаваемыь насосами на выходные валы дифференциала и отиоеящиеея соответственно к отстающему и забегающему колесам.
При н = Ин (например, при холостом ходе насосов) уравнение (2) трансформируется в уравнение (1).
Аналогичный процесс происходит при повороте, который благодаря дополнительному поворачивающему моменту, равному второму члену уравнения (2), протекает со значительно сниженными усилиями на элементах руле19 вого управления. Этот момент вызывает возрастающий приток мощности от двигателя комбайна. Одновременно на остов комбайна действуют толкаю щие усилия от направляющих колес.
В случае черезмерного буксования одного из основных колес или потери им контакта с почвой (при выключенном гидроприводе направляющих колес) Р ц = О, Му„ О, .Ny, Ир,1.pl, Иначе говоря, отстающее колесо нагружено только моментом трения в дифференциале, что недостаточно для перемещения комбайна.
Включение гидропривода направляют щих колес сообщает комбайну не только дополнительное толкающее усилие, но и через дифференциал нагружает отстающее колесо реактивным момен-. том привода насоса, присоединенного к забегающему валу дифференциала.
Этот момент с учетом передаточных чисел редукторов 6 и ? достигает значительной величины, способствуя преодолению комбайном труднопроходимых участков поля. Дополнительный силовой поток к отстающему основному колесу показан на фиг. 2, где пунктирной стрелкой обозначен дополнительйый силовой поток от двигателя. Величина дополнительного касательного усилия, развиваемого на неподвижном колесе,.может быть подсчитана, исходя из следующих сообра. жений.
Перепад давлений в гидросистеме привода направляющего колеса
1 (3)
i.p <-й .м мк где К вЂ” радиус качения мотор-.коле50 са, 1р — передаточное число его редуктора, .
g< - его КПД, q„„- рабочий объем гидромотора.
Крутаций.моиеит на забегающем выходном валу дифференциала
<,< 6Р 9н урн Ь l рн
1035909 где gpq- КПД редуктора привода насоса, а g<- его рабочий объем.
Дополнительное касательное усилие на отстающем неподвижном колесе с учетом (2), (3) и (4)
R Р %н " Р МК РН
19 где 1 р - КПД колесного редуктора основного отстающего .колеса.
Расположенные в правой части выражения (5) величины имеют .примерно следующие значения:
) ag . 7 Q Я.;: 6-7; :006-007i Р,, Чн
R %гм урн = 3,2.-3,6,, м« lpH л откуда . рк = 3,2)p«
При трогании комбайна вступает в действие также момент на отстающем валу дифференциала и тогда P«,"-p«, р«(Ь)
Баланс касательных сил тяги в ЗО момент включения гидропривода отстающего мотор-колеса и полном буксовании забегающего основного колеса (без учета сил инерции) выглядит следующим образом: ЭЗ р",.Р =6 ф (7)
6 и и ЕРк=2 „,Р, и Yg» коэффициенты использова1 ния веса соответственно основных и направляющих колес, б-, и б — нагрузка на упомянутые колеса.
Для эффективного использования и реализации основным отстающим колесом реактивного момента от насосов гидропривода направляющих колес должно быть. соблюдено условие
6 У.=21, (s)
$3
На почвах с малой несущей способностью, для которых характерно повьпаенное буксование, можно приЕР«=(О, зьс+0,3G) О,2.=à,Об или, например, для комбайна массой
18000 кг — около 23 кН, в том числе дополнительная касательная сила на отстающем основном колесе около
-12 кН.
В гидроприводе направляющих колес, не связанном с дифференциалом основного ведущего моста,у Р« —
Д р1 = О я тогда уравнение (7) принимает вид
ЕР« = Р (9) Принимая по- прежнему Р, = разделив уравнение (7) на уравнение (9), получим (12,1Ь (0)
1 / гб, 03G
Иными словами, присоединение гидроприво а к дифференциалу основного моста примерно вдвое увеличивает общее толкающее усилие, действующее на комбайн, На крутых поворотах распределитель 8 устанавливается в позицию II
С присоединением насосов к выходным валам дифференциала основных ведущих колес гидропривод приобретает ряд новых свойств: раздельная синхронизация по бортам вращения перерчих и задних колес при прямолинейном движении передним и задним ходом. а также на поворотах, передача мощности от моста направляющих колес на основной мост, осуществляемая за счет возникновения реактивных моментов привода насосов, что при буксовании основных колес автоматически обеспечивает частичную или полную блокировку дифференциала (уравнение 2), а при полном буксовании одного из колес вводит в действие отстающее (неподвижное) основное колесо (уравнение 5)> передача реактивных моментов на мост основных колес более чем вдвое
I нять = т > . и тогда условие реализации реактивного момента, передаваемого насосами, будет соблюдено при G k -у
Абсолютная. величина KF по уравнению (7), учитывая распрепеление сцепного веса комбайна и z = 1„= о,2 составит l035909 увеличивает тяговое усилие моста направляющих колес (уравнение 10), которое может быть реализовано и при предельно низком коэффициенте сцепления, 5 система является самоуправляемой. так как не требует вмешательства комбайнера или применения специальных средств автоматики и дроссельных устройств для осуществления перечисленных выше функций; гидропривод может быть применен на комбайнах как с механической, так и гидрообъемной трансмиссией.
1035909 ач к
Редактор Л. Письман
ТехредЖ.Кастелевич
Корректор С. Шекмар
Заказ 2854/4 тира бХд
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
