МАЛОГАБАРИТНЫЙ ТРАКТОР
SMALL TRACTOR

Изобретение относится к машиностроению, в частности, касается конструкции малогабаритного колесного трактора, используемого для транспортировки грузов на приусадебном участке или производства технологических работ при присоединении к нему дополнительного целевого оборудования. Трактор также может использоваться в качестве транспортного средства для перемещения грузов на расстояния.
Известен малогабаритный трактор, содержащий раму, выполненную из горизонтально расположенного трубчатого элемента, несущего на одном конце опору для размещения подшипника, а другой конец которого прикреплен к вертикальной стойке, закрепленной на кожухе задней оси, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси трубчатого элемента, сиденье, смонтированное на другом конце вертикальной стойки, задние колеса, смонтированные в подшипниковых узлах на кожухе задней оси, тормозной механизм для, по крайней мере, одного заднего колеса, рулевую вилку, выполненную из вертикальной стойки, на верхней части которой смонтирован руль с органами управления двигателем, а нижняя часть которой выполнена в виде кронштейна, жестко связанного с поперечиной, на которой выполнено гнездо для размещения подшипника под опору горизонтально расположенного трубчатого элемента и которая выполнена с боковыми опорами для размещения передних спаренных колес, к которым прикреплена ведомая звездочка цепной передачи, ведущая звездочка которой закреплена на выходном валу двигателя, закрепленного на вертикальной стойке рулевой вилки, а также прикрепленная снизу к горизонтально расположенному трубчатому элементу подножка (Статья «Микрон»…в огороде», журнал «Для умелых рук». Приложение к журналу «Юный техник», 1981 г., №4, стр.1-4).
Недостатком известного малогабаритного трактора является то, что при простоте конструкции в его реализации использованы такие конструктивные решения, которые по сложности исполнения не соотносятся с простотой конструкции самого трактора и решаемыми им задачами. Например, исполнение рамы из профиля замкнутого коробчатого сечения усложняет и удорожает ее по сравнению с рамой, выполненной трубчатой. Введение в колеса подшипниковых узлов из двух разнесенных однорядных подшипников, как правило, используется для позиционирования колес, имеющих подвеску и работающих в повышенных нагрузках. В таком малогабаритном тракторе, рассчитанном на вес только одного взрослого человека, использование таких подшипниковых узлов нерационально. Недостаточно продуманная компоновка двигателя на рулевой вилке за счет низкого расположения кик-стартера не позволяет осуществить простое решение заднего хода за счет полного разворота рулевой вилки на 180°.
Известен малогабаритный трактор, содержащий раму, выполненную из горизонтально расположенного трубчатого элемента, несущего на одном конце опору для размещения подшипника, а другой конец которого прикреплен к вертикальной стойке, закрепленной на кожухе задней оси, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси трубчатого элемента, сиденье, смонтированное на другом конце вертикальной стойки, задние колеса, смонтированные в подшипниковых узлах на кожухе задней оси, тормозной механизм для, по крайней мере, одного заднего колеса, рулевую вилку, выполненную из вертикальной стойки, на верхней части которой смонтирован руль с органами управления двигателем, а нижняя часть которой выполнена в виде кронштейна, жестко связанного с поперечиной, на которой выполнено гнездо для размещения подшипника под опору горизонтально расположенного трубчатого элемента и которая выполнена с боковыми опорами для размещения передних спаренных колес, к которым прикреплена ведомая звездочка цепной передачи, ведущая звездочка которой закреплена на выходном валу двигателя, закрепленного на вертикальной стойке рулевой вилки, а также прикрепленная снизу к горизонтально расположенному трубчатому элементу подножка, при этом рама и подножка выполнены из трубчатых элементов, рулевая вилка выполнена с возможностью поворота на 180° вокруг вертикальной оси, проходящей через подшипник в опоре, руль с рычажными органами управления двигателем выполнен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на 180° относительно вертикальной стойки рулевой вилки в направлении от сиденья, а подшипник для каждого заднего колеса и подшипник для передних спаренных колес выполнены двухрядными, двигатель закреплен на вертикальной стойке рулевой вилки выше кронштейна и ниже руля и со стороны, противоположной размещению кронштейна на указанной стойке (патент РФ на полезную модель №56765, МПК: А01В 51/02, - прототип).
Указанный трактор работает следующим образом.
Для малогабаритного трактора использованы колеса, двигатель мощностью 7,5 л.с. с принудительным воздушным обдувом, совмещенный с трехступенчатой коробкой передач, органы управления двигателем и передачей от мотороллера «Вятка». Для движения вперед необходимо завести кик-стартером двигатель, переключиться на первую передачу и плавно, регулируя подачу топлива изменением положения рычажка подачи топлива, закрепленного на стойке, тронуться с места. Так как в качестве трансмиссии использован уже готовый трансмиссионный блок мотороллера, то в части управления движением трактор не отличается от мотороллера. Что же касается остановки, то, учитывая небольшую мощность двигателя, при сбросе газа сопротивление по сцеплению со стороны дороги настолько велико, что трактор сам в режиме короткого наката останавливается. В остановленном состоянии трактор может быть поставлен на тормоз за счет жесткой блокировки ступицы с кожухом любым известным механизмом.
Особенностью заявленного малогабаритного трактора является то, что силовой агрегат полностью смонтирован на рулевой вилке, связанной с рамой с возможностью поворота влево и вправо вокруг подшипника. Учитывая данное обстоятельство, стало возможным обеспечить реверс трактора за счет разворота рулевой вилки вокруг оси подшипника на 180°. При этом руль также переворачивается на 180°. В этом положении рычаги управления на руле оказываются перевернутыми. Поворот рулевой вилки на 180° определяется тем, что двигатель выведен за плоскость разворота и расположен выше кронштейна.
Основными недостатками являются усложнение конструкции рулевого управления, связанное с необходимостью перебрасывания руля при движении назад, и движение трактора по трем направляющим колеям - двум от задних колес и одной от спаренных передних, что, при наличии двух колей на проселочных грунтовых дорогах, приводит к ухудшению его управляемости и значительной потере мощности. Кроме того, наличие трех колей при движении трактора не позволяет использовать трактор при обработке посевов сельскохозяйственных культур за счет того, что центральные передние спаренные колеса будут при движении перемещаться строго по грядке с посевами.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание малогабаритного трактора повышенной маневренности за счет обеспечения полного поворота назад всей рулевой вилки, а также повышение конструкционной надежности за счет выполнения передних и задних колес с одной/примерно одной колеей.
Достигаемый при этом технический результат заключается в упрощении конструкции, снижении ее стоимости, веса и повышении маневренности.
Решение указанной задачи достигается за счет того, что предложенный малогабаритный трактор, согласно изобретению, содержит раму, выполненную из горизонтально расположенного трубчатого элемента, на одном конце которого размещен подшипниковый узел для рулевой вилки, а на другом конце установлена вертикальная стойка, одним концом закрепленная на кожухе задней оси, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси трубчатого элемента, при этом на другом конце вертикальной стойки смонтировано сиденье, предпочтительно, при помощи подпружиненных кронштейнов, задние колеса, смонтированные в подшипниковых узлах кожуха задней оси, тормозной механизм для, по крайней мере, одного заднего колеса, рулевую вилку в виде вертикальной стойки, установленную в подшипниковом узле трубчатого элемента и выполненную с возможностью вращения вокруг собственной вертикальной оси на 360°, при этом в верхней части указанной стойки смонтирован руль, преимущественно, с органами управления двигателем, выполненный в виде геометрической фигуры, имеющей ось вращения, предпочтительно, тора, при этом нижняя часть указанной стойки выполнена в виде кронштейна, жестко связанного с поперечиной, на которой выполнено гнездо для размещения подшипника под опору горизонтально расположенного трубчатого элемента и которая выполнена с боковыми опорами для размещения передних колес, выполненных с возможностью изменения их расположения по отношению к вертикально установленной рулевой стойке и их межцентрового расстояния, при этом, по крайней мере, одно из которых кинематически связано с выходным валом двигателя, закрепленного на горизонтально расположенном трубчатом элементе рулевой вилки, причем подшипники для каждого заднего колеса и подшипники для передних колес выполнены преимущественно двухрядными, причем прикрепленные снизу к горизонтально расположенному трубчатому элементу как минимум одна подножка и рама выполнены из трубчатых элементов, причем органы управления трактором расположены на раме, при этом на раме установлена кабина водителя, в которой размещены сиденье водителя и органы управления трактором, а места для ног водителя расположены по обе стороны рамы таким образом, что рама проходит между ними, при этом упомянутые места установлены ниже плоскости рамы таким образом, что находятся на уровне плоскости, проходящей через центр вращения задних колес, и выполнены, преимущественно, в виде профилированных параллелепипедов, полость которых соединяется с полостью кабины трактора.
Места для ног водителя расположены по обе стороны рамы таким образом, что рама проходит между ними, при этом упомянутые места установлены ниже плоскости рамы таким образом, что находятся на уровне плоскости, проходящей через центр вращения задних колес, и выполнены, преимущественно, в виде профилированных параллелепипедов, полость которых соединяется с полостью кабины трактора. Такое решение позволяет, с одной стороны, понизить центр масс трактора, с другой - исключить взаимодействие нижних частей параллелепипедов с опорной поверхностью.
Указанные признаки существенны и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером его выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан основной вид малогабаритного трактора, на фиг.2 показан малогабаритный трактор, вид сверху, на фиг.3 показан малогабаритный трактор, вид спереди, на фиг.4 показана схема размещения водителя на тракторе.
Малогабаритный трактор содержит раму 1, выполненную из горизонтально расположенного трубчатого элемента 2, на одном конце которого размещен подшипниковый узел 3 для рулевой вилки 4. На другом конце рамы установлена вертикальная стойка 5, одним концом закрепленная на кожухе 6 задней оси. Продольная ось кожуха 6 расположена перпендикулярно продольной оси трубчатого элемента 2. На другом конце вертикальной стойки 5 смонтировано сиденье 7, предпочтительно, при помощи подпружиненных кронштейнов. Задние колеса 8 смонтированы в подшипниковых узлах кожуха 6 задней оси. Задние колеса 8 имеют тормозной механизм 9 для, по крайней мере, одного заднего колеса. Рулевая вилка 4 содержит рулевую вертикальную стойку 10, установленную в подшипниковом узле 3 трубчатого элемента 2, и имеет возможность вращения вокруг собственной вертикальной оси на 360°. В верхней части указанной стойки 10 смонтирован руль 11 с органами управления 12 двигателем 13. В варианте исполнения органы управления 12 могут быть расположены на раме 1. В нижней части указанной стойки 10 установлен кронштейн 14, жестко связанный с поперечиной 15, на которой установлены передние колеса 16, при этом передние колеса 16 выполнены с возможностью изменения их расположения по отношению к вертикально установленной рулевой стойке 10. Каждое колесо 16 кинематически связано с выходным валом двигателя 13, причем подшипники для каждого заднего колеса 9 и подшипники для передних колес 16 выполнены, преимущественно, двухрядными. Двигатель 13 закреплен на поперечине 15. К нижней части трубчатого элемента 2 прикреплены подножки 17 и рама 18, выполненные из трубчатых элементов.
Предложенный трактор работает следующим образом.
Для движения вперед кик-стартером заводится двигатель 13. Водитель садится на сиденье 7, расположенное на вертикальной стойке 5, включает первую передачу и плавно, управляя двигателем 13 при помощи органов управления 12, трогается с места. Управление трактором во время движения осуществляется при помощи руля 11 и органов управления 12. Далее, скорость движения выбирается в зависимости от выполняемых задач. При остановке, при помощи органов управления 12, приводится в действие тормозной механизм 9, который воздействует на одно из задних колес 8.
В остановленном состоянии трактор может быть поставлен на тормоз за счет жесткой блокировки ступицы с кожухом 6 любым известным механизмом.
Особенностью заявленного малогабаритного трактора является то, что двигатель 13 полностью смонтирован на рулевой вилке 4, связанной с рамой 2 с возможностью вращения вокруг собственной вертикальной оси на 360°. Учитывая данное обстоятельство, реверс трактора - движение назад - обеспечивается за счет разворота рулевой вилки вокруг оси подшипника на 360°. Поворот рулевой вилки на 360° определяется тем, что двигатель 13 выведен за плоскость разворота и расположен выше поперечины 15.
За счет того что передние колеса 16 выполнены с возможностью изменения их расположения на поперечине 15 по отношению к вертикально установленной рулевой стойке 10, появляется возможность, в зависимости от условий работы, изменять колею передних колес 16 и, соответственно, изменять маневренность трактора для работы в стесненных условиях. Обеспечение разворота рулевой вилки и руля позволяет выполнить реверс, что существенно повышает маневренность трактора при сохранении простоты его конструкции.
Выполнение рамы 1 из трубчатого элемента 2 позволяет использовать дешевый профиль при сохранении той же прочности рамы, которая обеспечивалась прямоугольной формой в сечении профилем.
Размещение водителя таким образом, что места для ног водителя - подножки 17 - расположены по обе стороны рамы, при этом рама проходит между ними, причем упомянутые места установлены ниже плоскости рамы и выполнены, преимущественно, в виде профилированных параллелепипедов, полость которых соединяется с полостью кабины трактора, позволяет значительно понизить центр масс трактора с водителем, и тем самым повысить его устойчивость.
Использование предложенного технического решения позволит создать малогабаритный трактор повышенной маневренности за счет обеспечения полного поворота назад всей рулевой вилки, а также повысить конструкционную надежность за счет выполнения передних и задних колес с одной/примерно одной колеей.