Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: информацию об изменении нагрузки получают от гидромеханического делителя потока энергии и используют давление жидкости в качестве контролируемого параметра и параметра силового управления одновременно при подъеме, корректировании вертикальных нагрузок, силовом управлении орудием. Поток энергии запирают исполнительными элементами механизма подъема и гидрораспределителями механизмов поворота и стабилизации опорных реакций. Скорость плавно повышают делителем потока энергии до согласования сил движущих и сопротивления в цепи привода движителей и рабочих органов. Потоки энергии привода движетелей и опускания орудия соединяют. Часть энергии обслуживания элементов агрегата возвращают и прибавляют к основному потоку. Холостой слив жидкости при корректировании вертикальных нагрузок, силовом и позиционном регулировании орудия снижают до нуля. Энергию возвращают к объемной муфте. Устройство управления и оценки агрегата содержит датчик нагрузки в виде гидромеханического делителя потока энергии. Напорная линия связана с системой управления орудием и указателем. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2021654
Класс(ы) патента: A01B69/04
Номер заявки: 4879854/15
Дата подачи заявки: 05.10.1990
Дата публикации: 30.10.1994
Заявитель(и): Гаджимурадов Исин Мевлютович
Автор(ы): Гаджимурадов Исин Мевлютович
Патентообладатель(и): Гаджимурадов Исин Мевлютович
Описание изобретения: Изобретение относится к способам управления и оценки сельскохозяйственного агрегата при реальной работе и может быть использовано для исследования, испытания, оценки и управления мобильными машинами по энергосберегающему принципу.
Известны способ и устройство управления и оценки параметров сельскохозяйственного агрегата, включающие измерение величины нагрузки и скоростей движения, оценку эффективности энергопотоков регулировку скоростей движения, глубины почвообработки и догрузку ведущих колес [1, 2]. Устройство содержит гидросистему с приводами и исполнительными элементами рабочих органов и движителей, датчик нагрузки, связанный с механизмами управления, навески орудий и указателя нагрузки.
Недостаток известных способа и устройства - недостаточная эффективность управления и оценки параметров при почвообработке и выполнении транспортных работ.
Цель изобретения - повышение эффективности управления и оценки параметров.
Поставленная цель достигается тем, что формируют с помощью делителя энергопотока информацию об изменении нагрузки. При этом давление рабочей жидкости используют в качестве параметра оценки и силового управления, часть затраченной энергии возвращают, и ведущую ось догружают от отрыва ведомой оси от опорной поверхности. Энергопоток запирают исполнительными элементами механизмов подъема орудий, поворота и стабилизации опорных реакций. Соединяют энергопотоки привода движителей и опускания орудий, возвращают часть энергопотока и суммируют его с основным энергопотоком, холостой слив рабочей жидкости при коррекции вертикальных нагрузок снижают до нуля. На транспортных процессах ведущие колеса догружают до отрыва оси прицепа и передней оси от опорной поверхности. Глубину почвообработки изменяют пропорционально давлению в напорной линии делителя энергопотока. Механический энергопоток притормаживают при повороте нулевым радиусом.
Датчик нагрузки выполнен в виде гидромеханического делителя энергопотока. Напорная гидролиния связана с системой управления орудием и указателем нагрузки. Разность механических потоков входа и выхода получают в виде гидравлического потока. Механический поток регулируют гидравлическим. При повороте нулевым радиусом отрывают передний мост от опорной поверхности. Всю мощность передают через гидравлическую линию и механический поток снижают до нуля. При установившейся нагрузке и прямолинейном движении гидравлическую линию запирают. Сигналы об изменении давления в напорной линии гидромеханического делителя и скорости перемножают и выводят на указатель нагрузки и используют для энергооценки, если произведение превышает значение максимальной мощности по настройке, повышают передаточное число трансмиссии до достижения номинального значения, синхронно показаниям указателя снижают передаточное число. За пределами такого регулирования пропорционально давлению изменяют глубину почвообработки, увеличивают подъемную силу. При подъеме тяжелого орудия и повороте нулевым радиусом механический поток притормаживают, при опускании орудия энергию возвращают к приводу.
Устройство управления и оценки агрегата содержит датчик нагрузки в виде гидромеханического делителя потока энергии. Напорная линия объемной муфты связана с системой управления орудием и указателем нагрузки.
На фиг. 1 изображена схема устройства оценки, управления и реализации способа; на фиг.2 - схема гидромеханического делителя потока энергии - муфты планетарного типа; на фиг.3 - то же, разрез; на фиг.4 - схема соединения потребителей гидравлической энергии при установке насоса-мотора-тормоза за коробкой передач; на фиг.5 - схема выбора источника энергии для обслуживания потребителей гидроэнергии при одинаковом давления Р1 = Р2; на фиг.6 - то же, при Р1 > Р2; на фиг.7 - схема питания от насоса при Р1 < Р2; на фиг.8 - схема получения (отбора) и возврата энергии гидроцилиндром управления орудием для пояснения принципа исключения холостого слива жидкости и использования эффекта грузового аккумулятора в гидроподъемника (пояснение без органов управления); на фиг.9 - пример согласования сил тяги и тяжести при работе с прицепом в широких пределах изменения нагрузки, а также при отрыве колес передней оси от почвы для увеличения сил тяги независимо от металлоемкости трактора и поворота нулевым радиусом, управляемым межбортовым дифференциалом-гидромашиной (переходы сил показаны стрелками); на фиг. 10 - схема разгрузки двух осей прицепа одновременно; на фиг.11 - пример реализации способа с одновременным повышением плавности хода и эластичности привода ведущих колес их же подвеской-утилизатором энергии колебания рамы; на фиг. 12 - выполнение подвески агрегата для работы на склонах.
Способ управления и оценки агрегата реализуют путем питания систем обслуживания, замыкания муфт переключения скоростей, корректирования вертикальных нагрузок, подъема орудия, силового и позиционного регулирования и выполнения силовых действий без постоянного отбора мощности, холостой перекачки и дросселирования жидкости, а также согласованием работы делителя потока энергии и исполнительных элементов без слива жидкости с возвратом части энергии, выполнением единого для всех систем усилителя, совмещенного с муфтой сцепления, насосом, мотором-утилизатором энергии, гидромеханическим делителем потока мощности, дифференциала, тормоза и гидростартера. Работа без холостого слива и дросселирования жидкости снижает тепловыделение и необходимость в радиаторах. Два выхода гидромеханического делителя потока энергии обладают свойствами синхронного изменения и благоприятного согласования параметров и процессов без дорогостоящих средств преобразования информации и управления. Корректируют силы тяги и тяжести с учетом реакций почвы. Снижают зависимость сил тяги от сил тяжести и буксования и коэффициента сцепления, запирая потоки жидкости и энергии, допуская малый расход жидкости и мощности в виде сигнала и энергии устранения этого сигнала. Информацию об изменении давления в полости делителя потока энергии используют для силового обслуживания при минимальном или нулевом расходе энергии с возвратом части ее, без дорогостоящих приборов и управления.
В части исследования машины и местности способ включает: использование информации о взаимодействии машины и местности для управления и оценки; получение и использование информации о взаимодействии движителя и почвы для согласования взаимодействий элементов, ослабления и устранения ограничений по ширине захвата орудий и глубине почвообработки, силам тяги и тяжести, управляемости, поворотливости, устойчивости, напряжениям почвы и буксованию; интеграцию исследований, работы, анализа, управления и обучения; выявление закономерных принципов коррекции работы и замыкания ряда цепей управления на основе минимизации случайной информации и энергозатрат, взаимокоррекции сил тяги и тяжести, стабилизации нагрузки, использования сил и реакций почвы для полезной работы и исключения зависимости от сил тяжести, буксования и коэффициента сцепления с почвой. Слежение за машиной и местностью является прерогативой человека. Реализация приемов без участия человека является функцией устройства. Приоритетность действий элементов агрегата определяется при реальной работе. Гидропривод усилителей руля, механизмов поворота гусеничных машин и стабилизаторов опорных реакций при работе на склоне обеспечивают от гидромеханического делителя. Эффективность работы корректоров вертикальных нагрузок, силовых и позиционных регуляторов повышают путем возврата жидкости в напорную линию исполнительным гидроцилиндром при работе в режиме грузового аккумулятора, упругого демпфера, стабилизатора нагрузки, средства согласования сил тяги и тяжести без дросселирования жидкости. Механический привод большой мощности компактно расположенных элементов повышает экономичность усилителей путем совмещения процессов муфты, насоса, мотора, тормоза, утилизатора энергии давления, интегратора (сумматора) потоков и датчика нагрузки для энергетической оценки агрегата, технологии и местности, а также для управления режимами работы, обслуживания агрегата и адаптации машины к условиям местности.
Взаимодействие агрегата и местности вызывает появление управляющего сигнала и в период устранения ошибки. Поэтому информацию реализуют до устранения ошибок без автономных энергопотребителей и преобразователей с учетом текущих изменений регулируемого параметра и состояния почвы при реальной работе.
Вначале сигналы об изменении свойств почвы получают и используют без изменения высоты: машину приспособливают к условиям эксплуатации путем изменения мощности регулятором подачи топлива. Когда пределы такого управления исчерпаны, давление жидкости возрастает до уравновешивания сил давления и тяжести, приведенных к поршню гидроподъемника орудия, рабочие органы переводят в состояние коррекции вертикальных нагрузок с частичным возвратом ее в напорную линию. Увеличение давления ведет к изменению высоты и сопротивления орудия. Изменение передаточного числа расширяет диапазон регулирования. Независимый от переднего моста механизм управления допускает полную разгрузку и отрыв колес передней оси от земли, догрузку ведущих коелс и увеличение движущей силы и управляемости, облегчает поворот радиусом, равным нулю. Разностью скоростей ведущих колес на основе исключения боковых реакций почвы на направляющие колеса обеспечивают полную независимость формы поворота и траектории от положения колес передней оси, автономность работы ведущей оси.
Такое адаптивное управление возможно в широкой области изменения сил тяги, при высоком КПД без потерь устойчивости и максимальном догружении ведущих колес за счет разгрузки осей прицепа.
Устройство для реализации способа управления и оценки агрегата содержит рычаг 1, связанный со стержнем 2, направляющей 3 и движком 4, составляющими вместе с шарниром 5, стрелкой 6 и шкалой 7 множительный механизм - указатель нагрузки с учетом разности давлений жидкости и пружины 8 гидроцилиндра 9 гидролиний 10 управления и информации. Управление посредством тяги 11 рычагом 12 коробкой скоростей 13 механического привода колес (гусениц) 14 с тормозом 15 и гидромашиной 16 - исплнительным элементом рулевого управления 17 непосредственно дифференциалом и тягой 18 тормозом возможно с участием и без участия колес передней оси. Гидроаккумулятор 19, управляемый гидрораспределителем 20, допускают утилизацию энергии торможения и опускания орудия 21 с рабочими органами 22, составляющими с гидроцилиндром 23 грузовой аккумулятор, связанный с гидролиниями 24, гидрораспределителем 25, краном-переключателем 26 напорной и сливной линий 27 с баком 28 всех потребителей гидроэнергии, включая гидрораспределитель и гидромотор 29 привода дополнительной оси или рабочих органов. Вал 30 связан с корпусом гидромеханического делителя 31 энергии двигателя 32 в виде муфты-насоса-мотора, напорная линия которой 33 содержит гидрораспределитель 34 управления режимами. Указатель 35 поворота направляющих колес - даст информацию для формирования траектории и оценки устойчивости. Гидромеханический делитель 31 потока энергии содержит в корпусе 36 коронную шестерню 37, связанную с сателлитами 38 на осях 39 между гнездами 40 и вкладышами 41 вокруг солнечной шестерни 42 с возможностью образования скоростной гидромашины в гидролиниях 43, 44, 45, 46 напора и слива в зависимости о режима работы (насоса, мотора, муфты, делителя энергии и т.п.), связанной переходами 47 в виде уплотнения с линиями 33, 27 вне гидромашины.
Уплотнение обеспечено гидроподжимом втулок 48 к торцам шестерен давлением жидкости на порши 49 в полостях 50 напорной линии. Для механического привода движителей мощность можно передать через валы переднего 51 или заднего 52 хода, в зависимости от положения шлицевой муфты 53 и вилки 54 на раме 55, и фланце 56. При заднем ходе оси сателлитов могут передать вращение от коронной шестерни к колесам.
Вариант исполнения с насосами зависимого и независимого от коробки скоростей привода содержит переключатель 57 питания насоса, линии входа 58 от независимого насоса, выхода 59 и входов 60 от зависимого привода насоса, переключатели 61, гидрораспределитель 62 управления насосом 63, гидромотор управления дифференциалом главной передачи и араматуру 65 (бак, трубки и т. д.). Переключатели 61 имеют в корпусе плавающий золотник 66, реагирующий на разность давлений Р1 и Р2 между входами 58 и 60 и рычагом 67 могут соединить с выходом один из входов в зависимости от разности давлений с возможностью управления орудием или прицепом, создания силы подъема в тяге 68 связи с осью прицепа 69 и сжатия дышла при догрузке ведущих колес и разгрузке колес прицепа (показано стрелками).
Подъемная сила гидроцилиндра 23 может тягами 21, 68 разгружать обе оси прицепа 69 или орудия, соединенного стойкой 70 и дышлом 71 с серьгой тяг 72 и передний мост трактора и догружать подвеску 73, управляемую гидрораспределителем 74, и подвеску 75 второго борта, обеспечить плавность хода гидроаккумулятором 19 и перемещать колеса ведущей оси в противоположных направлениях до выравнивания рамы на поперечном склоне. Возможны и другие средства и приемы реализации способа.
Рычаг 1, стержень 2, направляющая 3, движок 4, шарнир 5, стрелка 6, шкала 7, пружина 8 в гидроцилиндре 9 в гидролинии 10 составляют указатель нагрузки двигателя и датчик информации для управления тягой 11 и рычагом 12 коробки скоростей 13.
Механическим приводом колес 14 можно управлять тормозом 15 и гидромашиной 16 - исполнительным элементом рулевого управления. Гидроаккумулятор 19 можно гидрораспределителем 20 соединить с напорной и сливной линиями магистрали обслуживания механизма навески 21 орудий 22 в зависимости от заданного гидрораспределителем 25 режима. Кран 26 может соединить с баком 27 напорную или сливную линии или отключить бак и запереть гидролинии, что создает условия для применения рабочей жидкости на водной основе.
Указатель 35 угла поворота направляющих колес может дать информацию об изменении угла или фиксировать ее с учетом времени и других аргументов. В простейшем случае в качестве указателя можно применить угломер.
Для оценки потоков энергии и баланса мощности в качестве контрольного параметра можно использовать разность давлений жидкости в напорной и сливной линиях. Разность давлений можно создать двигателем 32 и поддержать гидроаккумулятором 19 и гидроцилиндром-грузовым аккумулятором 23, если орудие не опущено на почву полностью. Поэтому движение и опускание орудия можно ускорить гидроаккумулятором. В этом случае к мощности двигателя прибавляют энергию из аккумулятора. При остановке двигателя давление гидроаккумулятора можно использовать для ограниченного движения, поворота и пуска двигателя. Гидромеханический делитель в период пуска можно использовать в качестве гидростартера, для чего гидрораспределителями 20, 34 можно подать давление на вход и разрядить гидроаккумулятор 19.
Поворотом рулевого колеса можно тормозить механический привод колес - переключить поток энергии к гидролинии для подъема орудия, получения гидромашиной дифференциала разности скоростей ведущих колес и поворота без контакта направляющих колес с почвой и ограничения радиуса, т.е. допускает нулевой радиус поворота.
Устройство реализует способ следующим образом.
При повышении нагрузки на механическую передачу корпус гидромеханического делителя замедляет вращение, увеличивает подачу и давление - догрузку колес силой тяжести. В гидролиниях возникает избыточное давление. Перемещение рычага 1 стержнем 2 передается направляющей 3, движку 4, и с учетом перемещения шарнира 5 стрелка 6 на шкале 7 указывает значение нагрузки в виде произведения скорости и давления в масштабе передаточного числа силовой цепи. При увеличении скорости или давления вместе движок 4 и стрелка перемещаются вправо, в сторону повышения нагрузки, а при снижении скорости и давления - влево, в сторону снижения нагрузки. По этой информации водитель, регулируя рычагом 12 передаточное число коробки скоростей 13, восстанавливает нагрузку и оптимизирует ее. Соединением тяги 11 с рычагом 12 коробки скоростей водитель исключает себя из этой цепи управления, так как гидроцилиндр 9 тягой 11 поворачивает рычаг 12 в сторону устранения ошибки и восстановления нагрузки. Повышение нагрузки приводит к повороту рычага 12 влево, а понижение - вправо, в каждом случае для управления используются сигналы об изменении скорости, давления жидкости и нагрузки одновременно. За пределами такого управления повышенное давление в полости подъема орудия 22 снижает глубину почвообработки до восстановления давления и мощности. В течение всего времени работы давление жидкости на поршень гидроцилиндра 23 снизу создает подъемную силу и сила тяжести орудия с реакцией почвы добавляет вертикальную силу на ведущие колеса. После подъема орудия подача жидкости в гидроцилиндр 23 от делителя 31 прекращается. Отсутствие отбора мощности повышает скорость механического привода. Кратковременное замедление движения в перид подъема орудия совпадает с разгрузкой от выключения рабочих органов, что стабилизирует нагрузку и повышает надежность автоматического регулирования скорости в переходном режиме без воздействия на коробку скоростей. При опускании орудия и включении рабочих органов можно частично вернуть энергию. В период поворота отбор мощности от гидромеханического делителя увеличивается, а поступательная скорость снижается до нуля. Это дает согласование поступательной скорости с поворотом обеспечивает стабилизацию нагрузки двигателя при повороте и при движении без орудий. Заряженный гидроаккумулятор 19 и поднятое орудие подают на вход гидромеханического делителя. Такой пуск без электрических аккумуляторов и стартера также снижает металлоемкость и потери энергии.
Реверсивное движение получают остановкой вала переднего хода. Соединением вала 51 муфтой 53 и вилкой 54 с рамой 55 оси сателлитов останавливаются, и коронная шестерня 37 через фланец 56 передает энергию к колесам. Отбор мощности от валов переднего или заднего хода осуществляется зубчатой муфтой включения реверса.
При различных подачах и расходах гидромашин, установленных до и после коробки скоростей, с учетом возможности изменения передаточного числа трансмиссии, направления жидкости, расхода и подачи можно многократно расширить пределы изменения скорости, включая диапазон очень малых скоростей движения. Это обеспечивает выполнение функций ходоуменьшителя. Регулируемый насос-мотор-тормоз-утилизатор энергии после коробки обеспечивает плавность изменения скорости и исключает подачу и расход жидкости в режиме постоянной нагрузки двигателя и передаточного числа трансмиссии. На фиг.5 - 7 показаны положения перекидного золотника, которые соответствуют одинаковым и различным давлениям потоков жидкости от первого (до коробки) и второго насосов зависимого и независимого приводов для питания потребителей гидроэнергии. Реализация способа двумя насосами в таком примере выполнения допускает утилизацию энергии толкающей силы насосом-тормозом и отключение двигателя. Питание потребителей от зависимого привода обеспечивает работу гидроподъемника и механизма поворота в тяговом и тормозном режимах движения, а от независимого привода обеспечивает управление по нагрузке и при нулевом радиусе поворота без поступательного движения. Возможность переключения расширяет функциональные возможности. Соединение потребителей гидроэнергии через переключатели-клапаны типа ИЛИ (фиг. 4 - 7) повышает надежность управления на склонах, где необходимо исключить неоднозначное внешнее влияние и обеспечить однозначность работы механизма управления. Поэтому при нулевом радиусе поворота в режиме свободного качения управляемость обеспечивается через переключатели от зависимого и независимого приводов в тяговом и тормозном (с утилизацией энергии) режимах. При этом насосы совмещают функции тормоза, мотора, источника питания, корректора нагрузок, силового и позиционного регуляторов, муфт, датчика нагрузки, регулятора скорости, ходоуменьшителя и утилизатора энергии. Примеры привода возможны от планетарного механизма с исключением вращения и уплотнения корпуса объемной муфты.
При изменении передаточного числа коробки скоростей чувствительность к силе тяги изменяется. Это допускает регулирование глубины почвообработки и скорости движения - стабилизацию нагрузки снижения числа управляющих воздействий, получение эффекта силового регулирования и переход к принципу расширения диапазона и регулирования нагрузки за пределами изменения мощности. В таком случае чувствительность механизма управления коробки скоростей выше, чем механизма управления орудием, т.е. при перегрузке в первую очередь увеличивается передаточное число коробки скоростей до устранения перегрузки, а при разгрузке уменьшается передаточное число до восстановления нагрузки, а во вторую очередь, за пределами такого управления, регулируется сопротивление орудия. Такой пример изменения принципа эксплуатационной нагрузки увеличивает диапазон изменения нагрузки без изменения глубины почвообработки и обеспечивает позиционное и силовое регулирование с эффектом позиционного при высоком КПД в широкой области изменения сил тяги.
В другом примере исполнения устройства (фиг.4) переключатели 57 могут подать жидкость из гидроаккумулятора 19 в насос-муфту для пуска при работе в режиме гидростартера и при утилизации энергии в режиме мотора. Использованием давления насоса 31 на входе 58, выходе 59 и входе 60 переключателей 61 или через гидрораспределитель 62 насоса 63 для питания гидромотора 64 механизма поворота обеспечивается согласование скорости и разности скоростей бортов при синхронном (зависимом) приводе от насоса 63 и нулевой радиус поворота путем остановки и удержания агрегата, насосом 63 при его работе в режиме тормоза. При одинаковом давлении насосов 31, 63 их подачи суммируются (фиг.5). В других случаях в корпусе золотник 66 переключателя 67 отключает насос 63 (фиг. 6) или насос 31 (фиг.7). В каждом случае потребители гидроэнергии могут поддержать связь сил давления жидкости и тяжести орудия 69 (фиг.8).
При работе с прицепами сила давления жидкости в гидроцилиндре 21 создает тягой 68 (фиг.9) и дышлом 71 со стойкой и серьгой и тягами 72 подъемную силу и догружает ведущие колеса, как это показано стрелками.
Вариант выполнения устройства (фиг.10) допускает догрузку ведущих колес тягой 68, стойкой 70 дышлом 71 и тягой 72 под давлением жидкости разгрузки осей прицепа. Подъемная сила тягой 68 и стойкой 70 прилагается к раме прицепа, и дышло 71 работает на сжатие. В каждом варианте подъемная сила разгружает ведомые оси пропорционально давлению жидкости и догружает ведущую ось. Подъем передней оси после отрыва от земли ограничивается зазором в соединении дышла 71 и тяг 72. Возможно ограничение подъема оси и другими ограничителями и фиксация оси в поднятом положении. Подъемная сила гидроцилиндра и тяги 68 регулирует догрузку как по силе их тяги и расширяет тяговый класс трактора. Время работы насоса гидроподъемника орудий многократно превышает время подъема. Поэтому насос работает в режиме муфты, а при корректировании вертикальных нагрузок непрерывная работа под нагрузкой обеспечивается без дросселирования при ничтожно малом отборе мощности и с возвратом ее в части. В полостях гидроцилиндра постоянное давление поддерживается при неизменном положении поршня и нагрузки без затрат энергии. Положение поршня и орудия поддерживается непрерывной подъемной силой от давления жидкости, т. е. совершая без затрат энергии неограниченное время статическую работу которую можно оценить импульсом давления, а с учетом площади поршня - импульсом силы. Давление поддерживается независимо от сопротивления гидролинии с нулевым расходом, т.е. давление определяется сопротивлением потребителя гидроэнергии с отличным от нуля расходом или сопротивлением механического потока. Гидролиния при нулевом расходе создает давление и статическую силу без отбора жидкости и мощности, а увеличивает это давление с частичным отбором жидкости и мощности при возрастании сопротивления колес. Такой поток энергии поддерживает давление в переделах, соответствующих внешнему сопротивлению гидролинии, где расход жидкости отличается от нуля, а также в полостях насоса в режиме объемной муфты, где расход равен нулю, но внешнее механическое сопротивление не равно нулю. Поэтому при минимальном или нулевом расходе жидкости можно получить давление и силу в пределах внешнего сопротивления механического привода движителей через гидромеханический делитель, который в отличие от насоса не подает или подает мало жидкости и корпус вращается, а в отличие от объемной муфты может подать жидкость потребителям гидроэнергии, если она нагружена, совмещая непрерывно функции гидроаккумулятора. Это открывает путь получению энергии для обслуживания ряда потребителей с минимальным отбором мощности и с возвратом части этой мощности в напорную линию, снижению потерь энергии, в случае необходимости - получению большой мощности для гидроприводов, снижению скорости в механическом приводе до нуля бесступенчатого (например при перегрузке), предотвращению поломок, повышению эластичности привода и замене масла рабочей жидкостью на водной основе. При необходимости большое давление можно легко получить торможением основного потока энергии. Давление и сила замыкания муфт в коробке скоростей, подъема орудия, силового и позиционного регулирования и коррекции нагрузок зависят от сопротивления в цепи выхода скорости или расхода. Это облегчает согласование процессов управления с основной работой. Необходимость вывода жидкости к потребителям наибольшей мощности и снижения торможения этой цепи для получения большого давления определяет работу делителя, как правило, в режиме муфты.
В примере выполнения устройства (фиг.11) использована гидроподвеска 72 для поддержания избыточного давления в гидроцилиндре 23 управления орудием. При повышении догрузки ведущих колес гидроподвеска 73, 75 увеличивает давление в гидроаккумуляторе 19, 23. При понижении догрузки давление снижается. Подача жидкости в полость подвески 73 одного борта гидрораспределителем 74 и слив из подвески 75 второго борта обеспечивают взаимно противоположное перемещение колес 14 до выравнивания рамы на поперечном склоне: левое колесо опускается и правое поднимается на правом склоне и наоборот на левом. В каждом случае наличие гидроаккумуляторов 19 обеспечивает плавность хода, а перекрестное соединение подвесок 73, 75 повышает надежность выравнивания. Это допускает изменение дорожного просвета при синхронной подаче или сливе жидкости.
Предохранение элементов агрегата от перегрузки и поломки обеспечивается тем, что рабочее сопротивление служит фактором регулирования подъемной силы, а оно регулирует рабочее сопротивление и т.д., так как повышение сопротивления и давления жидкости приводит в догрузке, минимизации буксования в начале и силовому регулированию потом до уравновешивания сил тяжести подъемной силой. Аналогично снижение давления и нагрузки приводит к опусканию орудия или снижению силы догрузки. В каждом случае ошибка в виде отклонения от заданного режима обратным знаком подается на вход управления до ее устранения и восстановления заданного режима. Это стабилизирует режим работы водителя, стимулирует поиск принципов оптимизации режимов работы и согласование действий элементов и энергопотоков без дорогостоящих средств управления и преобразования информации, т.е. дает эффект малоэнергозатратности биокибернетического свойства.
Технологическое взаимодействие машин с почвой оценивают показателями качества почвообработки. В различных зонах рабочие процессы могут отличаться по потребляемой мощности и степени крошения почвы. Потребляемая мощность: удельная мощность, приходящаяся на единицу площади и объема почвы, не отражают плодородие, степень крошения почвы, приспособленность машин к технологии и культуре, урожайность и, как следствие, экологические результаты. Поэтому выгодно сопоставлять энергозатраты на обработку почвы с учетом урожайности и экологических показателей. Такой критерий глобальной оценки техники и технологии учитывает влияние ходовой части, сил тяжести, тяги, буксование, напряжения почвы и стимулирует энерго и металлосбережение на основе закономерного взаимовлияния сил тяжести и тяги и эффективного использования энергии для получения целевого состояния, соответствующего требованиям зоны, культуры, времени и степени участия человека.
Функционал приведенных к направляющему колесу факторов местности и машины дают модель:
dt; tdαк ; Ndt; Podt; Pdt; Mdt; Sdt где t1,t2, αк1к2 - соответственно время и угол поворота;
Ро, ΔР - боковая сила и разность движущих сил,
ΔМ - разность моментов от сил движения и сопротивления;
ΔS - разность путей, проходимых бортами. Решения модели можно получить процессором или решением на основе построения диаграмм
αкdt;t dαк , Ndt; Podt; ΔPdt, Δ Mdt;Δ Sdt
Возможность отрыва передней оси от почвы делает массу трактора подрессоренной эластичным приводом ведущей оси, вертикальные колебания которой гидроцилиндром преобразуются в давление, а гидромашиной во вращение колес. Преобразование энергии вертикальных сил в движение агрегата повышает эластичность привода, экономичность и плавность хода без дорогостоящих рессор.
Давления газов и жидкости в гидроаккумуляторах уравновешиваются. Пневмоподвеска, гидромеханический привод и гидроподъемник работают согласованно и выполняют в различных условиях функции корректоров вертикальных нагрузок, муфты, делителя энергии, насоса обслуживания потребителей гидроэнергии, эластичного привода, утилизатора энергии, рессоры и других элеметов. Соотношение площадей поршней гидромеханического делителя, гидроцилиндров и число подвесок определяют их грузоподъемность, пределы регулирования давления, плавности хода, эластичности привода нагрузок и высоты орудия.
Силы тяжести и тяги могут взаимно усиливать и ослаблять друг друга. Это свойство устраняет необходимость в наполнении шин водой, применении балластных грузов, гидроувеличителя сцепного веса, множество насосов, приводов опор и потоков энергии, стимулирует переход от оценки тракторов по силе тяги и массе к принципу оценки по материалам и энергосбережению, т.е. критериям пользователя техники и экологии почвы.
Ввиду того, что датчик нагрузки выполнен в виде гидромеханического делителя потока энергии, напорная линия связана с системами управления агрегата и указателем нагрузки, информацию об изменении нагрузки получают от делителя и используют в качестве контролируемого параметра и потока энергии усилителей систем управления. Поток энергии запирают исполнительными элементами механизма подъема с возможностью рекуперации (утилизации) энергии и норально запертыми гидрораспределителями механизмов поворота стабилизации опорных реакций, потоки энергии привода движителей и управления орудием соединяют, отбор энергии для управления замедляет движение. После этого часть энергии возвращают в напорную линию и облегчают движение, давление поддерживают сопротивлением основного потребителя энергии, холостой слив жидкости снижают, энергию между движителями и другими потребителями распределяют объемной муфтой, разность механических потоков входа и выхода муфты сцепления получают в виде гидравлического потока, механический поток регулируют гидравлическим в период питания систем обслуживания. По мере окончания регулирования отбор мощности прекращают. При повороте нулевым радиусом всю мощность передают через гидравлическую линию. При установившейся нагрузке и прямолинейном движении гидравлическую линию запирают. В других случаях соотношение механического и гидравлического потоков регулируют и изменяют в соответствии с изменением внешнего влияния или ограничивают и фиксируют. Сигналы об изменении давления и скорости перемножают и выводят на указатель нагрузки и используют для энергооценки, если это произведение превышает допустимого значения по настройке, повышают передаточное число трансмиссии до достижения номинального значения, за пределами такого управления изменяют сопротивление орудия, непрерывно давление в гидроцилиндре управления орудием согласовывают с сопротивлением. В конце гона механический поток гидромеханического делителя притормаживают до подъема орудия и поворота нулевым радиусом и такие процессы повторяют.
Модель управления вертикальной силой отражается интегралами:
(PpdQp- PсdQс) - (PpdQp- PсdQс)
(QpdPp- QсdPс) - (QpdPp- QсdPс); где Рр, Рс - давления в напорной и сливной линиях или выхода и возврата жидкости,
Qp, Qc - подача и расход,
t1, t2 - время.
Эти интегралы характеризуют энергозатраты и решаются процессором или построением диаграмм:
PpdQ-PcdQc - PpdQp - PcdQc;
QpdPp-QcdPc-QpdPp-QcdPc .
Основой испытания и оценки агрегата в реальных условиях на установившемся режиме, моделирования реальных режимов и условий эксплуатации, отказа от жестких программ имитации, исключения дорогостоящих стендов, транспортировки, установки, монтажа, испытаний и нагрузочных устройств, расширения тягового класса и области высокого постоянного КПД в реальной среде является возможность возврата части рабочей жидкости и энергии к точке отбора и соединение объемной муфты с исполнительным гидроцилиндром управления орудия и указателем нагрузки и мощности двигателя. Информация указателя используется человеком и может быть введена в процессор (монитор) и фиксирована в памяти или фиксирующей аппаратурой для анализа, энергетической оценки агрегата, местности, почвы, состояния, технологии, оптимизации работы и управления.
При оценке режимов соблюдают правло: изменение любого параметра в сторону целевого значения положительно, а действия связей в сторону снижения ошибки (отклонения от целевого значения) отрицательны. Согласование силовых и геометрических показателей достигается на основе известных закономерностей согласования процессов. Реактивные взаимосвязи агрегата и почвы математически отображаются взаимодействием движителей и рабочих органов между собой и с почвой, моделью управления по реакциям при формировании траектории и режимов работы.
При использовании предложенного способа-исключается непрерывный отбор мощности; сокращаются число усилителей, радиаторов и время их работы; снижается зависимость сил тяги и КПД от металлоемкости трактора, буксование и радиус поворота, - расширяются области изменения сил тяги при высоком КПД, согласуемости процессов управления, энергопотоков и режимов функционирования; обеспечиваются условия для возврата части затраченной энергии коренного изменения познания явлений, оценки испытания, исследования и управления машиной с учетом реакций почвы и получения эффекта малоэнергозатратности; облегчается распознавание условий работы и создаются условия для рационализации энергопотоков, технологий и оценки машин-орудий и рабочих материалов на основе воды.
Формула изобретения: 1. Способ управления и оценки параметров сельскохозяйственного агрегата, включающий измерение величины нагрузки, оценку энергопотоков и управление, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления и оценки параметров, формируют с помощью делителя потока энергии информацию об изменении нагрузки, при этом давление рабочей жидкости используют в качестве параметра оценки и силового управления, часть затраченной энергии возвращают, ведущую ось догружают до отрыва ведомой оси от опорной поверхности, причем энергопоток запирают исполнительными элементами механизмов подъема орудий, поворота и стабилизации опорных реакций, а энергопотоки привода движителей и опускания орудий соединяют, возвращают часть энергопотока, суммируют его с основным энергопотоком и снижают до нуля холостой слив жидкости при коррекции вертикальных нагрузок.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на транспортных процессах ведущие колеса догружают до отрыва оси прицепа и передней оси от опорной поверхности.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубину почвообработки изменяют пропорционально давлению в напорной линии делителя энергопотока.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что механический энергопоток притормаживают при повороте нулевым радиусом и при подъеме орудия, а при опускании орудия энергию утилизируют.
5. Устройство управления и оценки параметров сельскохозяйственного агрегата, содержащее гидросистему с приводами и исполнительными элементами рабочих органов и движителей, соединенных с ходовой частью агрегата, датчик нагрузки, связанный с механизмами управления, навески орудий и указателя нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности управления и оценки параметров, датчик нагрузки выполнен в виде гидромеханического делителя энергопотока, а напорная гидролиния связана с системой управления орудием и указателем нагрузки.