Моторний транспортний засіб

1. Моторний транспортний засіб щонайменше з двома приводними вузлами, які з'єднані в одній привідній лінії, причому до цих приводних вузлів приєднані пристрої, призначені для забезпечення відбору однакової або різної потужності від приводних вузлів і відбір потужності (Р17, Ρ18) щонайменше від двох приводних вузлів (17, 18) скоординований таким чином, що щонайменше два приводні вузли (17, 18) працюють в діапазоні низької витрати пального, який відрізняється тим, що щонайменше один з приводних вузлів (17, 18) експлуатується в діапазоні повного навантаження, а щонайменше другий з приводних вузлів (17, 18) експлуатується в діапазоні часткового навантаження, причому робочі точки обох приводних вузлів (17, 18) базуються на одній і тій самій характеристиці витрати палива (34с), при цьому приводні вузли (17, 18) експлуатуються в діапазонах часткового і/або повного навантаження (Ρ17, Ρ18) при однаковому числі обертів (n1). 2. Моторний транспортний засіб за п. 1, який відрізняється тим, що сума часткових потужностей (Р17, Ρ18), які віддаються щонайменше двом приводним вузлам (17, 18), які з'єднані в одній привідній лінії, відповідає сумарній необхідній потужності 2 (19) 1 3 96406 4 дних вузлів (17, 18) експлуатується з повним навантаженням. 8. Моторний транспортний засіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що щонайменше два приводних вузли (17, 18) експлуатуються в діапазоні часткових навантажень з різними числами обертів двигунів (n1), при цьому щонайменше один з двох приводних вузлів (17, 18) обладнаний ступенем передачі (42) для вирівнювання числа обертів. 9. Моторний транспортний засіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що щонайменше до однієї з привідних гілок (25, 26, 28) приєднано декілька приводних вузлів (17, 18). Винахід стосується моторного транспортного засобу щонайменше з двома силовими установками, що працюють в одній привідній лінії, згідно з обмежувальною частиною пункту 1 формули винаходу. Вже з DE 1780052 відомий моторний транспортний засіб з двома силовими установками для сільськогосподарського застосування. При цьому кожна з цих силових установок розташована так, щоб можна було досягти максимально можливого використання об'єму транспортного засобу при розміщенні на ньому різного роду механізмів. Для забезпечення вирівнювання потужностей між обома силовими установками передбачене вибіркове з'єднання обох силових установок між собою, а також за певних умов роботи сумісне або роздільне використання обох силових установок. Оскільки обидві силові установки з'єднані в одній і тій самій привідній лінії, то одна з них постійно використовується як джерело запасної потужності і підключається тоді, коли наявна потужність однієї силової установки нижче необхідної для привідної лінії потужності. Однак, з іншого боку, система може бути виконана таким чином, щоб кожна з силових установок була підключена до окремої привідної лінії, що забезпечує, наприклад, можливість постачання енергії приводу ходової частини моторного транспортного засобу окремо від приводу його робочих органів. Це забезпечує перш за все ту перевагу, що коливання числа обертів в одній системі не роблять безпосереднього впливу на іншу систему. Проте недоліком такого роду привідних систем є те, що силові установки постійно працюють в робочій точці, в якій у привідні лінії постійно подається необхідна енергія незалежно від того, працює відповідна силова установка ближче до сприятливої чи ближче до несприятливої робочої точки. Тому в основу винаходу поставлена задача усунення недоліків наведеного вище рівня техніки і, зокрема, створення пристрою, який забезпечував би можливість роботи з'єднаних в одну привідну лінію силових установок приблизно в оптимальних робочих точках. Згідно з винаходом, поставлена задача вирішується моторним транспортним засобом відповідно до відмітних ознак пункту 1 формули. Відбір потужності щонайменше від двох силових установок узгоджується таким чином, щоб щонайменше дві силові установки працювали в діапазоні низької витрати палива, що забезпечує роботу з'єднаних в одну привідну лінію установок у приблизно оптимальних робочих точках. Згідно з переважною формою виконання винаходу сума часткових потужностей, що віддаються силовими установками, дорівнює повній необхідній потужності, причому силові установки для забезпечення часткових потужностей працюють в діапазоні часткового навантаження приблизно з однаковою питомою витратою палива. Така форма виконання винаходу дає ту перевагу, що у процесі оптимізації враховується тільки одна єдина характеристика витрати палива, так що необхідну оптимізацію, як правило, залежно від наявної розрахункової потужності можна проводити майже в реальному часі. Згідно з іншою переважною формою виконання винаходу сумісна робота силових установок з найбільшою економією палива виходить тоді, коли щонайменше одна з силових установок працює в діапазоні повного навантаження, щонайменше друга з силових установок працює в діапазоні часткового навантаження, а робочі точки обох силових установок базуються на одній і тій самій характеристиці витрати палива. Згідно з ще однією переважною формою виконання винаходу здійснювана майже в реальному часі оптимізація робочих точок силових установок досягається тоді, коли засіб для настроювання силових установок в діапазонах часткового і/або повного навантаження виконаний у вигляді керуючого та регулюючого пристрою, який втручається у керування двигуном відповідної силової установки і може змінювати його. Економічна форма виконання запропонованого керування силовими установками, яку технологічно простим способом можна перетворювати, забезпечує роботу силових установок в діапазоні часткового і/або повного навантаження при однаковому числі обертів двигунів. Особлива перевага такої форми виконання винаходу полягає у тому, що вона не передбачає будь-якого ступеня передачі для синхронізації різних чисел обертів двигунів. Згідно з ще однією переважною формою виконання винаходу питома витрата палива у силових установках визначається за характеристиками витрати палива, а ці характеристики закладені з можливістю видачі і редагування даних у керуючому обчислювальному пристрої. Перевага цього полягає перш за все у тому, що він забезпечує швидкий доступ до найрізноманітніших характеристик витрати палива і, отже, максимально гнучку оптимізацію витрати палива. Згідно з наступною переважною формою виконання винаходу у керуючому обчислювальному пристрої закладені з можливістю видачі і редагу 5 вання даних поля характеристик, а останні включають щонайменше характеристики двигунів силових установок та стосовні них характеристики витрати палива. Це дозволяє для будь-якої необхідної потужності визначати оптимальні робочі точки силових установок. Те, що щонайменше дві силові установки мають однакову структуру і настроюються на одну і ту ж саму характеристику питомої витрати палива при однакових числах обертів двигунів, а щонайменше одна з силових установок працює в діапазоні повного навантаження, дозволяє здійснювати оптимізацію витрати палива в силових установках з мінімумом характеристик, що закладаються у керуючому обчислювальному пристрої, та без додаткового включення ступенів передачі. Згідно з ще однією переважною формою виконання винаходу щонайменше дві силові установки мають різну структуру і настроєні на різні характеристики питомої витрати палива при майже однакових числах обертів двигунів, причому щонайменше одна з силових установок працює в діапазоні повного навантаження. Це дає особливу перевагу, яка полягає у тому, що в одну і ту ж саму привідну систему можна включати також силові установки з різною кількістю циліндрів, і навіть у цьому випадку можлива оптимізація робочих точок з погляду низької витрати палива у силових установках без доповнення їх ступенями передачі. Згідно з переважною формою виконання винаходу силові установки моторного транспортного засобу можуть настроюватися на роботу в діапазонах часткових навантажень з різними числами обертів двигунів, а щонайменше в одну з силових установок може бути включений ступінь передачі для вирівнювання числа обертів двигунів. Це забезпечує ще більшу гнучкість оптимізації витрати палива при роботі силових установок, оскільки у цьому випадку така оптимізація одержує ще один ступінь свободи шляхом відміни умови рівності чисел обертів двигунів. Згідно з ще однією переважною формою виконання винаходу щонайменше в одну привідну лінію включено декілька силових установок, для яких, згідно з винаходом, визначається оптимізована робоча точка. Інші переважні форми виконання винаходу є предметами інших залежних пунктів формули і більш детально описані у поданому прикладі здійснення винаходу з посиланнями на декілька фігур креслень, де на фіг. 1 показано запропонований моторний транспортний засіб, вигляд збоку; на фіг. 2 - запропонована схема керування двигунами і на фіг. 3 - докладна схема різних полів характеристик двигунів. На фіг. 1 показаний вигляд збоку у розрізі виконаної у вигляді самохідного польового подрібнювача 1 сільськогосподарської робочої машини 2. У передній частині подрібнювача 1 у напрямку його руху FR до нього приєднаний завантажувальний апарат 3, який у процесі роботи подрібнювача 1 приймає збирану масу 4, яку подрібнює і одночасно підводить до розташованих за нею затягувальних та підпресовувальних 96406 6 валиків 5. Затягувальні та підпресовувальні валики 5 подають масу 4 до розташованого за ними обертового барабана 6 подрібнення, обертові ножі якого подрібнюють масу 4 на протирізі 8. Подрібнена маса 4 передається потім на пристрій 9 повторного подрібнення і від нього - по транспортувальному каналу 10 на пристрій 11 додаткового прискорення маси. Пристрій 11 прискорює подрібнену масу 4 та транспортує її по поворотній у вертикальному і горизонтальному напрямках вивантажувальній трубі 12, а також через поворотний дефлектор 13, що служить для регулювання дальності викиду потоку подрібненої маси, не показаний на кресленні транспортний засіб, який підводиться до вивантажувальної труби 12. У поданому прикладі виконання винаходу барабан 6 подрібнювача і пристрій 11 додаткового прискорення маси через відповідні шківи 15, 16 і натягнутий на них спільний привідній пас 14 сполучені з двома силовими установками 17, 18, виконаними у вигляді дизельних двигунів однакової або різної потужності. Силові установки 17, 18 відомі та оснащені детально не описаними муфтами зчеплення 19, 20, за допомогою яких силові установки 17, 18 можна детально не описаним способом вмикати та вимикати. У поданому прикладі виконання винаходу муфти зчеплення 19, 20 безпосередньо вбудовані у шківи 21, 22, що включені у силові установки 17, 18. Для мінімізації проковзування привідного паса 14 з метою забезпечення довговічності при передачі потужності його піддають попередньому натягу за допомогою одного або кількох натяжних пристроїв 23 з натяжними роликами 24. При цьому силові установки 17, 18 відомим і тому детально не описаним способом приводять завантажувальний апарат 3, розташовані перед барабаном 6 подрібнювача затягувальні та підпресовувальні валики 5, а також пристрій 9 повторного подрібнення. Не виходить за рамки винаходу те, що запропоновані силові установки 17, 18 можуть бути встановлені на будь-якому виді моторних транспортних засобів, наприклад на вантажівках, будівельних або пожежних машинах. На фіг. 2 окремо подана конструкція силових установок 17, 18 незалежно від виду моторних транспортних засобів. У поданому прикладі виконання винаходу силові установки 17, 18 зв'язані між собою першою привідною гілкою 25. При цьому силова установка 17 через другу привідну гілку 26 забезпечує енергією щонайменше одного споживача 27. Одночасно інша силова установка 18 може через окрему привідну гілку 28 приводити, наприклад, ходову частину шасі 29 моторного транспортного засобу 2. Згідно з винаходом, органи керування 30 силовими установками 17, 18, виконаними у вигляді двигунів внутрішнього згоряння, наприклад, у вигляді дизельних двигунів, з'єднані з керуючим обчислювальним блоком 31, який може через відповідний вхідний сигнал X впливати на органи керування 30 двигунами. Згідно з винаходом, у керуючому обчислювальному блоці 31 закладені самі по собі відомі характеристики 32 двигунів, що задають силовим установкам 17, 18 при певному числі обертів n 7 максимальну наявну потужність Р і максимальний наявний момент М. Поряд з цим поле 33 закладених у блоці 31 характеристик включає характеристики 34 витрати палива, причому кожна характеристика 34 при приблизно постійній витраті палива задає відповідну наявну потужність Р двигуна або момент М, а також відповідне число обертів n у режимі видачі даних та редагування. Для того, щоб закладені у керуючому обчислювальному блоці 31 поля 33 характеристик можна було гнучко підстроювати до різних силових установок 17, 18, ці поля закладаються у керуючому обчислювальному блоці 31 з можливістю видачі та редагування даних. До споживачів 27, 28 або до вихідних валів 35 силових установок 17, 18 підключені відомі датчики 36 обертаючого моменту, завдяки чому на керуючий обчислювальний блок 31 можуть передаватися сигнали Y обертаючого моменту, за якими блок 31 визначає сумарну необхідну потужність PG, потрібну для забезпечення енергією приводу всіх з'єднаних з силовими установками 17, 18 привідних гілок 25, 26, 28. Потім ця сумарна необхідна потужність PG за допомогою закладених у керуючому обчислювальному блоці 31 полів 33 характеристик розподіляється між окремими силовими установками 17, 18 таким чином, щоб кожна з них могла працювати в діапазоні низьких значень витрати палива. Після відпрацювання у керуючому обчислювальному блоці 31 програмного кроку 37, що враховує певні закладені у полі 33 залежності між характеристиками, з'являються оптимізовані значення потужності Р17, Р18, встановлювані для відповідної силової установки 17, 18. У подальшому відпрацьовуваному кроці 38 ці оптимізовані значення потужності Р17, Р18 кодуються в раніше згадані вхідні сигнали X і передаються на органи керування 30 силовими установками 17, 18. Як відомо, органи керування двигунами 30 сконструйовані таким чином, що вони можуть регулювати подачу палива та повітря у силові установки, а оскільки силові установки виконані у вигляді двигунів Отто, то момент запалювання можна регулювати з урахуванням вихідного обертаючого моменту М або потужності Р двигуна. Після того, як датчики 36 обертаючого моменту визначили сигнали Y обертаючих моментів від привідних гілок 25, 26, 28, що приводяться силовими установками 17, 18, і надіслали їх до керуючого обчислювального блока 31, цей блок визначає сумарну необхідну потужність PG моторного транспортного засобу. Оскільки фізична величина «потужність» пропорційна фізичній величині «момент», то замість сумарної необхідної потужності можна визначати сумарний вироблюваний силовими установками 17, 18 момент. За сумарною необхідною потужністю або сумарним моментом у першому раніше згаданому кроці програмування 37 визначають часткові потужності Р17, Р18 з урахуванням поля 37 характеристик, закладених у керуючому обчислювальному блоці 31. Визначення часткових потужностей Р17, Р18 схематично подане на фіг. 3. На лівому зображенні показано визначення часткових потуж 96406 8 ностей Р17, Р18 для випадку, коли щонайменше дві силові установки 17, 18 утворені ідентичними або приблизно ідентичними за конструкцією двигунами, наприклад двома рядними шестициліндровими дизельними двигунами. У поданому прикладі виконання винаходу виходили, наприклад, з того, що певна сумарна необхідна потужність PG=500кВт. Оскільки силові установки 17, 18, як правило, інтегровані в єдину привідну систему без складних безступеневих передач, то можна прийняти, що всі інтегровані силові установки працюють з однаковим числом обертів n. Згідно з лівим зображенням на фіг. 3, сумарна необхідна потужність у 500 кВт, якщо виходити з відомого рівня техніки, розподіляється порівну між обома силовими установками 17, 18, так що кожна силова установка 17, 18 виробляє потужність, дорівнюючу 250 кВт, при числі обертів n2. У результаті цього робоча точка силових установок 17, 18 знаходиться на характеристиці витрати палива 34d, причому значення витрати палива на окремих характеристиках 34 збільшуються при переході від індексу а до індексу d, а це означає, що мінімальна витрата палива досягається при роботі силових установок 17, 18 на лежачій всередині характеристиці 34 витрати палива. Оскільки, згідно з винаходом, керуючий обчислювальний блок 31 з урахуванням закладеного в ньому поля 33 характеристик і з погляду низької витрати палива оптимізує робочі точки силових установок 17, 18, то розподіл сумарної необхідної потужності PG=500 кВт відбувається таким чином, що силова установка 17 віддає потужність PG=200 кВт, а силова установка 18 - PG=300 кВт, причому установка 18 віддає потужність Р18 при повному навантаженні. При цьому обидві силові установки 17, 18 працюють при числі обертів двигунів n і, відповідно, на робочій точці, яка базується на характеристиці витрати палива 34с. В обох випадках силові установки 17, 18 дають сумарну потужність 500 кВт, проте винахід використовується при значно більш низькому числі обертів n силових установок 17, 18, так що робочі точки цих установок базуються також на характеристиці витрати палива 34с, що обумовлює більш низьку витрату палива, ніж у випадку рівного розподілу сумарної необхідної потужності між силовими установками 17, 18. Згідно з винаходом, аналогічного результату можна досягти також при використанні привідних систем, силові установки 17, 18 яких мають різну конструкцію, наприклад у випадку, коли силова установка 17 виконана у вигляді шестициліндрового двигуна, а силова установка 18 - у вигляді восьмициліндрового двигуна. У цьому випадку для першої силової установки 17 дійсна ліва частина фіг. 3 з полем характеристик 33, а для силової установки 18 - права частина фіг. 3 з полем характеристик 39. Як правило, робочий об'єм двигуна збільшується із збільшенням числа циліндрів, тому і витрата палива збільшується із збільшенням числа циліндрів. Внаслідок цього щонайменше характеристики витрати палива 40а - є силової установки 18 із збільшенням числа циліндрів зміщуються до більш 9 96406 низьких чисел обертів n двигунів, тоді як сама моторна характеристика 41 може бути приблизно однаковою з моторною характеристикою 32 силової установки 17. Наприклад, якщо знову виходити з сумарної необхідної потужності PG=500 кВт, то аналогічним чином з урахуванням критерію оптимізації «низька витрата палива» це приводить до вже встановлених силовими установками 17, 18 часткових потужностей Р18=300кВт і Р17=200 кВт при однаковому числі обертів n. Однак тепер більше працює силова установка 18, оскільки вона має більше число циліндрів у робочій точці, що базується на характеристиці витрати палива 40d, але знову ж таки в діапазоні повного навантаження, причому зростання індексів відображає збільшення витрати палива. Проте в результаті цього стає очевидним, що навіть у цьому випадку рівний 50 %-ний розподіл сумарної необхідної потужності у 500 кВт на обидві силові установки 17, 18 привів би до підвищення витрат палива, оскільки тоді силові установки 17, 18 працювали б у робочих точках, які базувалися б на витратах палива 34d і 40е, причому знову ж таки зростання індексів відображало б збільшення витрати палива. Ще більша гнучкість оптимізації витрати палива при роботі декількох сполучених між собою силових установок 17, 18 при частковому і/або повному навантаженні досягається тоді, коли щонайменше одна силова установка, згідно з фіг. 2, включає ступінь передачі 42, що забезпечує синхронізацію числа обертів другої силової установки 18 з числом обертів першої силової установки 17. Не виходить за рамки винаходу те, що ступінь передачі 42 може бути виконаний у вигляді відомої підсумовувавальної передачі, яка синхронізує часткові потужності, вже підготовлені числом обертів силових установок 17, 18, а також підключає різні приводи 26, 28 до найрізноманітніших споживачів 27, 29. Не виходить за рамки винаходу те, що моторний транспортний засіб може включати декілька силових установок 17, 18, зв'язаних між собою згідно із запропонованим винаходом. Перелік позицій елементів на кресленнях 1 - польовий подрібнювач 27 - споживач 10 2 - моторний транспортний засіб 3 - завантажувальний апарат 4 - збирана маса 5 - затягувальні та підпресовувальні валики 6 - барабан подрібнювача 7 - ножі подрібнювача 8 - протирізальна пластина 9 - пристрій повторного подрібнення 10 - транспортувальний канал 11 - пристрій додаткового прискорення маси 12 - вивантажувальна труба 13 - дефлектор 14 - привідний пас 15 - шків 16 - шків 28 - привідна гілка 29 - ходова частина шасі 30 - органи керування двигуном 31 - керуючий обчислювальний блок 32 - характеристика двигуна 33 - поле характеристик 34 - характеристика витрати палива 35 - вихідний вал 36 - датчик обертаючого моменту 37 - крок програмування 38 - крок програмування 39 - поле характеристик 40 - характеристика витрати палива 41 - характеристика двигуна 42 - ступінь передачі 17 - силова установка 18 - силова установ FR - напрям руху ка 19 - муфта зчеплення 20 - муфта зчеплення 21 - шків 22 - шків 23 - натяжний пристрій 24 - натяжний ролик 25 - привідна гілка 26 - привідна гілка М - обертаючий момент двигуна Р - потужність двигуна PG - сумарна необхідна потужність Р17 - відбір потужності Р18 - відбір потужності n - число обертів X - вхідний сигнал Y - сигнал обертаючого моменту 11 96406 12 13 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 96406 Підписне 14 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601