CN1030386A - 后轮间有自由空间的牵引车辆或载货车辆 - Google Patents

Abstract

发明与后轮驱动或全轮驱动的牵引或载货车辆， 具体与拖拉机有关。后轮安装在与车尾有间距的后 轮安装支架的两后伸纵支杆或支腿上。后轮安装支 架基本为U形，有一驱动装置。后轮间有一自由空 间，用于挂接辅助装置及器件。

Description

本发明与牵引车辆或载货车辆有关，尤其是与拖拉机有关。

牵引或载货车辆的使用已数十年，特别是用于农林业之拖拉机。虽然对这种车辆的要求及其使用已经历很大变化，但其基本结构基本没有变化。

虽然在早先，希望拖拉机有相当大的重量，因为过去拖拉机单纯用作牵引车辆，因此后轮轴受适当的载荷，近年来，尤其在拖拉机上可直接悬挂农具以后，发现拖拉机的重量大小和重量分布很不合理。通过三点悬挂装置和液压提升装置，可将无数的装置和拖拉机的后部挂接，工作时放到地上，而行进时提起。这些农具或工具在某种程度上很大的重量，因而在拖拉机后轮轴上增加载荷。

假如有十分重的工具在拖拉机的后部悬挂，便有造成杠杆作用的可能，于是有不利的重量分布，可能将前轴抬起。现在惯用的对策，是在拖拉机前轴的附近，配置附加的重量，增大前轴的载荷。虽然这样可使拖拉机稳定，防止前轴抬起，但同时增加了拖拉机的总重量，从而造成相当大的地面或土壤压力。由于总重量增大，为提高拖拉机的牵引力，便需要有四轮驱动或全轮驱动，但提高的牵引力并不足道，而由这种拖拉机的构造短，在运转时的牵引力矩和重量分布的影响下，车辆的重量向后轴移。

由于拖拉机和工具的重量，和因此造成的载荷，特别是在后轮轴上的载荷，将土壤压得很紧，沿轮印破坏土壤。这对土壤机理及细菌的活动有害，土地被压紧，氧供给不足扰乱了土壤对水分的保持。由于土壤的毛细作用破坏，雨天排水和晴天从地下向地面输水都受影响。这种对土壤的过大载荷还导致植物的成长被破坏，收成降低，需要增加施肥和农药。这又对环境有害，而且适宜的拖拉机和农具便可避免。此外，按这样设计的农具的行驶性能非常不利而有危险。与此尤其有关的是当前轴载荷不足时，造成车辆难以控制，尤其在道路上迅速前进时。

本发明的课题是提出一种牵引或载货车辆，通过适当的重量分布和后轮载荷，保证较有利的行驶特点，车辆和农具的总重量有限，在有高机动性能和小量度条件下，使土壤上的载荷有限。

本发明的牵引车辆有后轮固定支架或安装支架，带有两条支腿或纵向支杆。这后轮安装支架最好是一个横向支杆结构和两个U形布置的纵向支杆，纵向支杆上面安装车轮。最好放在一个基本水平的平面中，其定向为横支杆结构固定在车辆底盘的后端上，两根纵向支杆在两侧向后伸，和前进方向平行。两后轮安装在这两纵向支杆的自由端上，从而在两轮间有一个自由空间或间隙。这样便可在车辆上挂接或悬挂一个工具和/或农具，方式为使其重心在后轮轴线的前面，或紧靠后轮轴线的后方。这样可减轻后轮的载荷并取得最佳重量分布。这同时提供了全新的使用工具或附加驱动装置的机会。本发明提供的优点，在牵引车辆短结构时特别明显。这改进的轴载荷分布还可提高拖拉机快速行驶运转的安全性，尤其在道路上的行驶。

下文参照附图对本发明实施方案作叙述，附图内容如下：

图1    为传统拖拉机。

图2    为本发明的拖拉机，有U形后轮安装支架。

图3    为有U形后轮安装装置，及三点悬挂装置的拖拉机。

图4    为有U形后轮安装支架及附加驱动履带的拖拉机。

图5    为有U形后轮安装支架及后轮轴线前面的鞍形连接件的拖拉机。

图6a为有U形后轮安装支架及后轮间双缆索绞盘悬挂装置的拖拉机。

图6b为有U形后轮安装支架及安装在后轮间的施肥器的拖拉机。

图6c为有U形后转安装支架及悬挂在后轮间的喷灌器的拖拉机。

图7    有U形后轮安装支架及后挖斗的拖拉机。

图8    为带有整体形成的驱动装置的后轮安装支架的剖视图。

图9a为一个链和与轮为整体的行星齿轮减速装置的纵向剖视图。

图9b为一个链和用一个内小齿轮的减速装置的纵向剖视。

图10为由齿轮驱动的后轮的纵向剖视。

虽然下文中主要仅涉及拖拉机，但本发明的车辆结构可用于一切类型的牵引及载货车辆。

图1为传统拖拉机俯视。可以看到带发动机总成5的底盘，实心后轴8和后轮驱动组合件9。这种拖拉机的结构能引起前后轴上的不平均重量分布，前轴约承担重量的三分之一，而后轴8承担三分之二。从图1可见，举例而言，设置一个有三个铰接支架17的三点悬挂装置，各该支架用未示的液压提升装置将其垂直升降，于是该装置必须建在后轮驱动组合件9的后面。但是这会增加重量的移动，因为固定在该铰接支架17上的工具，对后轴加杠杆力，而前轮2上载荷减轻，于是更增加后轮3上的重量。于是后轮3在土壤和土壤结构上加相当大的压力，就使土壤的毛细结构，以及极小的生物被破坏。通常在拖拉机的前部加重量19，以提高拖拉机的稳定性，并改善导向性能，但并不能避免后轮3上的载荷，也不能减轻轮上的重量。事实上拖拉机的总重量增大，因而增加土壤的载荷。

图2简示本发明拖拉机的俯视。和传统拖拉机相同，有一个带发动机7的发动机总成5。有一个齿轮组合件14简示。车辆可后轮驱动或全轮驱动。与传统安排相反，两后轮3不安装在共同的刚性驱动轴上，而安装在后轮安装支架或固定支架10上的两个边侧支腿或纵向支杆11上。因此没有传统的轴装置，而使该安装支架具有底盘和轴的功能。后轮安装支架10最好有横杆结构12和两边侧纵杆11，共同有基本U形的构形。横杆结构12和车底盘的后端刚性连接。横杆结构12和纵杆11都是空心，其构造为一个抗扭力的承载管。两后轮安装在纵杆11的自由端上，用设在后轮安装支架10内部的驱动装置15驱动。横杆结构12里的空间为横向齿轮14（正齿伞齿轮及差动齿轮）提供足够的空间。横杆结构12的宽度决定后轮2的间距。由于后伸纵杆11的横向间距，后轮之间有一个自由空间1，在举例的方案中该空间约为矩形。U形后轮安装支架10最好水平放置，就是接近和水平面平行。两纵杆或支腿11的长度很长，因此其在车辆底盘或横杆结构12上的安装点，在后轮3前缘的前面或附近。后轮间的自由空间1，可通过适当选择支腿11的长度和其横向间距予以确定。由于行进时的载荷和轮安装支架10必须有的材料厚度，有一些实际的限制。虽然设有后伸的纵杆或支腿11，但轴距与传统拖拉机的大致相同。这是可能做到的，因为过去为了取得拖拉机必须的总长度，须将离合器壳增长，并增大其他的元件。但本发明拖拉机的目标是取得紧凑的结构，因此不需要大离合器壳，也因此可得到标准的轴距。后轮之间的自由空间1可供安装工具或其他装置。这结构可使这样设置的工具的重心或重量，可沿前进方向移动，从而车辆前后轮上可有较均匀的重量分布。

图3示有安装农具之类的三点悬挂装置的拖拉机实施方案。有三个铰接支架17用活关节形式固定在一个支承件16上。和图1示的有三点悬挂装置的传统拖拉机比较，揭示出当固定在铰接支架17自由端上的未示工具，有相同的轮轴位置时，本发明拖拉机使用较长的铰接支架。这是有利的，因为可取得大很多的活动自由度，就是横向外摆的可能性和垂直动作都可增大。这样便可能用未示的液压提升装置，将长工具或工具组升高，而过去因没有足够的活动自由度便不能做到。使用传统拖拉机的长铰接支架，工具需要放在车辆后面很远的地方，从而降低了机动性和行驶稳定性。

图4示拖拉机的一个实施方案，有一种新颖的驱动条件，供牵引载荷高时使用。有一个行进履带20，和车辆底盘的后端挂接，并基本位于两后轮3之间。在欧洲专利申请第85107772.7号中使用一个推力装置，并叙述了一个驱动装置。这履带或推力装置20在车辆纵向上的位置，使其中线和后轮轴线吻合或基本吻合。这可保证车辆的操纵性能不降低，因为在车辆的导向和转弯时，后轮和行进履带20基本在与前进方向垂直的一条共同线上。通过使用这种履带20，可在非常短时间内将一个重量相当小的拖拉机改装为大功率的、有非常大牵引力的拖拉机。这可带来很多优点，尤其在农业中要求拖拉机承担许多不同任务时，可承担通常需要两台拖拉机承担的任务。由于行进履带20增大支承面，后轮上的土壤受压载荷可减小，而同时提高牵引能力，这在用犁，耙，或在进行繁重的收获工作时是特别有利的。至于繁重任务，例如在整理苗床时，通过使用履带可避免压实土壤。因为履带的构造可使其总高度仅约为50公分，则举例而言，可增用工具，诸如三点悬挂装置，拖车挂钩，后挖斗等等。

图5示本发明的目的，其中有一个鞍形挂接件22。本发明的后轮固定支架或安装支架的优点，是重型两轮拖车，使诸如挖斗等，不象过去放在拖拉机后轮轴的后方，而放在其上方，或如图5所示，在驱动轴线8的上游挂接并支持。这样使牵引拖拉机可承大很多的鞍架货载，而不致减轻前轴4上的重量，使拖拉机无法控制。还可能减轻拖车轴上的重量，因为有载荷向拖拉机上转移。轴载荷分布的这种改进，改进了拖拉机高速时的行驶性能和制动能力，尤其在道路上行驶可提高行驶的安全性。

图6a，6b及6c示本发明的安装有工具的拖拉机。可见后轮3之间的自由空间，可供常为体大而笨重的工具使用。有一个例如在林业中使用的双缆索绞盘24，用一个悬挂机构25，固定在拖拉机后端13上。常为笨重的绞盘的重心，位于想象的后轮轴的前方，引致前后轮上的均匀重量分布。同时引致牵引载荷向原动机的传递有改善，因此，在使用时，有比过去大许多的扭矩通过车轮传递，当有大牵引载荷或爬坡时这是特别重要的。

另一个可能的用途如图6b所示，有一个撒肥器27放在两后轮3之间。撒肥器27装载后常达500公斤以上，而过去则在轮轴后很远。这还可省却过去需安装在拖拉机前部6的附加配重（图1），因为行进时，由于撒肥器重心前移而不会有相对于后轴的杠杆作用。撒肥器的重量直接在后轮轴上，或在后轮轴上游作用，而同时引致良好行驶性能。

可按相似的方式在拖拉机上安装田间喷雾器或喷洒器29，如图6c所示。喷雾液贮罐31容量为几百至超过一千公升，故安放在后轮3间有利。除因重量分布改善而减小土壤压力外，与传统的拖拉机/工具组合比较，可减小拖拉机和上面安装的田间喷雾器总的长度，从而可改进机动性。过去使用的车辆有载荷桥架或类似结构，用于在后轮轴上安装农具，以改善载荷分布，与之相比，本发明的结构导致小很多的总长度，因为可合理利用后轮之间的空间。

图7示安装有后装载铲或挖斗33的本发明拖拉机。这种挖斗装置在拖拉机的后方，在过去因为有轮轴组合件9（图1），所以做不到。如今可用较好而效率高的结构，取代传统的不利的前挖斗。利用一个安装装置34，可将一个液压活动悬挂装置35，固定在拖拉机底盘的后面。为了提高附着作用并减小土壤或地面压力，可以同时用一个行进履带20（图4）和该挖斗。这样便可进行挖土工程，和建筑机械十分相似。这种工作在于传统前挖斗有重量分布造成的载荷，所以无法进行。与前挖斗比较，可使用大许多的土铲或挖斗，从而装载容积或立方米容积可很大增高。

后轮间的自由空间还容许挂接其他的辅助装置或工具，以及拖车或其他机械。两后轮间还可装载任何其他体大的货载，工具或装货平台。安装装置，挂接器或其他辅助装置可直接安排在车辆底盘上，或车轮安装支架10上。

显然车轮安装支架10并不必须为U形。因此，尤其可省略横杆结构，可从一点伸出两条支腿11。作特殊用途时，可使横杆结构12更加宽而更稳定，从而后伸的纵杆11位于后轮的外侧，后轮轴8在该杆11的内侧安装，向内伸展。这又可能在后轮外侧的该支杆11上，安装或支持工具或辅助装置。纵向支杆11的自由端还可为叉形，在任一条件下后轮放在该分叉中。

为取得纵杆或支腿11的平衡载荷，还可使轮安装支架10相对于水平位置倾斜，例如向后倾斜。在采用相应的底盘设计时，可消除横杆结构，或使之与底盘为一体，纵杆直接从底盘上伸出。

一种可用的后轮3驱动装置15在图8中简示。在横杆结构12内放横向齿轮18（正齿伞形齿轮或差动齿轮），横齿轮通过驱动轴40及换挡机构14，和内燃机7连接（见图1）。两后轮3通过轴38和其他传动元件39，最好用链传动装置传动。在纵杆11的每一端上，设一个减速齿轮装置42。这减速齿轮装置的安排，是伸入后轮3的自由区内。

图9a及9b示链传动装置41的两种可用的改型。因为纵杆11承受相当大的载荷，尤其在不平地面上行驶时，可能产生扭力和扭曲，所以用链传动有利。这样便可能避免或补偿轴38向后轮轴8传力时的机械载荷。此外，这种链传动的力损失或功率损失相当有限，仅约1%。可将链用于内小齿轮（图9b）或行星齿轮（图9a）。

假如纵杆11的壳壁有适当的强度，还可用齿轮传动装置42驱动后轮3，如图10所示。用若干正齿轮45，将力从轴38向后轮轴8传递。

用四轮驱动，在驱动前轮同时，本发明的另一改型使用静压力驱动装置驱动后轮3。需要的连接管路处在后轮安装支架10内，或沿后轮安装件通到相应的齿轮减速装置42。

最好齿轮壳及后轮安装支架10和驱动装置15有轻量结构，从而车辆的总重量降低。由于有本发明的后轮安装支架10，后轮上没有过去的那种重量分布，因此车辆的轻量不损害牵引力。对于增大牵引能力，可以增加上述的推力装置。

Claims (15)

1、后轮驱动或全轮驱动的牵引或载货车辆，具体如拖拉机，特征在于后轮安装在车轮安装支架(10)的两个向后伸展的纵向支杆或支腿(11)上，和车辆的尾部有段距离，在后轮之间有一个自由空间(1)，供辅助装置及组件(17，20，22，24，27，31，33)挂接。

2、如权利要求1中之牵引或载货车辆，而特征为车轮安装支架（10）由一个固定在车辆尾部上的横支杆结构（12）和两根固定在横支杆端部上的边侧纵支杆（11）形成。

3、如权利要求1或2中之牵引或载货车辆，而特征为后轮（3）放在支腿或纵杆（11）的内侧。

4、如权利要求1或2中之牵引或载货车辆，而特征为后轮（3）位于纵向支杆或支腿（11）的外侧。

5、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为两边侧纵向支杆或支腿（11）的长度，使其在车辆底盘或横杆结构（12）上的固定点，位于后轮（3）前沿的前方或附近。

6、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为两边侧纵向支杆（11）朝向后方伸展，至少大致与车辆的纵向平行。

7、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为后轮安装支架（10）从车辆尾部开始，至少大致水平后伸。

8、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为车轮安装支架（10）的纵杆（11）和横杆结构（12）有空间容放一个驱动装置（15）。

9、如权利要求2及6中之牵引或载货车辆，而特征为横杆结构（12）空间的大小，足以在里面安装一个齿轮传动装置。

10、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为齿轮箱及驱动装置（15）有轻量结构。

11、如前述权利要求中一项之牵引或载货车辆，而特征为在后轮之间设置一个行进履带或推力装置（20），使之纵向放置，其中央轴线和后轮轴线吻合或接近吻合，从而车辆的可控性能不受损害。

12、如前述权利要求中一项之牵引或载货车辆，而特征为横杆结构（12）和底盘为一体。

13、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为在车辆底盘和/或车轮安装支架（10）上设安装装置，用以连接或固定辅助装置（17，20，24，27，31，33）。

14、如前述权利要求一项中之牵引或载货车辆，而特征为后轮（3）传动装置（15）的结构为链传动装置，该传动链位于两纵杆或支腿（11）的内部。

15、如权利要求1至14中一项之牵引或载货车辆，而特征为后轮（3）用油压马达及相应齿轮减速装置作静液压驱动。

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