Сельскохозяйственное транспортное средство и способ его эксплуатации

Авторы патента:


Сельскохозяйственное транспортное средство и способ его эксплуатации
Сельскохозяйственное транспортное средство и способ его эксплуатации

 

B60L1/00 - Электрооборудование транспортных средств с электротягой; магнитные подвески или левитационные устройства для транспортных средств; электродинамические тормозные системы для транспортных средств вообще (электромеханические сцепные устройства транспортных средств B60D 1/62; электрические отопительные устройства для транспортных средств B60H; расположение или монтаж электрических силовых установок B60K 1/00; расположение или монтаж трансмиссий с электрической передачей на транспортных средствах B60K 17/12,B60K 17/14; приводы вспомогательных устройств для транспортных средств B60K 25/00 ; размещение сигнальных или осветительных устройств, их установка, крепление или схемы их размещения для транспортных средств вообще B60Q; система управления тормозами транспортных средств

Владельцы патента RU 2593734:

КЛААС Трактор САС (FR)

Изобретение относится к сельскохозяйственным транспортным средствам, содержащим ДВС, электрическую машину для привода трансмиссии и множество устройств. Устройства могут избирательно приводиться трансмиссией. Причем трансмиссия содержит первую секцию, связанную с ДВС, вторую секцию и первую муфту для соединения первой и второй секций. Электрическая машина и одно из множества устройств связаны со второй секцией. Достигается экономия топлива. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сельскохозяйственному транспортному средству и к способу его эксплуатации.

Уровень техники

Сельскохозяйственные транспортные средства, такие как тракторы, зерноуборочные комбайны, комбайны для уборки кормовых культур и подобные машины, оснащаются мощными двигателями внутреннего сгорания, которые не работают непрерывно на своей номинальной мощности или на уровне мощности, эффективном по расходу топлива. Было установлено, что при работе такого транспортного средства в поле только в течение 80% времени машина работает со значительным расходом мощности двигателя. Остальные 20% времени уходят на ожидание, когда другие транспортные средства закончат свою работу, или на вспомогательную деятельность, такую как маневрирование, подсоединение и отсоединение орудий или прицепов. Вся эта деятельность требует затраты только незначительной части той мощности, которую может поставлять двигатель внутреннего сгорания.

Поскольку двигатели внутреннего сгорания оптимизированы с расчетом на высокие затраты мощности, большинство из них имеет невысокую эффективность при работе с низким расходом мощности, так что значительная экономия топлива может быть получена при повышении эффективности на низком расходе мощности.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание сельскохозяйственной машины, которая эффективно работает как на высоком, так и на низком уровне мощности, а также способа эксплуатации машины.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в сельскохозяйственном транспортном средстве, содержащем двигатель внутреннего сгорания и электрическую машину для привода трансмиссии и множество устройств, которые могут избирательно приводиться трансмиссией, причем трансмиссия содержит первую секцию, связанную с двигателем внутреннего сгорания, вторую секцию, связанную с электрической машиной, и первую муфту для соединения первой и второй секций.

Предпочтительно указанное по меньшей мере одно устройство является устройством низкой мощности, которое по всей вероятности используется в режиме ожидания транспортного средства или при вспомогательных операциях, так что оно может приводиться от электрической машины, работающей в режиме мотора, в то время как двигатель внутреннего сгорания выключен. Путем выключения двигателя внутреннего сгорания при низком потреблении мощности можно устранить работу двигателя внутреннего сгорания на неэффективном уровне мощности.

Согласно первому примеру осуществления изобретения это по меньшей мере одно устройство может быть кондиционером воздуха. При этом изобретение позволяет сохранять действие кондиционера воздуха во время ожидания, так что комфортная температура может поддерживаться в кабине водителя, хотя двигатель внутреннего сгорания не работает.

Согласно другому примеру осуществления изобретения это по меньшей мере одно устройство может быть гидронасосом. Такой насос может выгодно использоваться для привода подъемного устройства, в частности для подъема орудия или прицепа для его подсоединения к транспортному средству.

Согласно третьему примеру осуществления это по меньшей мере одно устройство может быть валом отбора мощности. При полевых работах этот вал обычно используется для привода орудия, навешенного на транспортное средство, а передаваемая им мощность может составлять значительную долю общей мощности, поставляемой двигателем внутреннего сгорания. Однако при вспомогательных операциях, таких как присоединение или отсоединение орудия, может быть необходимо повернуть вал отбора мощности на небольшой угол, чтобы привести концевой соединитель вала отбора мощности в положение, в котором он может быть соединен с приводным валом орудия. Очевидно, что такой поворот требует только незначительной доли мощности, которую может давать двигатель внутреннего сгорания. При этом энергия может быть сэкономлена, если в этой ситуации оставить двигатель внутреннего сгорания выключенным и использовать электрическую машину в качестве мотора для привода вала отбора мощности.

Само собой разумеется, что указанные примеры осуществления могут быть скомбинированы путем кинематического соединения со второй секцией трансмиссии двух или большего числа устройств, выбранных из группы, содержащей кондиционер воздуха, гидронасос и вал отбора мощности.

Предпочтительно трансмиссия дополнительно содержит вторую муфту, которая разграничивает первую и вторую подсекции второй секции, при этом первая муфта и электрическая машина относятся к первой подсекции, а по меньшей мере одно устройство относится к второй подсекции. При этом электрическая машина может быть кинематически соединена с двигателем внутреннего сгорания, в частности, для работы в режиме мотора, который помогает двигателю внутреннего сгорания приводить трансмиссию, в то время как вторая подсекция и связанное с ним устройство не работают.

Одним из устройств, приводимых трансмиссией, должен быть вал колесной ходовой оси. Поскольку привод хода транспортного средства обычно требует значительной доли мощности двигателя внутреннего сгорания, вал колесной ходовой оси предпочтительно кинематически связан с первой секцией, так что он может приводиться двигателем внутреннего сгорания независимо от того, разомкнута или замкнута первая муфта.

Предпочтительно электрическая машина выполнена с возможностью работы в режиме генератора, приводимого трансмиссией, так что в определенное время электрическая машина может генерировать электроэнергию, которая потребуется для ее работы в дальнейшем.

Для того чтобы снизить до минимума нагрузку на двигатель внутреннего сгорания от генерирования электроэнергии, может быть предусмотрено устройство управления для управления работой электрической машины в режиме генератора каждый раз, когда транспортное средство находится в режиме торможения. Режим торможения может включать действие фрикционных тормозов или режим торможения двигателя; при этом в каждом случае в электрической машине создается эффект замедления, который способствует тормозному действию и преобразуется в электроэнергию, которая составляет часть кинетической энергии транспортного средства и иначе была бы потеряна.

Кроме того, может быть предусмотрен электрический выход, питаемый энергией от электрической машины, который может использоваться для питания электрических приборов различных типов.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается также за счет способа эксплуатации описанного выше транспортного средства, при котором способ содержит следующие этапы:

- с помощью двигателя внутреннего сгорания приводят электрогенератор (который предпочтительно, но не обязательно является описанной электрической машиной),

- запасают электроэнергию от генератора в аккумуляторе и

- приводят по меньшей мере одно устройство, используя электрическую машину, в то время как двигатель внутреннего сгорания выключен.

Краткое описание графических материалов

Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из последующего описания примеров осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж. На фиг.1 показана кинематическая схема трактора в соответствии с изобретением.

Осуществление изобретения

Трактор на фиг.1 содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, коробку 2 передач, соединенную с двигателем приводным валом 3, и валы 4 ходовых осей с колесами 5, причем по меньшей мере один вал 4 ходовой оси приводится через коробку 2 передачи и шестерню 6 дифференциала.

Приводной вал 3 проходит насквозь через коробку 2 передач к первичному элементу первой фрикционной муфты 7. Вторичный элемент муфты 7 укреплен на конце вторичного вала 8, который несет шестерню 9 и проходит через вторую коробку 10 передач. Вторая коробка 10 передач показана в холостом состоянии; при перемещении кулачковой муфты 11 второй коробки 10 передач влево или вправо вдоль вала 8 одно из зубчатых колес 12, 13 кинематически соединяется с вторичным валом 8 для привода вала 14 отбора мощности с первым или вторым передаточным отношением.

Зубчатое колесо 9 зацепляется с двумя зубчатыми колесами 15, 16. Зубчатое колесо 15 приводит смазочный гидронасос 17 через вал 18. Между вторичным валом 8 и валом 18 нет муфты, так что насос 17 всегда приводится при вращении вторичного вала 8. С помощью непоказанного гидравлического клапана на выходе насоса 17 выходное давление насоса может переключаться между низким уровнем, соответствующим подаче смазки к подшипникам трактора, и высоким уровнем, соответствующим приводу гидравлических поршней подъемного устройства, такого как трехточечная сцепка или трехточечная навесная система, которая обычно используется для присоединения плуга, бороны, противовеса или других видов оборудования к заднему и/или переднему концу трактора.

Зубчатое колесо 16 приводит зубчатое колесо 19, укрепленное на промежуточном валу 20, и электрическую машину 21. Ременная передача 28 и вторая фрикционная муфта 22 кинематически соединяют промежуточный вал 20 с компрессором 23 кондиционера воздуха, который регулирует температуру в кабине водителя трактора.

Электрический преобразователь 24 подсоединен между электрической машиной 21 и аккумулятором 25. Электрическая машина может работать в режиме мотора с питанием электроэнергией от аккумулятора 25 или в режиме генератора, заряжающего аккумулятор 25, в зависимости от режима действия преобразователя 24.

Когда электрическая машина 21 работает в режиме генератора, генерируемая им электроэнергия может подаваться на электрические приборы различных типов с помощью непоказанных электрических выходов или розеток, например, таких, какие обычно используются в зданиях для двух- или трехфазного переменного тока. В частности, такой электрический выход может быть предусмотрен в кабине водителя или вблизи нее, например, для подсоединения пылесоса внутри кабины. Кроме того, электрический выход может быть предусмотрен сзади или сбоку на корпусе трактора для подачи электроэнергии на орудие, присоединенное к трактору.

Если электрический выход непосредственно соединен с электрической машиной 21 параллельно преобразователю 24, может быть полезно предусмотреть генераторный режим работы двигателя 1 внутреннего сгорания, при котором его число оборотов регулируется таким образом, что на выходе электрической машины 21 непосредственно генерируется переменный ток частотой 50 или 60 Гц. В другом варианте может быть необходим второй преобразователь, так что электрическая мощность от электрической машины 21 вначале преобразуется в постоянный ток преобразователем 24, а затем преобразуется вторым преобразователем в переменный ток частотой 50 или 60 Гц. Само собой разумеется, что в альтернативном варианте постоянный ток от преобразователя 24 может подаваться на электрический выход.

Когда трактор не двигается, двигатель 1 внутреннего сгорания может быть выключен, а муфта 7 разомкнута. В это время электрическая машина 21 может работать в режиме мотора, который приводит компрессор 23, поддерживая прохладу в кабине, пока водитель ждет, когда какая-то другая машины закончит работу на поле, на котором он собирается работать.

В то время как электрическая машина 21 работает в режиме мотора, входной вал 18 гидронасоса 17 также вращается, но пока выходное давление насоса установлено на низком уровне, нагрузка на электрической машине 21 от насоса 17 мала. С другой стороны, если выходное давление насоса установлено на высокий уровень, электрическая машина 21 может использоваться для управления трехточечной сцепкой.

Далее, при мгновенном переводе кулачковой муфты 11 из нейтрального положения может приводиться во вращение вал 13 отбора мощности, так что приводной вал какого-либо орудия, присоединенного к сцепке, может быть введен в жесткое кинематическое соединение с концевым соединителем 26 на дальнем конце вала 14 отбора мощности. При этом какая-либо подготовка для полевой работы трактора, не требующая приводной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания, может эффективно проводиться при выключенном двигателе 1.

Во время работы на поле при работающем двигателе 1 внутреннего сгорания электрическая машина 21 может работать в режиме двигателя или в режиме генератора в зависимости от обстоятельств. Когда резко возрастает потребность в мощности на валу 4 колесной ходовой оси или на орудии, кинематически соединенном с валом 14 отбора мощности, электрическая машина 21 может временно работать в режиме мотора во избежание быстрого и неэффективного по энергии перехода нагрузки двигателя 1 внутреннего сгорания. Электрическая машина 21 приводится в действие в режиме генератора каждый раз, когда устройство 27 управления определяет недостаточную заряженность аккумулятора 25. Кроме того, независимо от состояния зарядки аккумулятора 25 электрическая машина 21 должна работать в режиме генератора каждый раз, когда устройство 27 управления определяет, что водитель нажал педаль тормоза или что двигатель 1 внутреннего сгорания работает в режиме торможения.

Перечень позиций:

1 Двигатель внутреннего сгорания

2 Коробка передач

3 Приводной вал

4 Вал колесной ходовой оси

5 Колесо

6 Шестерня дифференциала

7 Муфта

8 Второй вал

9 Зубчатое колесо

10 Вторая коробка передач

11 Кулачковая муфта

12 Зубчатое колесо

13 Зубчатое колесо

14 Вал отбора мощности

15 Зубчатое колесо

16 Зубчатое колесо

17 Гидронасос

18 Вал

19 Зубчатое колесо

20 Промежуточный вал

21 Электрическая машина

22 Муфта

23 Компрессор

24 Преобразователь

25 Аккумулятор

26 Концевой соединитель

27 Устройство управления

28 Ремень.

1. Сельскохозяйственное транспортное средство, содержащее двигатель (1) внутреннего сгорания и электрическую машину (21) для привода трансмиссии (3, 8, 18, 20) и множество устройств (14, 17, 23), которые могут избирательно приводиться трансмиссией (3, 8, 18, 20), причем трансмиссия (3, 8, 18, 20) содержит первую секцию (3), связанную с двигателем (1) внутреннего сгорания, вторую секцию (8, 18, 20) и первую муфту для соединения первой и второй секций (3; 8, 18, 20), отличающееся тем, что электрическая машина (21) и по меньшей мере одно из множества устройств (14, 17, 23) связаны со второй секцией (8, 18, 20), при этом электрическая машина (21) выполнена с возможностью генерирования электроэнергии при работе в режиме генератора, приводимого трансмиссией (3, 8, 20), причем транспортное средство содержит аккумулятор для сохранения указанной сгенерированной электроэнергии, а указанное по меньшей мере одно из множества устройств (14, 17, 23) выполнено с возможностью приведения в действие электрической машиной (21) при выключенном состоянии двигателя (1) внутреннего сгорания.

2. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что указанное по меньшей мере одно устройство является кондиционером (23) воздуха.

3. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что указанное по меньшей мере одно устройство является гидронасосом (17).

4. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.3, отличающееся тем, что содержит подъемное устройство, приводимое в действие гидронасосом (17).

5. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одно устройство является валом (14) отбора мощности.

6. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что предусмотрена вторая муфта (22), разграничивающая первую и вторую подсекции второй секции, при этом первая муфта (7) и электрическая машина (21) связаны с первой подсекцией (8, 18, 20), а по меньшей мере одно устройство (23) связано со второй подсекцией.

7. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что одно из указанных устройств является валом (4) колесной ходовой оси, связанным с первой секцией (3).

8. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.7, отличающееся тем, что содержит управляющее устройство (27) для управления работой электрической машины (21) в режиме генератора каждый раз, когда сельскохозяйственное транспортное средство находится в режиме торможения.

9. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.7 или 8, отличающееся тем, что имеет электрический выход, питаемый энергией от электрической машины (21).

10. Способ эксплуатации сельскохозяйственного транспортного средства, охарактеризованного в одном из предыдущих пунктов, содержащий следующие этапы:
- приводят в действие посредством двигателя (1) внутреннего сгорания электрогенератор (21),
- запасают электроэнергию от электрогенератора (21) в аккумуляторе (25), и
- приводят в действие посредством электрической машины (21) по меньшей мере одно устройство (14, 17, 23), в то время как двигатель (1) внутреннего сгорания выключен.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств с электротягой. Система контроля работы электромобиля содержит: обогревательный контур (11), нагрузочный конденсатор (С12), распределительное устройство (20) и модуль управления переключателями (200).

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в качестве автономного источника питания железнодорожных вагонов. Способ электроснабжения заключается в преобразовании усилий вращения колесной пары вагона в электрическую энергию.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Рельсовое транспортное средство содержит, по меньшей мере, одну тележку (14) и одно устройство (30) электроснабжения, содержащее защитное устройство (34).

Изобретение относится к машиностроению. Устройство для подзарядки аккумулятора электромобиля содержит поршневую пару, состоящую из цилиндра, на крышках которого закреплены клапанные камеры, и поршня.

Группа изобретений относится к способам, электрическим цепям или устройствам для управления тяговой системой транспортных средств с электротягой. Способ включает в себя присоединение локомотива к воздушной линии энергоснабжения посредством токоприемника и преобразование электрической энергии.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Компонент транспортного средства для кузова содержит одну линию, которая интегрирована в компонент транспортного средства.

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения на основе силовой преобразовательной техники, входящим в состав систем генерации, преобразования и распределения электроэнергии постоянного тока.

Настоящее изобретение относится к шахтному транспортному средству и способу работы шахтного транспортного средства. Шахтное транспортное средство содержит трехфазный или многофазный тяговый электродвигатель.

Изобретение относится к железнодорожному оборудованию. Способ управления освещением железнодорожного остановочного пункта включает в себя светочувствительный элемент, который при приближении локомотива освещается его головным прожектором и падает сигнал на автоматическое включение осветительных приборов остановочного пункта, также в схему включен еще один светочувствительный элемент, который дает команду на включение осветительных приборов только по факту наступления темного времени суток, так что освещение на остановочном пункте будет включено только в случае, когда наступит темное время суток и к остановочному пункту будет подходить локомотив.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению и контролю характеристик магнитных полей, и может быть использовано, в частности, на железнодорожном транспорте для регистрации и контроля магнитной индукции в рельсах.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетических системах распределения генерируемой электроэнергии. Техническим результатом является обеспечение эксплуатационной надежности электроэнергетической системы за счет трансформации отношения между тихоходным и быстроходным валами для исключения режима аварийного перехода генераторов в асинхронный режим.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Гибридная трансмиссия для автотранспортного средства содержит два концентричных первичных вала, соединенные с двигателем и электрической машиной.

Изобретение относится к приводному устройству транспортного средства. Приводное устройство для транспортного средства содержит выходной вал двигателя, входной вал трансмиссии, электрическую машину, планетарную передачу, содержащую подвижные элементы, и блокирующий механизм, перемещающийся между первым положением и вторым положением.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводных системах электрических транспортных средств. Техническим результатом является возможность осуществления в сочетании с электромотором выборочного управления скоростью и восстановления заряда аккумулятора в соответствии с выходными параметрами мотора.

Изобретение относится к управлению приводом транспортного средства. Способ управления системой тяги транспортного средства, включающего движительную систему с механическим приводом от двигателя внутреннего сгорания и вторую движительную систему с гидравлическим насосом, включает определение и передачу в блок управления в автоматическом режиме сигнала о состоянии трогания с места и обеспечение тяги от второй движительной системы в ответ на состояние трогания с места.

Изобретение относится области приведения в движение ТС. Устройство приведения в движение для гибридного транспортного средства содержит: механизм передачи мощности, соединенный с двигателем; дифференциальный механизм, соединяющий механизм передачи мощности с ведущими колесами, и устройство переключения скорости механизма передачи мощности.

Изобретение относится к гибридному приводу. Гибридный привод для транспортного средства включает в себя первичное устройство энергоснабжения с главной передачей и передачей отбора мощности, которая включает в себя передачу посредством кулачкового вала и вторичное устройство энергоснабжения и преобразования энергии.

Изобретение относится к силовому агрегату транспортного средства. Силовой агрегат содержит электрический двигатель и трехскоростную трансмиссию, соединенную с электрическим двигателем.

Группа изобретений относится к электрическим транспортным средствам, характеризующимся заряжаемыми механическими аккумуляторами, например маховиками. Маховичный аккумулятор состоит из трех маховичных накопителей энергии идентичной конструкции.

Изобретение относится к машинам с электроприводом. Способ снижения номинального параметра для узла замедляющих блоков резисторов машины содержит этапы, на которых: определяют температуру резистивных элементов и изоляторов, относящихся к узлу замедляющих блоков резисторов; формируют сигнал запуска, если температура резистивных элементов или изоляторов превышает соответствующий температурный порог.
Наверх