ТРАНСМИССИЯ ТРАКТОРА
TRACTOR TRANSMISSION

Изобретение относится к трансмиссии гусеничного, полугусеничного и колесного трактора, преимущественно пропашного трактора.
Известны трансмиссии пропашных тракторов, например, трансмиссия трактора типа «Беларусь» МТЗ-80 с колесным ходом [1], с.8…92, с полугусеничным ходом [1], с.118, 119, трансмиссия гусеничного трактора типа Т-70С [2], трансмиссия по RU 44095 [3] и др.
Недостаток их в недостаточной устойчивости и управляемости при междурядной обработке в агрегате с широкозахватным пропашным культиватором. Трансмиссией трактора типа «Беларусь» не предусмотрено создание поворачивающего момента движителями для точного вождения при движении по междурядьям в агрегате с широкозахватным культиватором, а реакция от направляющих колес недостаточна. Кроме того, увеличение крутизны поворота, например, при развороте в конце рабочего гона, торможением одного из движителей выполняют при сохранении дифференциальной связи между движителями и кинематической связи обоих движителей с двигателем. Поэтому такой поворот энергозатратный, так как (при сохранении частоты вращения двигателя всережимным регулятором) забегающему движителю резко увеличивают частоту вращения с соответствующими ускорениями вращающихся и поступательных масс и увеличением коэффициента буксования обоих движителей.
Трансмиссия трактора типа Т-70 теряет возможность точно довернуть трактор в нужную сторону, если вектор равнодействующей силы тягового сопротивления выходит за габарит колеи, что в агрегате с широкозахватным культиватором не исключено, а при разъединении его фрикциона трактор поворачивают в противоположную сторону от желаемой из-за разрыва потока мощности к соответствующему движителю.
Известна трансмиссия трактора, содержащая соединенную с двигателем коробку переключения передач, с выходным валом которой связаны параллельно первые звенья левого и правого планетарных редукторов, вторые звенья этих редукторов связаны кинематически через их выходные валы с движителями соответствующего борта, а третьи звенья этих редукторов соединены кинематически между собой с возможностью вращать их в противоположные стороны гидромотором, сообщенным маслопроводами с регулируемым насосом, вал которого соединен с двигателем, например, по RU 44095 - прототип.
Недостаток ее в недостаточной устойчивости прямолинейного движения, так как связанным с выходным валом коробки переключения передач первым звеном планетарного редуктора, например эпициклом, вращают второе звено, например водило, через его сателлиты с опорой их зубьев на третье звено - солнечную шестерню. Но эта опора не жесткая, а подвижная, так как связана кинематически с валом гидромотора гидрообъемной передачи. Поэтому, при нулевом рабочем объеме регулируемого насоса и варьировании нагрузок на правый и левый движители, солнечными шестернями проворачивают вал гидромотора, продавливая масло между входными-выходными каналами через распределители гидромотора и насоса. Этим непреднамеренно варьируют отношение частот вращения вторых звеньев (в приведенном примере - водил) и связанных с ними кинематически движителей противоположных бортов трактора, раскачивают вектор его скорости.
Кроме того, центрирующие пружины регулируемого насоса гидрообъемного привода типа ГСТ-112 в позиции нулевого рабочего объема взаимно уравновешены, то есть не имеют порога срабатывания. Поэтому еще и нуль рабочего объема "плавает " в пределах зоны нечувствительности усилителя поворота люльки с наклонной шайбой насоса, чем также непроизвольно раскачивают вектор скорости трактора.
Недостаток еще в том, что крутой разворот, например, в конце рабочего гона торможением одного из движителей возможен только при предварительном выводе из зацепления шестерни кинематической связи вала гидромотора с третьими звеньями планетарных редукторов механизма поворота и последующим введением ее в зацепление с сопряженной шестерней по окончании крутого поворота. То же - на буксире.
Технический результат - повышение устойчивости и управляемости трактора при движении по междурядьям пропашной культуры в агрегате с широкозахватным культиватором, в том числе на крутом развороте в конце гона, посредством улучшенных связей между звеньями трансмиссии и движителями.
1. Сущность изобретения - трансмиссия трактора, содержащая соединенную с двигателем коробку переключения передач, с выходным валом которой связаны параллельно первые звенья левого и правого планетарных редукторов, вторые звенья этих редукторов связаны кинематически через их выходные валы с движителями соответствующего борта, а третьи звенья этих редукторов соединены кинематически между собой с возможностью вращать их в противоположные стороны гидромотором, сообщенным маслопроводами с регулируемым насосом, вал которого соединен с двигателем, в которой по изобретению третьи звенья планетарных редукторов соединены кинематически со звездочкой муфты свободного хода двойного двустороннего действия, причем ее обойма закреплена неподвижно, а ее вилка соединена с валом гидромотора.
2. Сущность изобретения еще в том, что вал люльки с наклонным диском, регулирующий рабочий объем реверсивного аксиально-плунжерного насоса, соединен кинематически со стержнем, проходящим внутри пороговой пружины, частично сжатой дисками, зафиксированными на стержне и расположенными между упорами.
3. Сущность изобретения также в том, что выходной вал левого и правого планетарного редуктора связан с соответствующей бортовой передачей и движителем через муфту свободного хода двойного двустороннего действия, причем ее обойма соединена с выходным валом планетарного редуктора, ее звездочка связана кинематически с движителем, а ее вилка соединена с управляемым тормозом.
Благодаря таким связям:
A) Вращающий момент от гидромотора передают третьим звеньям планетарных редукторов.
Реактивный вращающий момент от третьих звеньев планетарных редукторов на вал гидромотора не пропускают.
Б) Регулируемый насос удерживают в позиции нулевого рабочего объема точно. Качествами по пп.А) и Б) придают трактору устойчивость и управляемость одновременно.
B) Крутой поворот торможением одного борта тракторист выполняет без предварительных манипуляций.
Устроена трансмиссия трактора, например, следующим образом.
На фиг.1 изображена принципиальная схема трансмиссии трактора.
На фиг.2 - муфта свободного хода двойного двустороннего действия, соединенная с валом насоса.
Условные обозначения на фиг.1 и 2:
1 - двигатель трактора (далее двигатель),
2 - регулируемый насос гидрообъемного привода типа ГСТ-112 [4], с.91…95, номинальная частота вращения вала насоса 2000 об/мин, полезная номинальная мощность гидромотора 81 кВт (110 л.с.), момент на рукоятке усилителя управления 15,5 Н·м, не более, угол поворота рычага управления плюс-минус 30 градусов, (далее насос),
3 - соединительная муфта вала насоса 2 с коленвалом двигателя 1 (далее муфта),
4 - частично сжатая пороговая пружина (далее пружина),
5 - стержень с зафиксированными на нем дисками по торцам пружины 4, проходящий внутри ее витков и связанный через рычаг с валом люльки поворота наклонного диска насоса 2, (далее стержень),
6 - звено с неподвижными вдоль стержня 5 упорами для пружины 4 (далее ограничитель),
7 - коробка переключения передач без разрыва потока мощности (далее КПП),
8 - механизм поворота трактора его движителями (далее механизм),
9 - бортовой редуктор (далее редуктор),
10 - гусеничный (или колесный с пневматической шиной) движитель трактора (далее движитель),
11 - карданный вал связи механизма 8 с редуктором 9 (далее кардан),
12 - планетарный редуктор (далее редуктор),
13 - первое звено редуктора 12, например эпицикл, (далее эпицикл),
14 - шестерня привода эпицикла 13 от выходного вала КПП 7 (далее шестерня),
15 - выходной вал КПП (далее вал),
16 - второе звено редуктора 12, например водило, (далее водило),
17 - выходной вал редуктора 12 - вал водила 16 (далее вал),
18 - третье звено редуктора 12, например солнечная шестерня, (далее шестерня),
19 - шестерня взаимосвязи солнечных шестерен 18 редукторов 12 (далее шестерня),
20 - шестерня, которая находится в зацеплении с одной из шестерен 18, (далее шестерня),
21 - гидромотор объемного гидропривода типа ГСТ-112 (далее мотор),
22 - муфта свободного хода двойного двустороннего действия [5], с.215, 216, рис.VI. 2, в, (далее муфта),
23 - ролик муфты 22 (далее ролик),
24 - вилка муфты 22 (далее вилка),
25 - звездочка муфты 22 (далее звездочка),
26 - обойма муфты 22 (далее обойма),
27 - маслопровод соединения входных-выходных каналов насоса 2 с мотором 21 (далее маслопровод),
28 - управляемый тормоз вилки 24 и движителя 10 (далее тормоз).
Коленвал двигателя 1 соединен с валом насоса 2 муфтой 3. Пружина 4, сжатая до порогового усилия дисками, зафиксированными на стержне 5, и расположенная между упорами ограничителя 6, связана кинематически с валом люльки поворота наклонного диска насоса. Двигатель через муфту сцепления и КПП 7 соединен с механизмом 8 управления поворотами трактора посредством пары бортовых редукторов 9 с движителями 10. Левый (правый) бортовой редуктор карданом 11 связан с левым (правым) редуктором 12, эпицикл 13 которого зацеплением шестерни 14 соединен с шестерней на валу 15 параллельно для эпициклов обоих редукторов. Сателлиты водила 16, закрепленного на валу 17, находятся в зацеплении с эпициклом и с шестерней 18, которая посредством пары шестерен 19 связана с такой же шестерней второго редуктора и с шестерней 20, установленной на валу, связанном с валом мотора 21 муфтой 22. Эта муфта содержит: ролики 23, вилку 24, соединенную с валом мотора, звездочку 25, соединенную с валом шестерни 20, и обойму 26, закрепленную на тракторе неподвижно. Насос и мотор гидрообъемного привода сообщены маслопроводами 27. Каждый кардан 11 связан с редуктором 12 отдельной муфтой 22 так, что ее звездочка 25 соединена с карданом, ее обойма 26 соединена с валом 17, а ее вилка 24 соединена с тормозом 25.
При заказе поставки объемного гидропривода ГСТ-112 требуемое быстродействие регулирования рабочего объема насоса согласовывают с изготовителем (завод «Гидросила», г.Кировоград), что возможно, и изготовителем такое согласование предусмотрено.
Работа трансмиссии происходит следующим образом. Включают нейтральную позицию КПП 7. Заводят двигатель 1. Рукоятку усилителя управления рабочим объемом насоса 2 устанавливают в положение нулевого рабочего объема. Включают первую скорость переднего хода и вращают вал 15 по часовой стрелке, если смотреть по ходу движения (далее смотреть так же). Валом 15 через шестерни 14 вращают оба эпицикла 13 против часовой стрелки. Через сателлиты водил 16 вращающий момент от эпициклов прикладывают к валам 17, а реактивный вращающий момент прикладывают к шестерням 18, которые через шестерни 19 и 20 подводят реактивный крутящий момент к звездочке 25 муфты 22, чья вилка 24 соединена с валом мотора 21. Однако реактивным крутящим моментом, подведенным к звездочке 25, заклинивают ролики 23 между звездочкой и неподвижной обоймой 26. Этим реактивный вращающий момент от шестерен 18 к валу насоса 21 не пропускают и вал не вращают, а шестерни 18 превращают в жесткую опору для сателлитов водил 16. Поэтому вращающий момент передают через водила 16 на валы 17 и вращают их абсолютно синхронно. Далее валами 17 через обоймы 26 вращающим моментом заклинивают ролики 23 с звездочками 25 муфт 22 и через карданы 11 вращают редукторы 9 с движителями 10 также абсолютно синхронно, то есть как заблокированные между собой.
Чтобы войти в поворот влево (вправо) перемещают рукоятку усилителя насоса влево (вправо). Этим насос выводят из позиции нулевого рабочего объема, подают масло к мотору 21 и вращают его вал вправо (влево), правые шестерни 19 и 18 - влево (вправо), а левые шестерни 19 и 18 - вправо (влево). Поэтому редукторами 12 частоту вращения от двигателя 1, подведенную через коробку передач, суммируют с частотой вращения от мотора 21, подведенную от двигателя 1 через плавно регулируемый гидрообъемный привод. Этим левому движителю 10 частоту вращения уменьшают (увеличивают), а правому движителю 10 частоту вращения на столько же увеличивают (уменьшают). В результате вектор скорости трактора поворачивают без изменения модуля вектора скорости, то есть без изменения скорости движения трактора.
Для увеличения крутизны поворота влево (вправо) включают левый (правый) тормоз 28. Этим вилку 24, звездочку 25 левой (правой) муфты 22 и левый (правый) движитель 10 останавливают и одновременно расклинивают ролики 23 левой (правой) муфты 22, отключая связь обоймы 26 левой (правой) муфты 22 от звездочки 25 и, следовательно, от заторможенного левого (правого) движителя 10. При этом частоту принудительного вращения двигателем 1 правого (левого) движителя 10 не изменяют, если частоту вращения коленвала двигателя 1 удерживают, например, всережимным регулятором, постоянной. Такой крутой поворот менее энергозатратный, чем при сохранении кинематической связи с двигателем обоих движителей при дифференциальной связи между ними, как, например, у тракторов типа «Беларусь».
Итак, описанной выше трансмиссией повышают устойчивость и управляемость трактора как с гусеничными, так и с колесными движителями при движении по междурядьям пропашной культуры в агрегате с широкозахватным культиватором, а также на крутом развороте в конце гона и при этом менее энергозатратном.
Список литературы:
1. Тракторы «Беларусь» класса 1,4. Пособие по агрегатированию. Под редакцией Амельченко П.А. Производственное объединение «Минский тракторный завод имени В.И. Ленина». Минск, 1990, 300 с.
2. Трактор Т-70С. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кишиневский тракторный завод. «Тимпул», Кишинев, 1986, 189 с.
3. RU 44095 U1, B62D 11/10. Трансмиссия гусеничного трактора. Опубликовано: 27.02.2005, 4 с.
4. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин. Каталог. Часть 1. ЦНИИТЭИавтосельхозмаш. М., 1989, с.137.
5. B.C.Поляков и др. Справочник по муфтам / Под ред. B.C.Полякова, 2-е издание, исправлен. и дополн. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979. - 344 с.