RU2141900C1

RU2141900C1 - Farm tractor

Info

Publication number: RU2141900C1
Application number: RU97121424A
Authority: RU
Inventors: В.П. Богданович; Ю.В. Деревенько; И.А. Камбулов; Э.И. Липкович; В.Б. Рыков; В.П. Черных; Б.Н. Шмаков; Ю.Н. Ярмашев
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 1999-11-27

Abstract

FIELD: tractor engineering; agricultural tractors with all driving axles. SUBSTANCE: tractor has frame-mounted internal combustion engine connected through reduction gear with variable capacity pumps hydraulically coupled with hydraulic motors which set wheels into rotation, and control unit whose inlets are connected with wheel speed sensors, and outlets are connected with slave mechanisms Driving wheel hydraulic motors are made controlled. Pressure sensors installed at their inlets are connected with second inlets of control unit whose second outlets are connected with slave mechanisms of controlled hydraulic motors. EFFECT: improved steerability of tractor, reduced consumption of fuel. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к тракторам сельскохозяйственного назначения со всеми ведущими колесами. The invention relates to the field of transport engineering, in particular, to agricultural tractors with all driving wheels.

Известно транспортное средство (А. с. СССР 1341069, МПК B 60 K 17/10, 1987 г. ) содержащее двигатель с раздаточным редуктором, который соединен с регулируемыми насосами, снабженными механизмами регулирования для изменения рабочих объемов насосов, нерегулируемые гидромоторы, гидравлически связанные с насосами и приводящие движители, блок управления, соединенный с датчиками для контроля значений рабочих объемов. A vehicle is known (A.S. USSR 1341069, IPC B 60 K 17/10, 1987) comprising an engine with a transfer gearbox, which is connected to adjustable pumps equipped with control mechanisms for changing the pump displacement, unregulated hydraulic motors, hydraulically connected to pumps and driving propulsors, a control unit connected to sensors to control the values of the working volumes.

Недостатком этого транспортного средства является ухудшение управляемости транспортного средства, так как она зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того? изменение режима работы двигателя увеличивает расход топлива. The disadvantage of this vehicle is the deterioration of the controllability of the vehicle, since it depends on the engine speed. Besides? changing the engine operating mode increases fuel consumption.

Известна самоходная машина с гидрообъемной трансмиссией (А.с. СССР 518387, МПК 60 K 17/10 F 16 H 39/02, 1976), принятая за прототип. Она включает установленный на раме двигатель внутреннего сгорания, соединенный через редуктор с регулируемыми насосами, которые гидравлически соединены c гидромоторами, и блок управления. Known self-propelled machine with hydrostatic transmission (A.S. USSR 518387, IPC 60 K 17/10 F 16 H 39/02, 1976), adopted as a prototype. It includes an internal combustion engine mounted on the frame, connected through a gearbox to variable pumps, which are hydraulically connected to hydraulic motors, and a control unit.

Недостатком этой самоходной машины является ухудшение ее управляемости из-за невозможности в гидрообъемной трансмиссии блокировки дифференциального соединения колес каждого моста, а силовое рассогласование колес увеличивает расход топлива. The disadvantage of this self-propelled machine is the deterioration of its controllability due to the impossibility in the hydrostatic transmission of locking the differential connection of the wheels of each axle, and the force mismatch of the wheels increases fuel consumption.

Для устранения отмеченных недостатков на сельскохозяйственном тракторе гидромоторы ведущих колес выполнены регулируемыми, на входах которых установлены датчики давления, соединенные со вторыми входами блока управления, вторые выходы которого соединены с исполнительными механизмами регулируемых гидромоторов. To eliminate the noted drawbacks on an agricultural tractor, the driving wheel hydraulic motors are adjustable, the inputs of which are equipped with pressure sensors connected to the second inputs of the control unit, the second outputs of which are connected to the actuators of the adjustable hydraulic motors.

На фиг. 1 представлен схематично предлагаемый сельскохозяйственный трактор;
на фиг. 2 представлен блок управления.In FIG. 1 is a schematic illustration of an agricultural tractor;
in FIG. 2 shows a control unit.

Сельскохозяйственный трактор содержит установленный на раме двигатель внутреннего сгорания 1 (фиг. 1 не показано) с редуктором 2, соединенный с валами регулируемых насосов 3, 4, 5, 6. Насосы 3, 4, 5, 6 гидравлически связаны с регулируемыми гидромоторами 7, 8, 9, 10, валы которых соединены с колесами 11, 12, 13, 14 трактора. При этом колеса 11 и 12, например, образуют пару передних колес, а колеса 13 и 14 - заднюю пару. The agricultural tractor contains an internal combustion engine 1 mounted on the frame (Fig. 1 not shown) with a gearbox 2 connected to the shafts of the adjustable pumps 3, 4, 5, 6. Pumps 3, 4, 5, 6 are hydraulically connected to the adjustable hydraulic motors 7, 8 , 9, 10, the shafts of which are connected to the wheels 11, 12, 13, 14 of the tractor. In this case, wheels 11 and 12, for example, form a pair of front wheels, and wheels 13 and 14 form a rear pair.

Насосы 3, 4, 5, 6 снабжены исполнительными механизмами 15, 16, 17, 18 для изменения рабочего объема, а гидромоторы 7, 8, 9, 10 снабжены исполнительными механизмами 19, 20, 21, 22. В гидролиниях, соединяющих насосы и гидромоторы, установлены датчики давления 23. Колеса 11, 12, 13, 14 снабжены датчиками 24 частоты вращения. Pumps 3, 4, 5, 6 are equipped with actuators 15, 16, 17, 18 for changing the working volume, and hydraulic motors 7, 8, 9, 10 are equipped with actuators 19, 20, 21, 22. In the hydraulic lines connecting the pumps and hydromotors pressure sensors 23 are installed. Wheels 11, 12, 13, 14 are equipped with speed sensors 24.

Датчики давления 23 соединены с первым входом блока управления 25, а датчики частоты вращения 24 со вторым его входом. Исполнительные механизмы 15, 16, 17, 18 насосов соединены с первым выходом блока управления 25, а исполнительные механизмы 19, 20, 21, 22 гидромоторов - со вторым его выходом. The pressure sensors 23 are connected to the first input of the control unit 25, and the speed sensors 24 with its second input. The actuators 15, 16, 17, 18 of the pumps are connected to the first output of the control unit 25, and the actuators 19, 20, 21, 22 of the hydraulic motors are connected to its second output.

Во время движения трактора возникает кинематическое и силовое рассогласование между ведущими колесами, для устранения которых используются дифференциалы. Как известно, для трактора с одним двигателем число дифференциалов на единицу меньше числа ведущих колес (Лефанов А.Х. Дифференциалы автомобилей и тягачей. - М: Машиностроение, 1972, с. 4, 13-24). Например, трактор с четырьмя ведущими колесами должен иметь три дифференциала: по одному между передними и задними ведущими колесами и один между парой передних колес и парой задних. During the movement of the tractor, kinematic and force mismatch between the drive wheels occurs, to eliminate which differentials are used. As you know, for a tractor with one engine, the number of differentials is one less than the number of drive wheels (A. Lefanov, Differentials of cars and tractors. - M: Mechanical Engineering, 1972, p. 4, 13-24). For example, a tractor with four drive wheels should have three differentials: one between the front and rear drive wheels and one between a pair of front wheels and a pair of rear wheels.

Работает предлагаемый трактор следующем образом. Двигатель внутреннего сгорания 1 через редуктор 2 приводит во вращение валы насосов 3, 4, 5, 6 и затем гидромоторы 7, 8, 9, 10, которые связаны гидролиниями с насосами и вращают колеса 11, 12, 13, 14. The proposed tractor operates as follows. The internal combustion engine 1 through the gearbox 2 drives the shafts of the pumps 3, 4, 5, 6 and then the hydraulic motors 7, 8, 9, 10, which are connected by hydraulic lines to the pumps and rotate the wheels 11, 12, 13, 14.

При прямолинейном движении трактора колеса 11, 12, 13, 14 имеют одинаковую частоту вращения n₁₁ = n₁₂ = n₁₃ = n₁₄, так как рабочие объемы насосов 3, 4, 5, 6 и гидромоторов 7, 8, 9, 10 равны между собой q₃ = q₄ = q₅ = q₆ и q₇ = q₈ = q₉ = q₁₀. Перепады давления на гидромоторах 7, 8, 9, 10 имеют равные значения, поэтому на осях колес 11, 12, 13, 14 будут создаваться равные крутящие моменты M₁₁ = M₁₂ = M₁₃ = M₁₄.When the tractor moves in a straight line, the wheels 11, 12, 13, 14 have the same rotation speed n ₁₁ = n ₁₂ = n ₁₃ = n ₁₄ , since the working volumes of the pumps 3, 4, 5, 6 and hydraulic motors 7, 8, 9, 10 are equal among themselves q ₃ = q ₄ = q ₅ = q ₆ and q ₇ = q ₈ = q ₉ = q ₁₀ . The pressure drops on the hydraulic motors 7, 8, 9, 10 have equal values, therefore, equal torques M ₁₁ = M ₁₂ = M ₁₃ = M ₁₄ will be created on the axles of the wheels 11, 12, 13, ₁₄ .

На предлагаемом тракторе функционирование дифференциалов воспроизводится путем изменения исполнительными механизмами 15, 16, 17, 18 рабочих объемов насосов 3, 4, 5, 6 и исполнительными механизмами 19, 20, 21, 22 рабочих объемов гидромоторов 7, 8, 9, 10 согласно изменению сигналов датчиков давления 23 и датчиков частоты вращения 24, поступающих в блок управления 25, пока не восстановится равенство перепадов давления на гидромоторах 7, 8, 9, 10. On the proposed tractor, the functioning of the differentials is reproduced by changing the actuators 15, 16, 17, 18 of the working volumes of the pumps 3, 4, 5, 6 and the actuating mechanisms 19, 20, 21, 22 of the working volumes of the hydraulic motors 7, 8, 9, 10 according to the change of signals pressure sensors 23 and speed sensors 24, entering the control unit 25, until the equality of the pressure drops on the hydraulic motors 7, 8, 9, 10 is restored.

При повороте трактора, например, налево колеса 11, 14 становятся забегающими, а на осях отстающих колес 12, 13 возникают тормозные моменты, то есть n₁₁ > n₁₂ n₁₄ > n₁₃, p₉ > p₁₀ p₈ > p₇ и M₁₁ > M₁₂ M₁₃ > M₁₄. Увеличиваются уровни сигналов от датчиков давления 23 гидромоторов 8; 9 и уменьшаются уровни сигналов от датчиков частоты вращения 24 колес 12 и 13, которые поступают в блок управления 25. Из блока управления 25 сигнал поступает на исполнительные механизмы 16, 17 насосов 4 и 5, которые уменьшают их рабочие объемы q₄ и q₅ до тех пор, пока перепады давления ни станут равны, то есть p₇ = p₈ = p₉ = p₁₀.When the tractor is turned, for example, to the left, the wheels 11, 14 become running out, and braking moments occur on the axes of the lagging wheels 12, 13, i.e., n ₁₁ > n ₁₂ n ₁₄ > n ₁₃ , p ₉ > p ₁₀ p ₈ > p ₇ and M ₁₁ > M ₁₂ M ₁₃ > M ₁₄ . The signal levels from the pressure sensors 23 of the hydraulic motors 8 are increasing; 9 and the signal levels from the speed sensors of the 24 wheels 12 and 13, which enter the control unit 25, decrease. From the control unit 25, the signal enters the actuators 16, 17 of the pumps 4 and 5, which reduce their working volumes q ₄ and q ₅ to as long as the pressure drops do not become equal, that is, p ₇ = p ₈ = p ₉ = p ₁₀ .

Если трактор поворачивает направо, то рабочие объемы насосов 3 и 6 (q₃ и q₆) уменьшаются и восстанавливается равенство перепадов давления на гидромоторах.If the tractor turns to the right, then the working volumes of pumps 3 and 6 (q ₃ and q ₆ ) are reduced and the equality of the pressure drops across the hydraulic motors is restored.

Поворот трактора создает кинематическое рассогласование между колесами каждой пары. Turning the tractor creates a kinematic mismatch between the wheels of each pair.

При буксовании одного колеса, например 14, частота вращения колеса 14 не изменяется, n₁₁ = n₁₂ = n₁₃ = n₁₄, а перепад давления p₇ на гидромоторе 7 и развиваемый крутящий момент на колесе 14 уменьшаются, то есть p₇ < p₈ = p₉ = p₁₀ и M₁₄ < M₁₁ = M₁₂ = M₁₃. При этом уменьшается уровень сигналов от датчиков давления 23 гидромотора 14 и не изменяется уровень сигналов от датчика частоты вращения 24 колеса. Сигнал из блока управления 25 поступит на исполнительный механизм 19 гидромотора 7 и его рабочий объем q₇ уменьшится, а перепад давления станет p₇ = p₈ = p₉ = p₁₀.When slipping one wheel, for example 14, the speed of the wheel 14 does not change, n ₁₁ = n ₁₂ = n ₁₃ = n ₁₄ , and the pressure drop p ₇ on the hydraulic motor 7 and the developed torque on the wheel 14 are reduced, that is, p ₇ <p ₈ = p ₉ = p ₁₀ and M ₁₄ <M ₁₁ = M ₁₂ = M ₁₃ . In this case, the level of signals from the pressure sensors 23 of the hydraulic motor 14 decreases and the level of signals from the wheel speed sensor 24 does not change. The signal from the control unit 25 will go to the actuator 19 of the hydraulic motor 7 and its working volume q ₇ will decrease, and the pressure drop will become p ₇ = p ₈ = p ₉ = p ₁₀ .

Если буксуют колеса одной пары, например 13 и 14, то уменьшаются рабочие объемы гидромоторов 7 и 8, то есть q₇ и q₈.If the wheels of one pair slip, for example 13 and 14, then the working volumes of hydraulic motors 7 and 8 are reduced, that is, q ₇ and q ₈ .

Буксование колес одной пары создает силовое рассогласование между передней и задней парами колес и является причиной неравномерного движения трактора, которое способствует увеличению расхода топлива. Wheel slippage of one pair creates a force mismatch between the front and rear pairs of wheels and is the cause of uneven tractor movement, which contributes to increased fuel consumption.

При движении трактора задним ходом функционирование блока управления 25 не изменяется. When the tractor is reversed, the operation of the control unit 25 does not change.

Таким образом, предполагаемое изобретение позволяет улучшить управляемость сельскохозяйственного трактора и уменьшить расход топлива. Thus, the alleged invention allows to improve the controllability of an agricultural tractor and reduce fuel consumption.

Предполагаемое изобретение не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. The alleged invention does not adversely affect the environment.

Claims

An agricultural tractor, including an internal combustion engine mounted on a frame, connected via a gearbox to adjustable pumps that are hydraulically connected to hydraulic motors that rotate the wheels, and a control unit, the inputs of which are connected to wheel speed sensors, and the outputs to actuators, characterized the fact that the driving wheel hydraulic motors are adjustable, pressure sensors are connected to their inputs connected to the second inputs of the control unit, the second outputs of which oedineny actuators with adjustable hydraulic motors.