ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА

Полезная модель относится к области тракторостроения и может быть использована в гусеничных тракторах различного назначения, в частности в сельскохозяйственных.
Известна трансмиссия гусеничного трактора (патент РФ 2258623, В62Д 11/18, 2005 г.), содержащая двигатель, коробку передач и коробку диапазонов, главные и конечные передачи заднего моста и бесступенчатый механизм поворота (БМП) с гидроприводом, использование которой наиболее целесообразно, когда большая часть работы трактора связана с прямолинейным движением, поскольку она обеспечивает необходимые при этом подвороты трактора, например в транспортном потоке, или необходимый доворот трактора при регулярных боковых уводах, возникающих от действия смещенных сил тяги, при движении вдоль склонов и т.п. причин. При использовании трактора с такой трансмиссией при сельскохозяйственных работах, где необходим маневр крутого разворота в конце гона и переход в очередной гон, усложняется алгоритм этого маневра тем, что требуется вначале остановить трактор на разворотной полосе, остановив одновременно выходной вал коробки диапазонов, и повернуть его за счет гидропривода на 90°, затем, проехав расстояние до следующего гона, повторно остановить трактор и развернуть для входа в очередной загон. К тому же при разворотах и доворотах повышается потребляемая мощность гидропривода в зависимости от радиуса поворота, поэтому если рассчитывать гидропривод БМП на режим крутых разворотов, то он будет значительно недогружен при режиме подворотов с небольшими радиусами, а согласование мощности в двух этих режимах может привести к уменьшению скорости поворота, что увеличивает его время и уменьшает производительность трактора.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является известная трансмиссия гусеничного трактора (Техническое описание и инструкция по эксплуатации трактора «Уралец» №722-5ТО, г.Челябинск, 1995 г.), содержащая двигатель, коробку передач и коробку диапазонов, главные и конечные передачи заднего моста, а также бортовые фрикционы и остановочные тормоза, которые служат механизмом ступенчатого поворота (МСП).
Трансмиссия - прототип обеспечивает более простой алгоритм разворота трактора, чем предыдущий аналог, т.к. достаточно отключить фрикцион и затормозить гусеницу с одного борта, что приведет к развороту трактора на 90,° и на входе в очередной загон повторить этот простой маневр.
Однако в прототипе радиус подворотов может меняться только по фиксированным установленным значениям, вследствие чего такая трансмиссия
не допускает возможности плавного доворота на регулируемую величину, требуемую по реальным условиям, например прямолинейного движения, и может обеспечить только дискретный доворот, что снижает функциональные возможности трактора в рамках одной машины, сдерживает создание экономичного и производительного трактора универсального назначения.
Задача, реализуемая предлагаемой полезной моделью, направлена на устранение этих недостатков аналогов.
Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей трансмиссии трактора за счет обеспечения комбинированного упрощенного по алгоритму маневра движения и поворотов (доворотов); повышении КПД трансмиссии путем снижения непроизводительных затрат мощности используемого при этом гидропривода.
Сущность полезной модели состоит в том, что трансмиссия гусеничного трактора, содержащая двигатель, коробку передач, коробку диапазонов, главные и конечные передачи заднего моста, а также бортовые фрикционы и остановочные тормоза дополнительно снабжена бесступенчатым механизмом поворота дифференциального типа, выполненным в виде двух побортно расположенных и взаимосвязанных между собой и с коробкой диапазонов планетарных передач, выходные валы которых взаимосвязаны с валами бортовых фрикционов, и подключенным к одной из планетарных передач механизмом реверсирования с приводом в виде гидромотора, связанного с его ведущим звеном и подключенного к насосу регулируемой производительности, который приводится во вращение от двигателя.
В частных случаях исполнения отличие заключается в размещении БМП:
- на выходе коробки диапазонов, когда выходные валы планетарных передач связаны с валами фрикционов через промежуточные карданные валы;
- на валу заднего моста соосно с бортовыми фрикционами и остановочными тормозами, когда планетарные передачи связаны с коробкой диапазонов через центральную коническую передачу.
Дополнительное отличие заключается в выполнении механизма реверсирования в виде зубчатой передачи с муфтой переключения, размещенной между валами, связанными с гидромотором и одной из планетарных передач.
Технический результат достигается тем, что комбинированный механизм поворота упрощает алгоритм разворотов с возможностью плавного регулирования радиусов доворотов по реальным требованиям режима и пути движения и обеспечивает расширение диапазона функциональных возможностей трактора в рамках одной машины не простым сложением преимуществ ступенчатого и бесступенчатого поворотных механизмов, а получением дополнительных эксплуатационных свойств таких, как бесступенчатое изменение скорости в разных диапазонах при прямолинейном движении и реализацию низких и особо низких (ползучих) скоростей.
На фиг.1 дана примерная схема трансмиссия с размещением БМП на выходе коробки диапазонов; фиг.2 - то же с размещением БМП соосно с бортовыми фрикционами и остановочными тормозами на валу заднего моста.
Трансмиссия содержит двигатель 1, коробку передач 2, коробку диапазонов 3, побортно расположенные планетарные передачи 4 и 4, механизм реверсирования 5 одной из планетарных передач (ПП), бортовые фрикционы 6 и 6' и остановочные тормоза 7 и 7', задний мост 8 с главными и конечными передачами и объемный гидропривод, состоящий из гидромотора 9 и насоса 10 регулируемой производительности, соединенного с двигателем 1.
Выходные валы 11 и 11' ПП взаимосвязаны с валами бортовых фрикционов. Все одноименные элементы ПП соединены попарно между собой при помощи шестерен так, что при нулевой подаче насоса 10, когда вал гидромотора 9 неподвижен, ведущие звездочки 12 трактора вращаются в одном направлении, обеспечивая прямолинейное движение.
Механизм реверсирования 5 выполнен в виде зубчатой передачи, шестерня 13 которой связана с гидромотором 9, а шестерня 14 непосредственно с ПП, например верхнего по схеме(фиг 1), и снабжен муфтой переключения 15.
ПП 4 и 4' paзмeщeны на выходе коробки диапазонов 3 (фиг1), и при этом их выходные валы 11 и 11′ кинематически связаны с валами фрикционов 6 и 6' через промежуточные карданные валы 16 и 16' соответственно.
Как вариант ПП могут быть размещены на валу заднего моста 8 (фиг.2) соосно с фрикционами 6 и 6', расположенными там же. Такая схема учитывает конструктивные особенности задних мостов серийно выпускаемых гусеничных тракторов ДТ-75 Волгоградского и Т-4 Алтайского тракторных заводов, поэтому позволяет с малыми затратами модернизировать их в соответствии с полезной моделью.
Трансмиссия работает следующим образом.
Режим прямолинейного движения и бесступенчатого поворота обеспечивается включением механизма 5 влево. При нулевой подаче насоса 10, когда мощность, передаваемая гидроприводом, равна нулю, а вал гидромотора 9 остановлен, все элементы ПП, передающих мощность, обеспечивают прямолинейное движение трактора. При изменении подачи насоса 10 в ту или другую сторону от нулевой вал гидромотора 9 будет вращаться в соответствующем направлении в зависимости от регулирования подачи насоса 10. В зависимости от направления вращения вала гидромотора 9 мощность будет отбираться от одного борта и передаваться на другой, соответственно, уменьшая скорость одной гусеницы относительно другой - в результате трактор будет двигаться по кривой, радиус которой зависит от подачи насоса 10, т.е. может изменяться бесступенчато, и от скорости прямолинейного движения: чем выше скорость, тем больше радиус.
Если в процессе бесступенчатого поворота включить бортовые фрикционы и тормоза, составляющие при этом механизм ступенчатого поворота (МСП), то возможны два варианта, зависящие от сочетания направлений поворотов, задаваемых сочетанием БМП и МСП:
при совпадении направлений - кратковременное изменение радиуса; при несовпадении направлений - кратковременная перекладка движения, что в отдельных случаях удобно для управления трактором.
Включение механизма ступенчатого поворота осуществляется штатно, путем разрыва потока мощности и торможения элементов привода ведущей звездочки 12.
Режим изменения скорости обеспечивается переключением вправо механизма 5 одного элемента одной из ПП. При этом регулирование скоростей данных элементов от гидромотора 9 будет одновременно добавлять или отнимать мощность от ПП левого и правого бортов трактора. В случае добавления мощности она будет протекать от двигателя 1 через регулируемый насос 10 к гидромотору 9 и далее через БМП и МСП к заднему мосту 8 и увеличивать скорость трактора. При отбирании мощности она через гидромотор 9, насос 10, коробку передач 2, коробку диапазонов 3, ПП 4,4' и т.д. создаст контур циркуляции, характерный для двухпоточных гидродифференциальных трансмиссий. Таким образом окажется возможным бесступенчатое регулирование скорости прямолинейного движения. Поворот же трактора в этом случае осуществим за счет МСП. В данном режиме работы трансмиссии обеспечивается также получение пониженных и особо низких скоростей. В известных аналогах это достижимо только при использовании специальных устройств, устанавливаемых на серийных тракторах.
При остановленном выходном вале коробки диапазонов 3 вращение вала гидромотора 9 в одну или другую сторону приводит к вращению выходных валов 11, 11' ПП также в разные стороны со скоростями, пропорциональными подаче жидкости насосом 10. При нулевой подаче насоса трактор будет остановлен, соответственно при других подачах насоса он будет двигаться передним или задним ходом, но с небольшой скоростью.
В тех случаях, когда выходному валу коробки диапазонов 3 задана посредством коробки передач 2 и коробки диапазонов 3 скорость небольшой величины, на ПП 4,4' будет выполняться сложение или вычитание скоростей от механической части трансмиссии и от гидропривода, в результате чего возможна реализация более высокого диапазона пониженных скоростей без изменения направления движения трактора вперед или назад.