RU182485U1

RU182485U1 - LAYOUT AGRICULTURAL HARVESTING MACHINE

Info

Publication number: RU182485U1
Application number: RU2017102169U
Authority: RU
Inventors: Михаил Григорьевич Болотин; Александр Петрович Гудков; Борис Юрьевич Голев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод инновационных продуктов "КТЗ"
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2018-08-21

Abstract

Полезная модель относится к области сельскохозяйственной техники. Сельскохозяйственная уборочная машина (далее - машина), состоящая из двигателя внутреннего сгорания, кинематически связанного с генератором электрического тока и с гидравлическим насосом, рабочих органов и ходовой части. Генератор электрического тока присоединен к двигателю внутреннего сгорания со стороны маховика, гидравлический насос присоединен к двигателю внутреннего сгорания со стороны носка коленчатого вала. Генератор электрического тока соединен с электрическими двигателями рабочих органов. Гидравлический насос гидравлически соединен с гидромотором привода колес ходовой части. Предложенное техническое решение позволяет применить предложенную компоновку силовой установки на штатном месте серийновыпускаемой машины, например зерноуборочного комбайна, без изменения компоновки рабочих органов, снижает затраты на подготовку производства и изготовление комбайна с электрическими приводами рабочих органов.

The utility model relates to the field of agricultural machinery. Agricultural harvesting machine (hereinafter - the machine), consisting of an internal combustion engine kinematically connected to an electric current generator and a hydraulic pump, working bodies and running gear. An electric current generator is connected to the internal combustion engine from the flywheel side, a hydraulic pump is connected to the internal combustion engine from the toe side of the crankshaft. The electric current generator is connected to the electric motors of the working bodies. The hydraulic pump is hydraulically connected to the running gear wheel motor. The proposed technical solution allows you to apply the proposed layout of the power plant in a regular place of a mass-produced machine, for example a combine harvester, without changing the layout of the working bodies, reduces the cost of preparing the production and manufacturing a combine with electric drives of the working bodies.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Предлагаемая полезная модель относится к области сельскохозяйственной техники и может быть использованаThe proposed utility model relates to the field of agricultural machinery and can be used

- при разработке и изготовлении сельскохозяйственной уборочной машины, например, зерноуборочного комбайна с электрическими приводами рабочих органов на базе серийновыпускаемого зерноуборочного комбайна с механическим приводом рабочих органов.- in the development and manufacture of an agricultural harvesting machine, for example, a combine harvester with electric drives of working bodies on the basis of a mass-produced combine harvester with a mechanical drive of working bodies.

Уровень техникиState of the art

Наиболее распространенным видом сельскохозяйственной уборочной машины, далее машины являются известные зерноуборочные комбайны с приводом рабочих органов, осуществляемым различными механическими: клиноременными и цепными передачами (Клочков А.В. и др. Зерноуборочные комбайны: учебное пособие для учащихся ПТУ. - Мн.: Дизайн ПРО, 2004, 48 с.; Стефанский В.В., «Эксплуатация комбайнов «Дон», М., 1988, с. 5-17). Клиноременные передачи установлены для более нагруженных рабочих органов с большой частотой вращения; для тихоходных передач используют цепи различных конструкций.The most common type of agricultural harvesting machine, then machines are known combine harvesters with a drive of working bodies, carried out by various mechanical: V-belt and chain drives (Klochkov A.V. et al. Combine harvesters: a training manual for students of vocational schools. - Mn .: Design ABM , 2004, 48 pp .; Stefansky VV, “Operation of combines“ Don ”, M., 1988, pp. 5-17). V-belt drives are installed for more loaded working bodies with a high speed; for low-speed gears, chains of various designs are used.

Ременные передачи характеризуются значительными габаритами, повышенными нагрузками на валы, непостоянством передаточного отношения, небольшим ресурсом ремня, требуют защиты ремня от попадания масла и других загрязнений. Цепные передачи в дополнение к указанным недостаткам обладают повышенным уровнем шума. Ременные и цепные передачи, требуют установки дополнительных устройств для регулирования частоты вращения, например вариаторов, накладывают значительные ограничения при компоновке рабочих органов и расположении силовой установки комбайна.Belt drives are characterized by significant dimensions, increased loads on the shafts, variable transmission ratios, a small belt resource, they require belt protection from oil and other contaminants. Chain gears in addition to these disadvantages have an increased noise level. Belt and chain transmissions require the installation of additional devices for controlling the speed, for example, variators, impose significant restrictions on the layout of the working bodies and the location of the power plant of the combine.

Известен (RU 10675, A01D 69/00, A01D 41/12, опубл. 10.07.2011) - уборочный комбайн, содержащий двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором электрического тока. В известном комбайне исполнительные электрические двигатели, запитанные от генератора и связанные с приводом колес ходовой части комбайна и с ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, выполнены в виде бесколлекторных электродвигателей, подключенных к генератору электрического тока через преобразователи тока, автоматизированная система управления комбайном выполнена с возможностью регулирования частоты вращения роторов исполнительных электродвигателей и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна и с возможностью работы каждого исполнительного двигателя автономно по отдельности, электрокабели, соединяющие генератор с исполнительными электродвигателями приводов колес ходовой части комбайна и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна.Known (RU 10675, A01D 69/00, A01D 41/12, publ. 07/10/2011) - a combine harvester containing an internal combustion engine kinematically connected with an electric current generator. In a well-known combine, executive electric motors, powered by a generator and connected with the drive of the wheels of the chassis of the combine and with the drive shafts of the working apparatus of the combine, are made in the form of brushless electric motors connected to the electric current generator via current converters, the automated control system of the combine is configured to control the frequency rotations of rotors of executive electric motors and drive shafts of the working apparatus of the combine and with the possibility of each spolnitelnogo engine autonomously individually electrical cables connecting the generator motor with the actuating drives of the wheels and chassis of the combine harvester drive shafts drives working devices.

Из уровня техники известно, что двигатель внутреннего сгорания соединенный с генератором электрического тока, имеющим мощность, соответствующую номинальной мощности двигателя внутреннего сгорания имеет наибольший габаритные размер (длину), превышающий соответствующий размер моторного отсека зерноуборочного комбайна, ограниченный выгрузной трубой и блоком радиаторов жидкостной системы охлаждения. Также известны недостатки применения электропривода в ходовой части машины, где требуется передача высоких значений крутящего момента. Они заключаются в большой массе и габаритах агрегатов, высокой стоимости, сложности применения электродвигателей при большой влажности, необходимости применения сложной системы охлаждения электрических двигателей. При длительной непрерывной работе возможен перегрев электродвигателя, износ трущихся частей.It is known from the prior art that an internal combustion engine connected to an electric current generator having a power corresponding to the rated power of the internal combustion engine has the largest overall size (length) exceeding the corresponding size of the engine compartment of the combine harvester, limited by the discharge pipe and the radiator block of the liquid cooling system. The disadvantages of using an electric drive in the chassis of a machine where high torque values are required are also known. They consist in the large mass and dimensions of the units, the high cost, the difficulty of using electric motors with high humidity, the need to use a complex cooling system for electric motors. With prolonged continuous operation, overheating of the motor, wear of the rubbing parts is possible.

Задача реализации настоящей полезной модели, заключается в применении предложенной компоновки силовой установки для размещения в моторном отсеке серийновыпускаемой сельскохозяйственной уборочной машины, например, зерноуборочного комбайна.The task of realizing this utility model is to use the proposed layout of the power plant for placement in the engine compartment of a serially-produced agricultural harvester, for example, a combine harvester.

Раскрытие сущности полезной модели.Disclosure of the essence of the utility model.

В настоящей полезной модели предлагается машина включающая двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором электрического тока и гидравлическим насосом, автоматизированную систему управления, обеспечивающую согласование работы двигателя и устройств с гидравлическим и электрическим приводом, кабину, рабочие органы, колесную ходовую часть, вспомогательные гидравлические механизмы, например рулевое управление.This utility model proposes a machine including an internal combustion engine kinematically connected to an electric current generator and a hydraulic pump, an automated control system that ensures the coordination of the engine and devices with a hydraulic and electric drive, a cab, working bodies, a wheeled undercarriage, auxiliary hydraulic mechanisms, for example steering.

Согласно техническому решению генератор электрического тока соединен посредством фланцевого соединения с маховиком, установленным на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания, гидравлический насос соединен с носком коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания со стороны противоположной от маховика посредством механической передачи, например ременной, причем ось вала гидравлического насоса параллельна оси коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, причем корпус гидравлического насоса и корпус двигателя внутреннего сгорания находятся по одну сторону от плоскости симметрии ременной передачи, перпендикулярной оси коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Далее сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.According to the technical solution, the electric current generator is connected via a flange connection to the flywheel mounted on the crankshaft of the internal combustion engine, the hydraulic pump is connected to the toe of the crankshaft of the internal combustion engine from the side opposite to the flywheel by means of a mechanical transmission, for example, belt drive, and the axis of the shaft of the hydraulic pump is parallel to the axis the crankshaft of an internal combustion engine, the hydraulic pump housing and the internal engine housing combustion are on one side of the plane of symmetry of the V-belt transmission, perpendicular to the axis of the crankshaft of the internal combustion engine. Further, the essence of the proposed utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана схема трансмиссии машины.In FIG. 1 shows a transmission diagram of a machine.

На фиг. 2 показана компоновка силовой установки.In FIG. 2 shows the layout of the power plant.

Предложенная схема компоновки позволяет создать силовую установку машины компактной. Электрический ток от генератора, передаваемый через электрокабели и преобразователи тока, используется для привода рабочих органов машины посредством электрических двигателей, взамен механических передач. Под рабочими органами машины понимается, например жатка, вентиляторы и барабаны молотильно-сепарирующего устройства.The proposed layout scheme allows you to create a compact power plant. The electric current from the generator, transmitted through electric cables and current converters, is used to drive the working parts of the machine through electric motors, instead of mechanical gears. Under the working bodies of the machine is understood, for example, a header, fans and drums of a threshing and separating device.

Преимущества электропривода рабочих органов машины известны: автоматическое и/или ручное точное и бесступенчатое регулирование частоты вращения в широком диапазоне; отсутствие жесткой кинематической связи между агрегатами электрического привода, что позволяет создать различные компоновочные схемы; более высокую надежность и долговечность электрических машин в сравнении с механическими передачами; повышенный КПД привода; простота синхронизации рабочих органов и низкий уровень шума. Для электрических устройств требуется минимальное техническое обслуживание. Гидромотор привода колес ходовой части машины, вспомогательные гидравлические механизмы, например рулевое управление, другие вспомогательные системы и внешние устройства с гидроприводом запитаны по гидролиниям от гидравлического насоса. Использование гидравлического мотора для привода колес ходовой части сокращает массу машины, повышает быстродействие, так как операции пуска, реверса и останова выполняются гидроприводом значительно быстрее, чем другими приводами; служит для простого и надежного предохранения приводящего двигателя и элементов гидропривода от перегрузок; создает возможность длительной и устойчивой работы под нагрузкой при малых скоростях и возможность реверсирования движения и торможения без специальных устройств.The advantages of the electric drive of the working bodies of the machine are known: automatic and / or manual precise and stepless speed control over a wide range; the lack of a rigid kinematic connection between the units of the electric drive, which allows you to create various layout schemes; higher reliability and durability of electric machines in comparison with mechanical gears; increased drive efficiency; simplicity of synchronization of working bodies and low noise level. Electrical devices require minimal maintenance. The hydraulic motor for driving the wheels of the chassis of the machine, auxiliary hydraulic mechanisms such as steering, other auxiliary systems and external devices with hydraulic drive are powered by hydraulic lines from the hydraulic pump. Using a hydraulic motor to drive the wheels of the undercarriage reduces the weight of the machine, improves speed, since the start, reverse and stop operations are performed by the hydraulic actuator much faster than other drives; serves for simple and reliable protection of the drive motor and hydraulic drive elements from overloads; creates the possibility of long-term and stable operation under load at low speeds and the possibility of reversing movement and braking without special devices.

На фиг. 1 изображена схема трансмиссии машины, которая содержит двигатель внутреннего сгорания 1, кинематически соединенный:In FIG. 1 shows a transmission diagram of a machine that contains an internal combustion engine 1, kinematically connected:

со стороны маховика с генератором электрического тока 2,on the flywheel side with electric current generator 2,

со стороны носка коленчатого вала с гидравлическим насосом 3.on the toe side of the crankshaft with a hydraulic pump 3.

От генератора электрического тока 2 через электрокабели и автоматизированный блок управления машиной 4, обеспечивающий согласование работы двигателя и устройств с гидравлическим и электрическим приводом, запитаны исполнительные электрические двигатели 7, связанные с ведущими валами рабочих органов комбайна, включающих по меньшей мере жатку и молотилку и запитаны устройства для подключения внешних потребителей 5.The electric current generator 7, connected to the drive shafts of the harvester working bodies, including at least the header and thresher, and the devices are powered from the electric current generator 2 through electric cables and an automated control unit of the machine 4, which ensures coordination of the operation of the engine and devices with a hydraulic and electric drive to connect external consumers 5.

От насоса 3 по гидравлическим линиям через гидрораспределители гидромотор привода колес ходовой части машины, вспомогательные гидравлические механизмы, например рулевое управление, другие вспомогательные системы и внешние устройства с гидроприводом (указаны схематично в виде блока 6).From the pump 3 through hydraulic lines through the control valves to the hydraulic drive of the wheels of the chassis of the machine, auxiliary hydraulic mechanisms, such as steering, other auxiliary systems and external devices with hydraulic drive (indicated schematically in the form of block 6).

На фиг. 2 изображена схема предлагаемого технического решения, где генератор электрического тока 2 соединен посредством фланцевого соединения с маховиком (не показан), установленным на коленчатом валу (не показан) двигателя внутреннего сгорания 1, гидравлический насос 3 соединен с носком 8 коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 1 со стороны противоположной от маховика посредством механической передачи 9, например ременной, причем ось вала гидравлического насоса 3 параллельна оси коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 1, причем корпус гидравлического насоса 3 и корпус двигателя внутреннего сгорания 1 находятся по одну сторону от плоскости симметрии ременной передачи 10, перпендикулярной оси коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.In FIG. 2 shows a diagram of the proposed technical solution, where the electric current generator 2 is connected via a flange connection to a flywheel (not shown) mounted on the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1, the hydraulic pump 3 is connected to the toe 8 of the crankshaft of the internal combustion engine 1 with the side opposite from the flywheel by means of a mechanical transmission 9, for example a belt drive, wherein the axis of the shaft of the hydraulic pump 3 is parallel to the axis of the crankshaft of the internal combustion engine 1, orpus hydraulic pump 3 and the internal combustion engine body 1 are located on one side of the plane of symmetry of the V-belt transmission 10, perpendicular to the axis of the crankshaft of the internal combustion engine.

Предложенное техническое решение позволяет применить предложенную компоновку силовой установки на штатном месте серийновыпускаемого сельскохозяйственной уборочной машины, например, зерноуборочного комбайна без изменения компоновки рабочих органов, снижает затраты на подготовку производства и изготовление комбайна с электрическими приводами рабочих органов, обеспечивает реализацию преимуществ гидростатического привода ходовой части и электрического привода рабочих органов.The proposed technical solution allows you to apply the proposed layout of the power plant in a regular place of a serially-produced agricultural harvester, for example, a combine harvester without changing the layout of the working bodies, reduces the cost of preparing the production and manufacturing of the combine with electric drives of the working bodies, provides the benefits of a hydrostatic drive of the chassis and electric drive working bodies.

ОсуществлениеExercise

На основании предложенной полезной модели созданы 2 головных образца из планируемой серии зерноуборочных комбайнов, проведены испытания и натурно подтвержден описанный технический результат.Based on the proposed utility model, 2 head samples from the planned series of combine harvesters were created, tests were carried out and the described technical result was confirmed in-situ.

Claims

An agricultural harvester, for example a combine harvester containing an internal combustion engine, the internal combustion engine being kinematically connected to a hydraulic pump, and powered from the latter by hydraulic lines, a hydraulic motor for running the hydraulic drive, and auxiliary hydraulic mechanisms, for example steering, characterized in that the engine internal combustion kinematically connected to an electric current generator and kinematically connected to a hydraulic osom installed in the engine compartment of a serially-produced combine harvester, the electric current generator being connected via a flange connection to a flywheel mounted on the crankshaft of the internal combustion engine, the hydraulic pump is connected to the toe of the crankshaft of the internal combustion engine from the side opposite from the flywheel by means of a mechanical transmission, for example belt, and the axis of the shaft of the hydraulic pump is parallel to the axis of the crankshaft of the internal combustion engine, and orpus hydraulic pump and the internal combustion engine body are on the same side of the plane of symmetry V-belt transmission, perpendicular to the axis of the crankshaft of the internal combustion engine.