Двухгусеничный трактор

Двухгусеничный трактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Ссылка на родственную заявку

По данной заявке испрошен приоритет по предварительной заявке США 60/590,990, поданной 26 января 2012 года.

Настоящее изобретение относится, по существу, к устройству для двухгусеничного трактора. Точнее, устройство представляет собой улучшенную конфигурацию устройства для трактора с двумя гусеницами и колесным узлом в передней части гусеничного механизма, причем колесный узел автоматически регулируется в соответствии с нагрузкой на колесный узел, например, с целью ограничения или устранения скольжения и, тем самым, износа протектора гусениц. Таким образом, это устройство решает многочисленные проблемы, с которыми сталкиваются пользователи современных двухгусеничных тракторов при использовании двух резиновых гусеничных лент.

Уровень техники

Двухгусеничные тракторы и полугусеничные тракторы хорошо известны из уровня техники. Самые ранние крупные сельскохозяйственные тракторы часто строились по полугусеничной схеме и оснащались гусеницами и колесами. Гусеницы оказались предпочтительнее для буксировки, так как их производительность была выше, чем у колес. Кроме того, гусеницы лучше колес при движении на мягких почвах.

Основным назначением колесного механизма в передней части машины было управление трактором. Гусеницы хорошо подходили для полевых работ. Однако для обеспечения управляемости требовалось передать значительный процент от общей массы на передний колесный механизм. По этой причине трактор получался очень тяжелым. Частичное погружение переднего колесного механизма в грунт снижало подвижность обычных тракторов на мягких почвах. Впоследствии была разработана система рулевого управления, основанная на создании разности скоростей двух гусеничных лент. Такая система, основанная на разности скоростей, обеспечила хорошую управляемость и позволила отказаться от переднего колесного механизма. Отказ от переднего колесного механизма позволил использовать всю массу трактора для создания тяги и улучшения подвижности на мягких почвах.

Стальные гусеницы с острыми грунтозацепами имеют недостаток, заключающийся в невозможности движения по дорогам с твердым покрытием по причине риска повреждения дорожного покрытия и низких скоростей движения. С появлением асфальтированных дорог и увеличением удаленности полей использование стальных гусениц стало нежелательным. Предпочтительной конфигурацией стал колесный трактор, движущийся исключительно на шинах. Для тракторов, использующихся, преимущественно, для буксировки тяжелых грузов, предпочтителен привод на все колеса. Это позволит использовать всю массу трактора для развития тягового усилия. В настоящее время для колесных тракторов используются две основные системы рулевого управления, а именно: рулевое управление с поворотными кулаками и трапецией для малых тракторов и шарнирно-сочлененная рама для больших тракторов.

Около 1985 года появился двухгусеничный трактор, оснащенный резиновыми гусеничными лентами вместо стальных гусениц. Этот гусеничный трактор на резиновых гусеничных лентах способен двигаться по дорогам без риска повредить дорожное покрытие, а также перемещаться на более высокой скорости как по полю, так и по дороге. Модернизированная система рулевого управления, известная на уровне техники как система раздельного управления, получила дальнейшее развитие и устанавливается на такие двухгусеничные тракторы.

В настоящее время на рынке доступны две различные конфигурации сельскохозяйственных тракторов на резиновых гусеничных лентах. Одна из них оснащается двумя гусеницами, а другая - четырьмя гусеницами.

Двухгусеничный вариант имеет следующие динамические характеристики: отсутствие плавности при движении по дорогам, что обусловлено чрезмерной массой, приходящейся на передний шпиндель гусеничного механизма при движении по дороге, и отсутствием навески в задней части трактора. Такое перераспределение массы на переднюю часть приводит к быстрому износу резиновых гусеничных лент.

Процесс, приводящий к быстрому износу, включает в себя движение части резиновой гусеничной ленты, оборачивающейся вокруг колеса переднего шпинделя и проходящей по нему (см. фиг. 1). Это колесо расположено внутри гусеничной ленты, на ее передней части, и называется передним натяжным колесом. Часть грунтозацепов гусеничной ленты, движущаяся по касательной вокруг переднего натяжного колеса, движется быстрее базовой скорости, с которой такая часть движется на прямых участках гусеничной ленты. Базовую скорость в данном случае определяют как скорость нерастяжимой армированной части гусеничной ленты. Увеличенная скорость движения вокруг натяжного колеса обусловлена тем, что наконечники грунтозацепов при движении по дуге вокруг переднего натяжного колеса движутся по радиусу, превышающему радиус армированной части гусеничной ленты, измеренный от центра вращения переднего натяжного колеса.

Соотношение скоростей наконечников грунтозацепов и армированной части представляет собой прямое соотношение двух этих радиусов. То есть, если принять скорость нерастяжимой армированной части гусеничной ленты за скорость транспортного средства, часть наконечников грунтозацепов, движущаяся по касательной вокруг переднего натяжного колеса, будет двигаться быстрее транспортного средства. Таким образом, как известно специалистам в данной области техники, при движении грунтозацепов шины или гусеницы со скоростью, отличающейся от скорости транспортного средства, возникает явление "скольжения". Скольжение вызывает износ наконечников грунтозацепов, скорость которого пропорциональна контактному усилию между наконечником и грунтом.

Процесс, приводящий к быстрому износу грунтозацепов, имеет место, в частности, непосредственно ниже и немного впереди оси переднего натяжного колеса, в точке, в которой наконечники грунтозацепов входят в соприкосновение с грунтом, то есть, переходят из ненагруженного состояния в нагруженное состояние.

Как показано на фигуре 1, при движении стандартного двухгусеничного трактора (на фигуре 1 показана только правая гусеница 12) по дороге нагрузка на переднее натяжное колесо 14 будет чрезмерной, что выражено нагрузкой (L) как функцией позиционирования по длине гусеницы по отношению к направлению движения. Очевидно, что нагрузка в положении «I» гусеницы, непосредственно под осью 14А натяжного колеса (совпадающей с осью опрокидывания), будет максимальной. Такая чрезмерная нагрузка вызывает избыточное сжатие грунтозацепов ниже оси 14А переднего натяжного колеса. Это сжатие, в свою очередь, вынуждает точку начального контакта грунтозацепов смещаться на несколько сантиметров вперед от оси натяжного колеса.

Как описано выше, наконечники грунтозацепов входят в соприкосновение с грунтом со скольжением. Скольжение продолжается до тех пор, пока гусеница способна оборачиваться вокруг переднего натяжного колеса. За счет нескольких сантиметров скольжения контактное усилие между наконечником грунтозацепа и грунтом увеличивается от нуля до максимального значения (при «I», как показано на фиг. 1). Результатом будет быстрый износ наконечника грунтозацепа в этом месте (то есть, вблизи переднего натяжного колеса 14), когда наконечник грунтозацепа переходит из ненагруженного состояния в загруженное состояние.

Тряска обусловлена упомянутым выше результатом перехода наконечников грунтозацепов из ненагруженного состояния в состояние чрезмерной нагрузки в сочетании с большим шагом грунтозацепов, составляющим около 8'' или 200 мм. Это продольное расстояние между грунтозацепами гусеничной ленты. При этом движение сопровождается теми же эффектами, что и движение по рифленой звуковой полосе на шоссе. Кроме того, такие характеристики движения требуют частой замены дорогостоящих резиновых гусеничных лент.

Также известно, что тракторы при буксировке нагрузки склонны передавать вертикальную нагрузку от своих передних опор на задние опоры. Тяговое усилие создает момент наклона, приблизительно равный тяговому усилию, умноженному на высоту тягово-сцепного устройства. Передача вертикальной нагрузки - реакция на момент наклона. В стандартной конфигурации с двумя гусеницами тяговое усилие передает вертикальную нагрузку с передней части гусеничного механизма на заднюю часть гусеничного механизма.

Для обеспечения максимальной эффективности и проходимости резиновых гусеничных лент необходимо равномерно распределить массу трактора по гусеничному механизму: спереди назад. На переднюю часть стандартных двухгусеничных тракторов обычно устанавливают противовесы, предназначенные для выравнивания распределения массы трактора по гусеничному механизму, спереди назад, во время полевых работ, при которых трактор обычно развивает большое тяговое усилие. Такой способ называют правильной балансировкой для полевых работ.

Балансировка трактора в расчете на большое тяговое усилие при полевых работах не будет правильной для движения по дорогам, на которых является нормой небольшое тяговое усилие, как показано на фигуре 1. Исключение - буксировка тяжелых прицепов по крутым склонам. В норме при движении по дороге каждое переднее натяжное колесо гусеничного механизма принимает на себя большую часть массы транспортного средства.

При некоторых полевых работах развиваемое тяговое усилие, как правило, меняется, когда трактор пересекает поле. Это, в свою очередь, приводит к изменению распределения массы по гусеницам пропорционально изменению тягового усилия, когда двухгусеничный трактор пересекает поле. Неравномерное распределение веса по гусеницам увеличивает расход топлива и скольжение гусениц, повышает износ гусениц и увеличивает уплотнение почвы.

Чтобы получить хорошие тяговые характеристики при полевых работах желательно использовать гусеничные ленты с агрессивной схемой грунтозацепов, например, с шевронным рисунком, а также с шагом грунтозацепов около 200 мм (8 дюймов). При движении по дороге большой шаг грунтозацепов в сочетании с высокой нагрузкой на каждое переднее натяжное колесо гусеничного механизма будет источником раздражающей непрерывной вибрации, которую придется терпеть механизатору: как при движении по непрерывной рифленой полосе.

Кроме того, во время полевых работ возникают ситуации, в которых стандартный двухгусеничный трактор резко наклоняется при определенных условиях, например, при движении под прямым углом на вершине холма. Движение под наклоном может привести к дискомфорту механизатора, получению травм или утере контроля над трактором.

Стандартная конфигурация двухгусеничного трактора не предусматривает подвеску заднего моста. Это вносит свой вклад в дискомфорт механизатора и вызывает высокие напряжения в конструкции трактора.

Во время маневра поворота стандартного двухгусеничного трактора часто выполняют торможение одной гусеницы, находящейся на внутренней стороне радиуса поворота. Это обусловлено тем, что тормозное усилие внутренней гусеницы часто необходимо для преодоления бокового тягового усилия. Существуют и другие ситуации, в которых затормаживают обе гусеницы, и тормозные усилия на обеих гусеницах должны быть неравномерными в целях выполнения рулевых маневров, например, когда трактор буксирует тяжелый прицеп вниз по крутому склону, и механизатору необходима максимальная тормозная мощность для того, чтобы поддерживать максимальную допустимую скорость.

Если необходима коррекция рулевого управления, и достигнут предел торможения гусеницы на внутренней стороне радиуса корректирующего поворота, гусеница на внешней стороне радиуса поворота также должна развивать некоторое тормозное усилие для выполнения коррекции рулевого управления. Конечным результатом будет увеличение осевой скорости трактора и прицепа. Тормоза не смогут замедлить трактор и прицеп до максимально разрешенной скорости.

Кроме того, подталкивание трактора прицепом может привести к появлению момента переднего наклона, дополнительно увеличивающего вертикальную нагрузку на переднюю часть гусеничного механизма и уменьшающего нагрузку на заднюю часть. Итоговая амплитуда переднего наклона увеличивает высоту тягово-сцепного устройства и, в свою очередь, наклоняет дышло прицепа назад, повышая вероятность излома между тягово-сцепным устройством трактора и дышлом прицепа.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка устройства для двухгусеничного трактора и трактора с таким устройством, которые не будут иметь недостатков, присущих уровню техники.

Задачу изобретения решают устройством для трактора с двумя гусеницами и колесным узлом в передней части гусеничного механизма, причем устройство автоматически регулирует нагрузку на колесный узел, например, с целью ограничения или устранения скольжения и, тем самым, износа протектора гусениц.

Устройство, описываемое изобретением, решает ряд проблем, с которыми сталкиваются пользователи обычных двухгусеничных тракторов с резиновыми гусеничными лентами. То есть, изобретение смягчает тряску, испытываемую механизаторами при движении по дороге на обычном двухгусеничном тракторе, устраняет быстрый износ грунтозацепов гусеницы, обычно имеющий место во время движения по дороге на обычном двухгусеничном тракторе, уменьшает неоднородность распределения массы по гусеницам, обычно имеющую место на обычном двухгусеничном тракторе, уменьшает угол возможного наклона и связанный с ним дискомфорт для механизатора, который может иметь место при движении по дороге на обычном двухгусеничном тракторе, учитывает неблагоприятное положение центра тяжести в отсутствие противовесов на обычном двухгусеничном тракторе, смягчает некоторые неблагоприятные ситуации, касающиеся управляемости обычного двухгусеничного трактора, устраняет проблемы, связанные с вспомогательным рулевым управлением на обычном двухгусеничном тракторе; устраняет необходимость в навеске на задней части трактора, требующейся на обычном двухгусеничном тракторе; решает проблему чрезмерно вынесенного переднего навесного оборудования, устанавливаемого на консолях, как правило, в передней части обычных двухгусеничных тракторов, и сводит к минимуму нарушение структуры грунта при повороте по сравнению с известными двухгусеничными тракторами.

Трактор содержит основную раму, станцию управления, оснащенную устройствами управления трактором, ходовую часть, в состав которой входит левый гусеничный механизм и правый гусеничный механизм, колесный механизм, содержащий одно или несколько колес, расположенных перед гусеничными механизмами, силовую передачу, предназначенную для приведения обеих гусениц в движение с одинаковой или различной скоростью, и блок управления, отвечающий за приложение усилия для передачи вертикальной нагрузки назад и вперед между передней частью гусеничного механизма и колесным механизмом и управляющий нагрузкой на колесный механизм. Блок управления вынуждает или позволяет колесу или колесам колесного механизма следовать криволинейной траектории движения трактора, обусловленной разными скоростями гусениц.

Предпочтительно, подвеска переднего моста содержит активную подвеску.

Кроме того, настоящее изобретение относится к сельскохозяйственному трактору с парой гусеничных механизмов, оснащенных резиновыми гусеничными лентами с грунтозацепами, причем гусеничные механизмы соединены между собой с помощью соответствующих передней и задней осей, ориентированных, по существу, перпендикулярно направлению движения, с передним колесным механизмом и блоком управления или системой управления, автоматически управляющей нагрузкой на передний колесный узел с целью регулирования нагрузки, действующей на переднюю ось гусеничных механизмов, и, соответственно, минимизации износа резинового протектора.

Предпочтительно, блок управления управляет углом поворота с целью поддержания правильного выравнивания при развороте на месте, регулирует нагрузку при использовании переднего навесного оборудования и содержит микропроцессор, выполняющий набор компьютерных программ, хранящихся в памяти компьютера или другом запоминающем устройстве или структуре, с целью поддержания балансировки и минимизации износа протектора.

Краткое описание чертежей

Аспекты раскрываемой технологии рассматриваются в следующем подробном описании со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых одинаковые ссылки могут указывать на подобные элементы. На фигурах изображено:

Фиг. 1: изображение правой стороны стандартного двухгусеничного трактора, в том числе, профиль распределения масс во время движения по дороге (уровень техники).

Фиг. 2: изображение правой стороны двухгусеничного трактора, в том числе, профиль распределения масс во время движения по дороге, согласно варианту исполнения настоящего изобретения.

Фиг. 3: изображение правой стороны двухгусеничного трактора, в том числе, профиль распределения масс во время полевых работ, в варианте исполнения двухгусеничного трактора, изображенном на фигуре 2.

Фиг. 4А: фотография левой передней стороны экспериментального трактора, иллюстрирующая особенности двухгусеничного трактора, изображенного на Фиг. 2 и Фиг. 3.

Фиг. 4В: система управления согласно изобретению.

Фиг. 4С: схема гидравлической системы согласно изобретению.

Фиг. 4D: микропроцессор (компьютер), входящий в состав системы управления.

Фиг. 5: вид в аксонометрии (справа сзади) боковой стороны двухгусеничного трактора, изображенного на Фиг. 2 и 3.

Фиг. 6: основная система рулевого управления для использования на двухгусеничном тракторе, описываемом изобретением.

Фиг.7: колесный узел двухгусеничного трактора, иллюстрирующий геометрию угла поворота при выравнивании, в соответствии с вариантами исполнения изобретения, показанными на Фиг. 2 и 3.

Фиг. 8: колесный узел двухгусеничного трактора согласно изобретению, иллюстрирующий геометрию угла поворота при выравнивании во время разворота на месте.

Фиг. 9: изображение, соответствующее взгляду из центра вперед и вправо на часть колесного узла двухгусеничного трактора в варианте исполнения, показанном на Фиг. 2 и 3.

Фиг. 10: вид снизу на переднюю левую часть в варианте исполнения, показанном на Фиг. 2 и 3.

Фиг. 11: вид сверху на заднюю часть из центра, в варианте исполнения, показанном на Фиг. 2 и 3.

Фиг. 12: вид сверху на левую заднюю часть в варианте исполнения, показанном на Фиг. 2 и 3.

Фиг. 13: изображение правой стороны обычного двухгусеничного трактора с задней навеской (уровень техники).

Фиг. 14: изображение правой стороны двухгусеничного трактора в варианте исполнения, показанном на Фиг. 2 и 3, с профилем распределения масс при наличии задней навески.

Фиг. 15: изображение правой стороны обычного двухгусеничного трактора с передней навеской (уровень техники).

Фиг. 16: изображение правой стороны двухгусеничного трактора в варианте исполнения, показанном на Фиг. 2 и 3, с профилем распределения масс при наличии передней навески.

Осуществление изобретения

Ниже приведено подробное описание примерных вариантов исполнения изобретения, изображенных на прилагаемых фигурах. Примерные варианты исполнения изображены с такой степенью детализации, которая позволяет ясно изложить идею изобретения, и рассчитаны на понимание специалистами в данной области техники. Тем не менее, количество предлагаемых деталей не может считаться ограничением вариантов исполнения; напротив, изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, укладывающиеся в сущность и объем настоящего изобретения, в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Настоящее изобретение относится к устройству для трактора с двумя резиновыми гусеницами и колесным узлом в передней части гусеничного механизма, которое автоматически регулирует нагрузку на колесный узел, например, с целью ограничения или устранения скольжения и, тем самым, износа протектора гусениц.

Как описано выше, изобретение позволяет устранить некоторые из проблем:

1. Ликвидировать или значительно уменьшить тряску и вибрацию;

2. Обеспечить подвеску для заднего привода;

3. Ликвидировать чрезвычайную чувствительность к наклону, в том числе, чувствительность к неровному рельефу местности;

4. Значительно сократить износ грунтозацепов;

5. Обеспечить равномерную нагрузку на центральных колесах, натяжных колесах и ведущих колесах;

6. Уменьшить концентрацию компонентов и их массу в задней части трактора, следствием которой становится чрезмерная длина передней части и использование массивных противовесов на двухгусеничных тракторах;

7. Уменьшить нарушение структуры грунта при развороте;

8. Обеспечить хороший баланс при наличии переднего навесного оборудования;

9. Устранить необходимость в дополнительной системе рулевого управления; и

10. Улучшить характеристики дорожного движения для облегчения движения по дорогам общего пользования.

На фигуре 1 изображена правая сторона обычного двухгусеничного трактора с двумя резиновыми гусеничными лентами 12. Профиль распределения масс по гусеницам, показанный на фигуре, соответствует движению трактора по дороге. Большая масса, приходящаяся на переднюю часть гусеничного механизма и обозначаемая как I, и меньшая масса, приходящаяся на заднюю часть гусеничного механизма и обозначаемая как L_T, в сочетании с типичным шагом грунтозацепов вызывает вибрацию всего трактора, причиняющую вред трактору и создающую неудобства для механизатора, а также вызывающую быстрый износ грунтозацепов при движении по дорогам.

На фигуре 2 изображен двухгусеничный трактор 20 согласно изобретению, оснащенный двумя гусеничными механизмами 22 и передним колесным узлом 26. Гусеничные механизмы 22 и передний колесный узел имеют соответствующие профили распределения масс (то есть, нагрузки (L)) по длине гусениц (L_T; в направлении движения) и по колесам (L_W; как показано на фигуре) при движении по дорогам. Учитывая регулирование колесного узла с целью поддержки максимальной нагрузки, показанное на фигуре 2, можно значительно снизить вибрацию и износ грунтозацепов при движении по дорогам по сравнению с обычными двухгусеничными тракторами, которые не имеют подобного регулируемого переднего колесного узла. Изобретение повышает удобство механизатора и не допускает повреждения трактора вследствие вибрации.

Изобретение описывает механизмы и систему управления, реализующую этот профиль распределения масс или нагрузки. На фигуре 3 изображен вариант исполнения (фиг. 2) во время полевых работ. При этом показан нужный профиль распределения масс по гусеницам (L_T, как показано на фиг. 3) и переднему колесному узлу (L_W, как показано на фиг. 3).

На фигуре 4А изображен описываемый изобретением двухгусеничный трактор, содержащий колесный узел 26, расположенный в передней части пары гусеничных механизмов 22. Каждый гусеничный механизм 22 установлен на оси шарнира (не показанной явно на фигуре 4), расположенный на полпути между его передним и задним колесом. К гусеничному механизму вокруг оси шарнира может быть применен момент с помощью гидравлического цилиндра с плечом пары сил, представляющим собой перпендикулярный отрезок к направлению силы, действующей на ось шарнира. В этом случае направление силы совпадает с осью гидравлического цилиндра.

В отличие от обычного полугусеничного транспортного средства, рулевые маневры осуществляют путем работы двух гусеничных механизмов 22 на различных скоростях. Согласно изобретению, угол поворота двух ведомых колес колесного узла 26 синхронизирован при выполнении рулевых маневров, чтобы предотвратить скольжение шин в поперечном направлении.

На фигуре 4В изображена система управления, описываемая изобретением. Обратите внимание, что элементы, составляющие систему управления, могут быть модифицированы. Например, акселерометр в контуре обратной связи можно заменить сигналом от датчика нагрузки передней оси: это вызывает некоторое снижение точности. В другом примере предусмотрено несколько способов определения частоты вращения выходного вала трансмиссии. Например, частота вращения двигателя X передаточное отношение трансмиссии. Предпочтительно, микропроцессор находится в кабине трактора, и к нему подсоединены жгуты проводов, по которым передают входные и выходные сигналы.

На фигуре 4С изображена схема гидравлической системы. Обратите внимание, что элементы, входящие в состав системы управления, могут быть модифицированы. Например, в качестве ЭГ-РК (электрогидравлический редукционный клапан) можно использовать клапан другого типа, в частности, электрогидравлический клапан сброса давления. Предпочтительно, ГУЦ (гидравлический уравновешивающий цилиндр), оба ЭГ-РК, КА (клапан аккумулятора) и А (аккумулятор) дублируются для каждого гусеничного механизма. Каждая сторона получает от микропроцессора отдельное, но идентичное выходное напряжение, за одним исключением. Во время разворота на месте или поворота с малым радиусом при полевых работах внутренняя гусеница работает в дорожном режиме: снижение нагрузки на переднюю часть внутренней гусеницы.

Сигнал входа в этот режим поступает от рулевого колеса, повернутого на определенный угол. Левое или правое вращение подает сигнал на переход гусеничного механизма в дорожный режим. В результаты уменьшается нарушение структуры грунта и снижается боковое сопротивление гусеницы в повороте.

На фигуре 4С изображен предпочтительный вариант описываемого изобретением устройства и трактора, так как другие компоненты могут быть заменены. Например, в качестве ЭГ-РК можно использовать клапан другого типа, в частности, электрогидравлический клапан сброса давления. Предпочтительно, ГУЦ, оба ЭГ-РК, КА и А дублируются для каждого гусеничного механизма. Каждая сторона получает от микропроцессора отдельное, но идентичное выходное напряжение, за одним исключением. Во время разворота на месте или поворота с малым радиусом при полевых работах внутренняя гусеница работает в дорожном режиме: снижение нагрузки на переднюю часть внутренней гусеницы.

Сигнал входа в этот режим поступает от рулевого колеса, повернутого на определенный угол. Левое или правое вращение подает сигнал на переход гусеничного механизма в дорожный режим. В результаты уменьшается нарушение структуры грунта и снижается боковое сопротивление гусеницы в повороте.

На фигуре 4D изображен компьютер или микропроцессор 13, который входит в состав системы управления, описываемой изобретением. Микропроцессор содержит, по меньшей мере, одно запоминающее устройство 15, предназначенное для хранения компьютерных инструкций и входных/выходных элементов/функций 17. Компьютер или микропроцессор можно установить в любом месте трактора, например, под капотом в моторном отсеке, под приборной доской в кабине, в двери, и т.д. Компьютер принимает и обрабатывает сигналы от датчиков двигателя, от переключателей, например, переключателей стеклоподъемников, рычага переключения передач, датчиков нажатия педали газа. Выходы датчиков используются для различных целей, например, для управления различными электрическими клапанами, сервоприводами и т.п. на основании расчетов, выполненных на входе датчиков в соответствии с программами, записанными в компьютере (хранящимися в запоминающем устройстве).

На фигуре 5 изображен вид двухгусеничного трактора согласно изобретению, иллюстрирующий шарнирное соединение гусеничных механизмов 22 с основной конструкцией 23 трактора. Для каждого гусеничного механизма 22 к основной конструкции 23 трактора прикреплен гидравлический цилиндр 25, другой конец которого соединен с гусеничным механизмом 22. Этот механизм обеспечивает уравновешивающий момент.

Гидравлический цилиндр 25 генерирует момент, направленный по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг шарнирной оси 27 гусеничного механизма. Колесный узел 26 установлен на основной конструкции 23 перед гусеничным механизмом. Заднее тягово-сцепное устройство 21 и 3-точечная навеска 21В соединены с основной конструкцией 23 с помощью тензодатчиков 29, способных измерять любые нагрузки, прилагаемые задним оборудованием к основной раме, в том числе, горизонтальные нагрузки, вертикальные нагрузки и моменты. Тензодатчики и гидроцилиндры входят в состав замкнутой системы с компьютерным управлением (например, системы управления, контролирующей распределение давления на грунт под гусеницами).

Передний колесный узел 26 реагирует на моменты, генерируемые вокруг шарнирной оси гусеничного механизма. Система управления передает нагрузку на передний колесный узел 26 при движении по дороге.

На фигуре 6 изображена основная система 30 рулевого управления для двухгусеничного трактора согласно предлагаемому изобретению. Основную систему 30 рулевого управления обычно называют дифференциальной системой рулевого управления. Она заставляет два гусеничных механизма двигаться с разной скоростью, вызывая изменение направления движения трактора. Обычное зубчатое колесо 31 на крестовине водила дифференциала приводит в действие два выходных вала 33, каждый из которых приводит гусеничный механизм (не показанный на фигуре 6). Планетарная система передач 36 соединена с двумя выходными валами, как показано на фигуре.

Двигатель 38 рулевого управления, вращаясь, передает различную скорость на каждый из двух гусеничных механизмов. Отличающаяся скорость гусеницы пропорциональна частоте вращения двигателя и направлению вращения двигателя.

На фигуре 7 изображен передний колесный узел системы рулевого управления с поворотными кулаками и трапецией, которая не обеспечивает рулевое усилие во время полевых работ. Геометрия 40 рычажного механизма обеспечивает надлежащее отслеживание двух колес 42. Датчик угла поворота (не показанный на фигуре) используется для определения радиуса поворота. Угол колес синхронизируется с разностью скоростей гусениц таким образом, чтобы предотвратить боковой увод передних колес (скорость двигателя дифференциального рулевого управления = (постоянная А) × [tan (угла поворота)] × (скорость трактора)). Обратите внимание на существование различных типов датчиков угла поворота. Согласно изобретению, предпочтительно, датчик угла поворота расположен внутри гидравлического цилиндра 46 рулевого управления (фиг. 8) и предназначен для измерения хода цилиндра, на основании которого можно рассчитать угол поворота рулевого колеса. Другие признаки изобретения или способы включают, но не ограничиваются использованием датчиков, установленных на каждом колесе, вертикальной оси или рулевой сошке.

В задачи колесного узла 26 входит поддержание нагрузки при движении по дорогам, что значительно разгружает переднюю часть каждого гусеничного механизма. Другой задачей колесного узла является стабилизация переднего наклона трактора. Передний колесный узел всегда находится в контакте с грунтом. Это предотвращает резкое опускание передней части трактора. Современные двухгусеничные тракторы могут "пикировать" при переваливании через гребни рельефа, например, террасы.

Фигура 8 иллюстрирует геометрию рычажного механизма (частично показанную на фигуре), предотвращающую боковой увод переднего колеса, когда дифференциальная система управления выполняет разворот на месте, известный на уровне техники. Возможность разворота на месте является преимуществом перед обычными тракторами на колесном ходу. Показан правый разворот на месте, при котором правый гусеничный механизм имеет нулевую скорость, а левый гусеничный механизм движется вперед или назад.

Ось вращения каждого колеса 42 пересекает центр остановленного гусеничного механизма 26 (см. центральный шарнир 44 и датчик угла поворота рулевого колеса внутри рулевого цилиндра 46). Колесный узел 26 соединен с системой подвески (не показанной на фигуре), которая может быть пассивной, активной или комбинированной (сочетание пассивной и активной подвески). Обратите внимание, что колесо на внутренней стороне радиуса поворота поворачивает под большим углом, чем колесо на внешней стороне. Если провести воображаемую линию от центра каждого колеса, точка их пересечения в вершине треугольника будет центром остановленной внутренней гусеницы, что позволит предотвратить проскальзывание колес. Ось вращения колеса совпадает с осью шпинделя, которая представляет собой воображаемую линию, продолжающуюся в бесконечность в обоих направлениях. Точка пересечения обеих осей служит центром радиуса поворота системы рулевого управления с поворотными кулаками и трапецией. Ось вращения двух гусеничных механизмов совпадает с осью шарнирного вала. Разница скоростей гусениц определяет положение радиуса разворота; точка, расположенная на оси шарнирного вала. Синхронизация происходит, когда две оси колес системы рулевого управления с поворотными кулаками и трапецией пересекаются в указанной точке (см. формулу 1).

На фигуре 9 показано, как генерируются входные данные для системы управления в отношении нагрузки 01 на колесный узел. Предпочтительным способом контроля нагрузки на колесный узел 26 служат валы тензодатчиков, например, датчика 48 нагрузки на переднюю ось (см. подвеску 50 пневматических шин).

Предпочтительно, колесный узел 26 содержит тормозную систему, рассчитанную на предусмотренную нагрузку.

На фигуре 10 изображена подвеска 52 между центральной рамой 54 и гусеничными механизмами 26, входящими в состав основной конструкции. В состав упругих элементов, как показано на фигуре, входят резиновые прокладки 56, но упругие элементы не ограничиваются этими прокладками. Упругие элементы могут содержать любые пружинные элементы, известные специалисту в данной области. Изображена подвеска с толкающей штангой, шарнирные соединения 58 которой соединяют элементы подвески 52 с центральной рамой.

Второй составляющей подвески служит избирательное использование аккумулятора в гидравлическом контуре (фиг. 4С), которое обеспечивает уравновешивающий момент на шарнире 60 гусеничного механизма. Выпускаются различные типы аккумуляторов. В простом варианте аккумулятор представляет собой камеру, частично заполненную сжимаемым газов, обычно азотом. Когда масло поступает в аккумулятор или вытекает из него, оно сжимает и разжимает азот, действуя аналогично компактной пружине. Аккумулятор может быть установлен практически в любом месте и соединен с гидравлической системой, как показано на фигуре 4С (пункт А). Простой клапан (КА) позволяет подсоединять его к гидравлической системе или заблокировать при необходимости. Аккумулятор может быть расположен внутри поворотного цилиндра 82 (фиг. 11). Третьей составляющей подвески служит использование пневматических шин в колесном узле. Четвертой составляющей подвески может быть внутренняя подвеска в каждом гусеничном механизме. Пятая составляющая может представлять собой подвеску между колесным узлом и центральной рамой 54. По центру передней части шарнирных валов гусеничных механизмов расположен рычажный механизм (74, 84; фиг. 11), предназначенный для развития боковых усилий без нарушения вертикального перемещения. Показанные на фигуре приводные валы 62, выходящие в гусеничные механизмы, имеют пару карданных шарниров 64, допускающих колебания гусеничных механизмов и служащих подвеской.

Картер 66 дифференциального рулевого управления, как показано на фигуре, расположен в центре трактора и непосредственно за шарнирами 58 гусеничных механизмов 26. Дифференциальная система рулевого управления приводится, как показано на фигуре, с задней стороны при разомкнутом приводном вале, что частично показано на фигуре. Следует понимать, что картер коробки передачи и картер 68 дифференциального рулевого управления не обязательно должны быть отдельными компонентами.

На фигуре 11 показана конечная передача 70, расположенная в центре задней оси 74 гусеничного механизма. Предпочтительно, конечная передача 70 имеет высокий коэффициент понижения для того, чтобы сохранить малые размеры и вес силовых ком