КОМПОНОВКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Предлагаемая полезная модель относится к области сельскохозяйственной техники и может быть использована
- 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.
Уровень техники
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.
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.
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.
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.
Задача реализации настоящей полезной модели, заключается в применении предложенной компоновки силовой установки для размещения в моторном отсеке серийновыпускаемой сельскохозяйственной уборочной машины, например, зерноуборочного комбайна.
Раскрытие сущности полезной модели.
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.
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.
На фиг. 1 показана схема трансмиссии машины.
На фиг. 2 показана компоновка силовой установки.
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.
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.
На фиг. 1 изображена схема трансмиссии машины, которая содержит двигатель внутреннего сгорания 1, кинематически соединенный:
со стороны маховика с генератором электрического тока 2,
со стороны носка коленчатого вала с гидравлическим насосом 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.
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).
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.
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.
Осуществление
На основании предложенной полезной модели созданы 2 головных образца из планируемой серии зерноуборочных комбайнов, проведены испытания и натурно подтвержден описанный технический результат.