Электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(72) Авторы Пуховой Александр Алексеевич Коробкин Владимир Андреевич Папка Валерий Константинович Андрияненко Юрий Анатольевич Грицкевич Евгений Олегович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Минский тракторный завод(57) 1. Электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора, содержащая тепловой двигатель, связанный с тяговым генератором, и, по крайней мере, два тяговых электродвигателя, кинематически связанных с гусеницами противоположных бортов, систему управления электрооборудованием, отличающаяся тем, что тяговый генератор и тяговые электродвигатели выполнены синхронными, переменного тока, в системе управления электрооборудованием дополнительно установлены преобразователь и микропроцессорный контроллер верхнего уровня, а тяговые электродвигатели размещены параллельно в одном корпусе. 2. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что в ней дополнительно установлено устройство отбора мощности, кинематически связанное с выходным валом тягового генератора и выходным валом отбора мощности. 59072010.02.28 3. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что в ней дополнительно установлен гаситель крутильных колебаний, размещенный между выходным валом теплового двигателя и входным валом тягового генератора. 4. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что тяговые электродвигатели связаны с гусеницами противоположных бортов через карданные передачи,понижающие редукторы, встроенные в задний мост, понижающие редукторы конечных передач и звездочки.(56) 1. Дизель-электрический трактор ДЭТ-250. Устройство и эксплуатация. - М. Машиностроение, 1965. 2. А.с. СССР 1611763 А 1, МПК В 60 17/12,60 11/00 // Бюллетень 45. 07.12.1990. Полезная модель относится к трансмиссии транспортных средств, преимущественно к гусеничным тракторам с электрическим тяговым приводом и индивидуальным приводом каждой гусеницы от собственного электродвигателя. Известна электромеханическая трансмиссия дизель-электрического трактора ДЭТ-250,которая состоит из муфты сцепления привода силового генератора с возбудителем, тягового электродвигателя, заднего моста, бортовых передач, через которые передается крутящий момент на ведущие звездочки гусеничного движителя и раздаточного редуктора,через который осуществляется передача крутящего момента на ВОМ и гидронасос гидросистемы трактора. Электромашины тягового электропривода электромеханической трансмиссии - постоянного тока 1. Недостатками известной электромеханической трансмиссии являются большая масса,низкий КПД, механическая система управления поворотом через планетарные механизмы поворота, размещенные в заднем мосте и не позволяющие обеспечить бесступенчатый поворот. Наиболее близкой по конструкции является электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора с индивидуальным приводом гусениц, содержащая тепловой двигатель,связанный с тяговым генератором, и, по крайней мере, два тяговых электродвигателя, кинематически связанных с гусеницами противоположных бортов. Электрическая схема состоит из коммутационных тиристоров, гасящих тиристоров, контакторов и резистора 2. Недостатками известной конструкции являются использование в данной схеме тягового генератора и тяговых электродвигателей постоянного тока, устаревшая система управления электрооборудованием, отсутствие гасителя крутильных колебаний (муфты сцепления) между тепловым двигателем и тяговым генератором, что влечет за собой увеличение габаритов и массы электрических машин и низкий коэффициент полезного действия, а также отсутствие устройства отбора мощности. Задачей, решаемой полезной моделью, является упрощение конструкции, снижение массогабаритных показателей, повышение надежности работы и коэффициента полезного действия. Техническим результатом от решения поставленной задачи будет создание электромеханической трансмиссии гусеничного трактора с тяговым электроприводом переменного тока, обеспечивающей передачу крутящего момента, изменение величины крутящего момента и частоты вращения тяговых электродвигателей без остановки трактора и разрыва потока мощности, с обеспечением оптимального режима работы теплового двигателя и тягового электропривода путем регулирования режимов микропроцессорным контроллером верхнего уровня, упрощение конструкции и снижение массы. Решение поставленной задачи обеспечивается в электромеханической трансмиссии гусеничного трактора, которая содержит тепловой двигатель, связанный с тяговым гене 2 59072010.02.28 ратором, и, по крайней мере, два тяговых электродвигателя, кинематически связанных с гусеницами противоположных бортов, систему управления электрооборудованием. Причем тяговый генератор и тяговые электродвигатели выполнены синхронными, переменного тока. В системе управления электрооборудованием дополнительно установлены преобразователь и микропроцессорный контроллер верхнего уровня. Тяговые электродвигатели размещены параллельно в одном корпусе. Дополнительно установлены устройство отбора мощности, кинематически связанное с выходным валом тягового генератора и выходным валом отбора мощности, и гаситель крутильных колебаний, размещенный между выходным валом теплового двигателя и входным валом тягового генератора. Тяговые электродвигатели связаны с гусеницами противоположных бортов через карданные передачи, понижающие редукторы, встроенные в задний мост, понижающие редукторы конечных передач и звездочки. Новым является то, что тяговый генератор и тяговые электродвигатели выполнены синхронными, переменного тока. В системе управления электрооборудованием дополнительно установлены преобразователь и микропроцессорный контроллер верхнего уровня. Тяговые электродвигатели размещены параллельно в одном корпусе. Дополнительно установлены устройство отбора мощности, кинематически связанное с выходным валом тягового генератора и выходным валом вала отбора мощности, и гаситель крутильных колебаний, размещенный между выходным валом теплового двигателя и входным валом тягового генератора. Тяговые электродвигатели связаны с гусеницами противоположных бортов через карданные передачи, понижающие редукторы, встроенные в задний мост,понижающие редукторы конечных передач и звездочки. Использование синхронных электромашин переменного тока обеспечивает стабильную работу электромеханической трансмиссии на заданных режимах, высокий КПД, бесступенчатый поворот в движении, режим поворота на месте/2 и быстрый реверс регулированием режимов микропроцессорным контроллером верхнего уровня в системе управления. Упрощается управление трактором, повышается управляемость. Снижается экономическая составляющая (оптимизируется расход топлива) эксплуатационных расходов. Размещение тяговых электродвигателей параллельно в одном корпусе перед задним мостом позволяет упростить размещение элементов тягового электропривода на раме трактора и снизить массу. Преобразователь и микропроцессорный контроллер верхнего уровня позволяют оптимизировать работу системы управления электрооборудованием. Использование устройства отбора мощности позволяет расширить функциональные возможности, а использование гасителя колебаний предохраняет тяговый генератор от перегрузок. На фигуре изображена принципиальная схема электромеханической трансмиссии. Электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора включает в себя тепловой двигатель 1 (двигатель внутреннего сгорания), гаситель крутильных колебаний 2, тяговый генератор 3, устройство отбора мощности 4, тяговые электродвигатели 5, карданную передачу 6, задний мост 7 со встроенными тормозами и валом отбора мощности 8, конечные передачи 9, ведущие звездочки 10, систему управления электрооборудованием 11, тормозной резистор 12. Выходной вал теплового двигателя 1 через гаситель крутильных колебаний 2 кинематически связан с входным валом тягового генератора 3. Тяговый генератор 3 выполнен синхронным, переменного тока. Выходной вал тягового генератора 3 кинематически связан через устройство отбора мощности 4 с выходным валом отбора мощности 8. Тяговый генератор 3 связан с системой управления электрооборудованием 11, включающей преобразователь и микропроцессорный контроллер верхнего уровня (не показаны). Система управления электрооборудованием 11 связана с тяговыми электродвигателями 5, которые выполнены синхронными, переменного тока и размещены параллельно в одном корпусе. 3 59072010.02.28 Выходные валы тяговых электродвигателей 5 через карданные передачи 6 и понижающие редукторы, встроенные в задний мост 7, кинематически связаны с понижающими конечными передачами 9 и звездочками 10. Тормозной резистор 12 связан с системой управления электрооборудованием 11. Работает электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора следующим образом. Синхронный тяговый генератор 3 приводится через гаситель крутильных колебаний 2 от теплового двигателя 1 и вырабатывает трехфазный переменный электрический ток, который подается в систему управления электрооборудованием 11, где попадает на преобразователь, служащий для изменения характеристик электрической энергии, поступающей от генератора 3. В примененной схеме управления электродвигателями изменяется частота питающего напряжения при постоянной его величине. В преобразователе переменный ток попадает на выпрямитель, далее постоянный ток подается на два полупроводниковых инвертора с микропроцессорной системой управления. Инверторы преобразуют постоянный ток в переменный с регулируемой частотой. Инверторы управляются микропроцессором, который получает информацию от электродвигателей и управляющие сигналы от органов управления, в данном случае от джойстика, задавая таким образом режимы работы тяговых электродвигателей. При прямолинейном движении оба тяговых электродвигателя 5 вращаются в одном направлении с одинаковой частотой вращения. В режиме поворота один из двигателей начинает вращаться быстрее другого, чем обеспечивается поворот с заданным радиусом, при развороте вокруг оси трактора электродвигатели вращаются с одинаковыми оборотами, но в противоположных направлениях. При реверсе направление вращения двигателей изменяется на противоположное. В режиме электродинамического торможения электродвигатели работают в режиме генератора, получая привод от ведущих звездочек 10 через конечные передачи 9, задний мост 7 и карданные передачи 6. Вырабатываемый ими переменный ток преобразуется в системе управления электрооборудованием 11 в постоянный и рассеивается на тормозном резисторе 12 в виде тепла. Отбор мощности происходит с вращающегося выходного вала тягового генератора через устройство отбора мощности 4, кинематически связанное с выходным валом отбора мощности 8. Таким образом, предложенная схема позволяет улучшить конструкцию электромеханической трансмиссии гусеничного трактора, повысить КПД и обеспечивает стабильную работу на заданных режимах. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4