PT97718A

PT97718A - Processo e dispositivo para a limitacao automatica do escorregamento das rodas motores de um tractor ou de uma maquina de trabalho equivalente

Info

Publication number: PT97718A
Application number: PT97718A
Authority: PT
Inventors: Pekka Huuskonen
Original assignee: Valmet Oy
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1993-06-30
Also published as: EP0462950A1; FI902498A; NO911507L; FI902498A0; NO911507D0

Description

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VALMET OY "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A LIMITAÇÃO AUTOMÃTICA DO ESCORREGAMENTO DAS RODAS MOTORAS DE DM TRACTOR OU DE UMA MÁQUINA DE TRABALHO EQUIVALENTE" A presente invenção diz respeito a um processo para a limitação automática do escorregamento das rodas motrizes de um tractor ou de uma máquina de trabalho equivalente, num tractor ou equivalente, que está provido de um aparelho de elevação de funcionamento electro-hidráulico, controlado electronicamente, destinado â operação das máquinas e dispositivos de trabalho ligados ao tractor ou equivalente, no qual se determina o escorre gamento das rodas motrizes medindo a velocidade de rotação das rodas motrizes e a velocidade real de deslocamento do tractor ou equivalente e comparando as referidas velocidades uma com a outra numa unidade central electronica. A presente invenção refere-se também a um dispositivo para a limitação automática do escorregamento das rodas motrizes de um tractor ou de uma máquina de trabalho equivalente num tractor ou equivalente provido de um aparelho de elevação que funciona electro-hidraulicamente, controlado electronicamente, destinado à operação das máquinas e dispositivos de trabalho ligados ao

tractor ou equivalente, incluindo o referido dispositivo detector para medir a velocidade da caixa de velocidades e a velocidade real de deslocamento, uma unidade central programável, em relação à qual os referidos detectores estão dispostos de modo a fornecer sinais correspondentes aos dados de medição, estando a unidade central disposta para, com base nos referidos sinais, calcular o escorregamento instantâneo das rodas motrizes, e incluindo o referido dispositivo ainda uma unidade de controlo do aparelho de elevação que está ligado ao cilindro de elevação do aparelho de elevação através de uma válvula proporcional e que está provido com um regulador de posição.

Os tractores agrícolas e máquinas de trabalho correspondentes estão usualmente dotados com aparelhos de elevação que operam hidraulicamente, usualmente aparelhos de elevação em tris pontos, destinados à operação das máquinas e dispositivos de trabalho ligados ao tractor. Usualmente, o aparelho de elevação consiste num ou mais cilindros de elevação, um veio igualizador, braços de elevação, barras de elevação e braços de tracção. 0 sistema hidráulico do aparelho de elevação tem sido tradicionalmente controlado por meio de uma válvula operada mecanicamente com retroacção, de modo que o condutor selecciona a posição desejada do aparelho de elevação, de modo que, por meio da retroacção mecânica, o sistema hidráulico do aparelho de elevação mantém a sua posição, independentemente de qualquer carga colocada no aparelho de elevação. 0 sistema está também provido /

Vr de uma retroacção do esforço de tracção, de modo que o condutor pode também seleccionar a resistência à tracção desejada, de modo que o sistema consiga manter esta resistência à tracção invariável. Mas uma retroacção mecânica implica um certo número de inconvenientes que são, por exemplo, certas peças desgastadas e folgas, donde resulta imprecisão do ajustamento, bem como muitos factores ergonómicos. Devido a estes inconvenientes, tem actual-mente aumentado a utilização de um aparelho de elevação electro--hidráulico, no qual a retroacção da posição do aparelho de elevação e da resistência ã tracção tem sido efectuada electroni-camente. A detecção e a retroacção da resistência â tracção funcionam de modo tal que o sistema de controlo consegue manter o esforço de tracção invariável. Nesse caso, por exemplo quando se lavra o campo por meio de charruas, a resistência ã tracção varia de acordo com a natureza do solo e o sistema de controlo ajusta a altura de trabalho do aparelho de elevação, isto é, a profundidade de trabalho da charrua, de modo que se mantenha invariável a força de resistência. De acordo com este principio, por exemplo, a profundidade da charrua pode variar de maneira muito extensiva. 0 sistema de controlo é igualmente sensível a outros factores, tais como o escorregamento das rodas motrizes do tractor, visto que, quando as rodas escorregam, a resistência â tracção é reduzida e, nesse caso, o sistema de controlo controla a profundidade de trabalho para a tornar maior. Daí resulta uma situação i r 4-

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ainda pior. Com vista a eliminar este inconveniente, foram também desenvolvidos sistemas de limitação do escorregamento, nos quais se detecta o escorregamento das rodas motrizes do tractor e, com base nisso, compensa-se a redução da resistência à tracção.

Porém, em regra, nestes sistemas, a limitação do escorregamento produz uma reacção excessiva, caso em que, numa situação de escorregamento, a máquina de trabalho eleva-se mesmo afastando-se do solo, dando como resultado que o trabalho é ainda pior do que sem controlo do escorregamento. Também, nestes sistemas de controlo, durante o movimento de correcção, verifica-se uma vibração perturbadora resultante do referido princípio de funcionamento . 0 objecto da presente invenção consiste em proporcionar um processo e um sistema de controlo por meio dos quais se efectua a automatização da limitação do escorregamento das rodas motrizes de um tractor ou de uma máquina de trabalho equivalente, de modo que, ao mesmo tempo se evitam os inconvenientes referidos dos sistemas da técnica anterior. Com vista a atingir este objectivo, o processo segundo a presente invenção é caracterizado essencialmente por, na unidade central, ser programado um valor limite permitido para o escorregamento das rodas motrizes e por se pré--ajustar o movimento de correcção desejado para a posição da altura do aparelho de elevação, de modo que, quando o escorregamento real das rodas motrizes for aumentado até um nível superior ao referido valor limite, o escorregamento das rodas motrizes é limitado mediante a elevação do aparelho de elevação de uma quantidade correspondente ao movimento de correcção pré-ajustado.

Por outro lado, o dispositivo segundo a presente invenção ê caracterizado essencialmente por, na referida unidade central, ter sido programado de antemão um valor limite permitido do escorregamento das rodas motrizes e por estar ligado â unidade central uma unidade de operação por meio da qual pode pré-ajus-tar-se um movimento de correcção com a amplitude desejada para a posição em altura do aparelho de elevação, de modo que, quando o escorregamento real das rodas motrizes exceder o valor limite permitido do escorregamento, o sistema de controlo é disposto para corrigir a altura do aparelho de elevação de uma quantidade equivalente ao movimento de correcção pré-ajustado.

Por meio da presente invenção, em comparação com a técnica anterior, obtém-se um certo numero de vantagens, das quais aqui se referem as seguintes. No processo e dispositivo segundo a presente invenção, o condutor do tractor pode ajustar e selec-cionar a amplitude do movimento de correcção do aparelho de elevação, caso em que o dispositivo segundo a presente invenção pode adaptar-se simples e rapidamente aos diferentes tipos de solo, por exemplo quando se lavra um campo por meio de um tractor. 0 dispositivo segundo a presente invenção é concebido de modo que a regulação do escorregamento das rodas motrizes e a correcção da posição do aparelho de elevação operam suavemente sem vibração -6-

* perturbadora. Outras vantagens e características da presente invenção resultam da descrição de pormenor da presente invenção que vai seguir-se.

Descreve-se a seguir, a título de exemplo, com referência à figura única do desenho anexo, a presente invenção. A figura única do desenho i uma ilustração completamente esquemática do sistema de transmissão de potência e do aparelho de elevação de um tractor ou equivalente, nos quais são aplicados o processo segundo a presente invenção e um sistema de controlo que utiliza esse processo.

Na figura, o motor do tractor está indicado esquematicamente com a referência (1), a embraiagem de accionamento com a referência (2), a caixa de velocidades com a referência (4) e a bomba hidráulica com a referência (5). A bomba hidráulica (5) ê operada por meio do veio (27), que está ligado ao motor (1) de modo que a rotação do veio (27) ê independente da posição da embraiagem de accionamento (2) e da relação de transmissão da caixa de velocidades (4). Na figura está ainda indicado que pode montar-se uma caixa de selecção prévia da velocidade, uma denominada caixa de velocidades instantânea, com a referência (3), entre a embraiagem de accionamento (2) e a caixa de velocidades (4), compreendendo a referida caixa de velocidades instantânea, em regra, 2-4 gamas de velocidades seleccionáveis. 0 sistema de transmissão de potência inclui ainda um eixo traseiro de acciona-

mento (6), que inclui um diferencial (7) do eixo traseiro, que está dotado com um bloqueio do diferencial (23) do tipo de embraiagem multidiscos. Da maneira convencional, o eixo traseiro inclui ainda travões (24), bem como uma engrenagem no cubo da roda (25), por exemplo do tipo de engrenagens planetárias. Uma roda traseira do eixo traseiro tem na figura a referência (8). 0 veio de entrada de potência do diferencial (7) do eixo traseiro ê o eixo cónico de accionamento das rodas, com a referência (26), transferindo este eixo (26) a potência para o eixo traseiro através da transmissão da caixa de velocidades (4). Para o eixo dianteiro (não representado) a potência é transferida a partir da caixa de velocidades (4) da maneira convencional, por meio de um veio de Cardan (9) e uma embraiagem (10) multidiscos que pode ser ligada hidraulicamente. Com excepção dos travões, a construção e o modo de funcionamento do eixo dianteiro podem ser completamente semelhantes à construção e ao modo de funcionamento do eixo traseiro (6).

Na figura do desenho, o aparelho de elevação (aparelho de elevação de três pontos) tem a referência (12). A construção do aparelho de elevação (12) é convencional, compreendendo um cilindro de elevação hidráulico ou cilindros de elevação (14), que operam os braços de tracção (13) por intermédio de um sistema de alavancas articuladas (15) . Como se mostra na figura, o sistema de alavancas articuladas (15) consiste num veio de iguali zação, braços de elevação e barras de elevação. Os cilindros de elevação (14) são operados através de uma válvula proporcional (11) que dá passagem à pressão fornecida pela bomba hidráulica (5) para os cilindros de elevação (14). 0 sistema de controlo de acordo com a presente invenção para a limitação do escorregamento das rodas motrizes inclui um sistema de detectores por meio do qual o sistema de controlo pode ajuizar da necessidade de limitação do escorregamento em cada situação particular. Em primeiro lugar, o sistema de detectores compreende um primeiro detector (16), que mede a velocidade da caixa de velocidades, de modo que a gama de velocidades da caixa de velocidades (4) que está a ser usada não afecte o resultado da medida. No dispositivo representado na figura, o primeiro detector (16), que mede a velocidade da caixa de velocidades (4), está disposto para medir a velocidade de rotação do veio cónico (26) das rodas motrizes que passa para o diferencial (7) do eixo traseiro. Como resultado da medida dada pelo primeiro detector (16), obtém-se a velocidade teórica do tractor. Em segundo lugar, o sistema de controlo inclui um segundo detector (17), que se baseia, por exemplo, na tecnologia das micro-ondas e que mede a velocidade em relação ao solo, isto é, a velocidade real de deslocamento do tractor.

Além disso, o sistema de controlo inclui uma unidade central (18) programável do tipo de microprocessador, à qual os referidos detectores (16) e (17) estão ligados de modo que transmitem os / sinais correspondentes aos seus dados de medição para a referida unidade central (18). 0 sistema de controlo inclui ainda uma unidade de operação (19), que inclui um interruptor de ligação (20) operado pelo condutor. 0 interruptor de correcção (20) e um interruptor de posições múltiplas (por exemplo de 6 posições), por meio do qual o condutor pode seleccionar-se se deve ligar-se o controlo automático do escorregamento e, por outro lado, por meio do mesmo comutador de operação (20), o condutor selecciona a amplitude do movimento de correcção desejado do aparelho de elevação (12). Alem disso, o sistema de controlo inclui uma unidade (21) para o controlo do aparelho de elevação, estando nesse aparelho de elevação o regulador de posição, um potenciõ-metro, ligado ã válvula proporcional (11), de modo que, por meio do referido regulador de posição (22), é seleccionada a altura de trabalho do aparelho de elevação (12), por exemplo a profundidade de trabalho de uma charrua montada no aparelho de elevação (12). A referida unidade central (18), a unidade de operação (19) e a unidade de controlo do aparelho de elevação (21) estão interligadas de modo que, por meio do comutador de correcção (20) na unidade de operação, por um lado, comunica-se á unidade central (18) se deve ser ligado o controlo automático do escorregamento e, ao mesmo tempo, conforme a posição do comutador de correcção (20), notifica-se a unidade de controlo do aparelho de elevação (21) sobre a amplitude do movimento de correcção pretendido do

aparelho de elevação (12). Na unidade central (18), o condutor pode programar o limite de escorregamento desejado das rodas motrizes e, durante o funcionamento, a unidade central (18) calcula constantemente o escorregamento das rodas motrizes. A unidade de operação (19) está montada entre a unidade central (18) e a unidade de controlo (21) do aparelho de elevação, de modo que a unidade de operação (19) actua como um adaptador entre a unidade central (18) e a unidade de controlo (21). 0 princípio de funcionamento do sistema de controlo segundo a presente invenção é o seguinte : 0 operador programa um parâmetro na unidade central (18) do dispositivo, que actua como critério para o controlo da limitação automática do escorregamento. Este parâmetro é uma simples percentagem, que estabelece a diferença entre as velocidades em relação ao solo e da caixa de velocidades (4). Quando essa diferença for igual a 0, não há escorregamento nas rodas do tractor, sendo então o parâmetro igual a 0. Quando o parâmetro for maior do que 0 as rodas escorregam. 0 sistema de controlo examina constantemente o escorregamento das rodas do tractor por meio do detector (17) da velocidade em relação ao solo e velocidade de rotação da caixa de velocidades (16). Assim, o condutor programa o número da percentagem na unidade central (18) e, se o escorregamento real das rodas motrizes for maior do que essa percentagem, a unidade central (18) do sistema de controlo fornece à unidade de operação (19) um comando de controlo para efectuar o movimento de correcção desejado, do aparelho de elevação (12). Logo que o valor real do escorregamento seja inferior ao parâmetro dado pelo condutor, o comando de controlo á anulado. No sistema de controlo, há uma pequena diferença entre os valores de ligação e desligação da correcção, para impedir qualquer oscilação. 0 valor real necessário para a unidade central (18) á obtido por meio dos dados de medida fornecidos pelo detector (16) da velocidade de rotação da caixa de velocidades e pelo detector (17) da velocidade em relação ao solo, a partir da fórmula seguinte : P = velocidade da caixa de velocidades - velocidade em relação ao solo. 100% velocidade em relação ao solo 0 valor real do parâmetro P, que é calculado pela unidade central (18), determina quando tem de efectuar-se o movimento de correcção do aparelho de elevação (12).

Como se mencionou já atrás, a unidade de operação (19) inclui um comutador de correcção (20), de posições múltiplas, por exemplo com seis posições diferentes. 0 referido comutador de correcção (20) é um potenciõmetro com uma resistência em série, por meio do qual o condutor pode seleccionar a amplitude do movimento de correcção do controlo do escorregamento. A primeira -12- c posição do comutador de correcçio (20) diz à unidade central (18) que não é necessário o controlo automático. As restantes posições do comutador de correcção (20) (por exemplo, cinco posições diferentes), por um lado, dizem à unidade central (18) que o controlo automático está ligado e, por outro lado, dizem à unidade de controlo (21) do aparelho de comando qual a a amplitude do movimento de correcçio desejado. O movimento de correcção á efectuado de modo que a informação proveniente do regulador de posição (22) (potenciõmetro) da unidade (21) do controlo do aparelho de elevação é levada â unidade de operação (19), onde uma resistência em série é ligada a este sinal. 0 valor da resistência em série determina a amplitude do movimento de correcçio do aparelho de elevação (12), visto que a resistência altera o valor do ajustamento do aparelho de elevação (12) dado pelo potenciõmetro (22) regulador da posição. Na primeira posição, o valor da resistência em série é igual a 0, de modo que, nesta posição, o potenciõmetro regulador da posição (22) opera da maneira normal. Nas outras posições, a resistência aumenta com passos lógicos. O controlo proporcionado pela unidade central (18) à unidade de operação (19) liga sempre esta resistência seleccio-nada à linha do potenciõmetro entre a unidade de operação (19) e a unidade de controlo (21) quando se exceder o limite do escorregamento, o que produz um movimento de correcção, com a amplitude prê-ajustada. O sistema de controlo inclui ainda uma cablagem que impede a operação atrás citada quando apenas se usa para o controlo o controlo de posição do aparelho de elevação (12). Esta característica é um factor de segurança. / -13- / V: 0 sistema de controlo pode também ser usado como um sinal acústico de alarme de escorregamento, visto que o sistema de controlo i uma cablagem que, se se escolher a amplitude do movimento de correcção a partir da unidade de operação (19) do escorregamento por meio da regulação da posição do aparelho de elevação (12), nesse caso impede-se um movimento de correcção provocado pelo escorregamento, sendo agora escolhido o volume do sinal acústico em vez da amplitude do movimento de correcção.

Descreveu-se anteriormente a presente invenção a título de exemplo com referência a figura única do desenho anexo. Porém, a invenção não se limita â forma de realização exemplificativa ilustrada na figura, podendo na realidade formas de realização diferentes apresentar variações dentro dos objectivos da presente invenção definidos nas reivindicações anexas.

Claims

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ν REIVINDICAÇÕES 1.- Processo para a limitação automática do escorregamento das rodas motoras de um tractor ou de uma máquina de trabalho equivalente, num tractor ou equivalente, que está provido de um aparelho de elevação (12) que funciona electro-hi-draulicamente e é controlado electronicamente, que se destina ã operação de máquinas de trabalho e dispositivos ligados ao trac tor ou equivalente, determinando-se neste processo o escorregamento das rodas motoras (8) medindo a velocidade de rotação das rodas motoras (8) e a velocidade de marcha efectiva do tractor ou equivalente, e comparando as referidas velocidades entre si numa unidade central electrónica (18), caracterizado por, na uni / -15- dade central electrõnica (18), ser programado um valor limite per mitido do escorregamento das rodas motoras e por se pré-ajustar o movimento de correcção desejado da posição em altura do aparelho der elevação (12) , de modo que, quando o escorregamento efectivo das rodas motoras (8) aumentar até um nível superior ao referido valor limite, é limitado o escorregamento das rodas motoras (8) fazendo subir o aparelho de elevação (12) da quantidade do movimento de correcção pré-ajustado.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado por o escorregamento das rodas motoras ser determinado como lima percentagem da diferença entre as referidas velocidades re lativamente â velocidade de marcha efectiva.
3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, quando o escorregamento efectivo das rodas mo toras for reduzido até um nível inferior ao valor limite pré-pro-gramado, se restaurar a posição em altura do aparelho de elevação (12) para o seu valor ajustado.
4. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a posição em altura do aparelho de elevação (12) ser corrigida com um atraso em relação ã variação do escorregamento efectivo das rodas motoras (8), para impedir a oscilação.

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5,- Dispositivo para a limitação automática do escorregamento das rodas motoras de um trãctor ou de uma máquina de trabalho equivalente, num tractor ou equivalente, que está provi do com um aparelho de elevação (12) operado electro-hidraulica-mente e controlado electronicamente, destinado ã operação de máquinas de trabalho e dispositivos ligados ao tractor ou equivalente, incluindo o referido dispositivo detectores (16,17) para a medição da velocidade da caixa de velocidades e da velocidade de marcha efectiva, uma unidade central programável. (18), estando os referidos detectores (16,17) dispostos para fornecer à referida unidade central programável sinais correspondentes aos da dos de medição e estando a referida unidade central programável (18) disposta para, com base nos referidos sinais, calcular o e£ corregamento instantâneo das rodas motoras (8), e incluindo o dispositivo ainda uma unidade (21) de controlo de aparelho de elevação, que está ligada ao cilindro de elevação (14) do aparelho de elevação através de uma válvula proporcional (11) e que está provida de um regulador de posição (22) , caracterizado por, na referida unidade central (18), se ter programado de antemão um valor limite permitido do escorregamento das rodas motoras (8) e por à unidade central (18) estar ligada uma unidade de ope ração (19), por meio da qual pode pré-ajustar-se um movimento de correcção com a amplitude desejada da posição em altura do aparelho de elevação (12), de modo que, quando o escorregamento efectivo das rodas motoras (8) exceder o valor limite permitido -17- do escorregamento, o sistema de controlo está disposto para corrigir a posição em altura do aparelho de elevação (12) na quanti dade do movimento de correcção pré-ajustado.
6. - Dis-positivo de acordo com.a reivindicação 5, ca-racterizado por a unidade de operação (19) estar provida de um interruptor de correcção multiposições (20), por meio do qual po dem seleccionar-se vários valores diferentes para o movimento de correcção do aparelho de elevação.
7. - Dispositivo de acordo com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado por, quando o escorregamento medido das rodas motoras (8) for reduzido a um nível inferior ao valor limite pré-ajustado, o.sistema.de controlo estar disposto para restaurar a posição do aparelho de elevação (12) no seu valor ajustado. "8. - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 7, caracterizado por o sistema de controlo estar pro viao de um circuito lógico de atraso, para evitar a oscilação. Lisboa, 20 de Maio d,e ,1991