技术领域
[0001] 本
发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种两履带驱动拖拉机比例式转向传动方法。
背景技术
[0002] 目前履带拖拉机主要有四履带、轮履带和两履带等三种结构形式，其中，四履带主要以采用偏转
车身铰接点实现履带拖拉机转向，轮履带有采用偏转前轮转向和偏转车身铰接点转向两种形式，而两履带车辆由于独特的结构特点，只能采用两侧履带差速的方法实现转向。目前两履带车辆转向方法主要有单功率流、双功率流等多种转向形式，其中双功率流转向由于转向过程中不中断功率传递，效率高，应用广泛。但目前应用在履带拖拉机上的双功率转向装置由于液压功率传递路线复制，零部件多，
质量大，控制
精度低。
[0003] 为了解决上述问题，亟需开发一种转向精度高，转向运动规律稳定的两履带驱动拖拉机比例式转向传动方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种转向精度高，转向运动规律稳定的两履带驱动拖拉机比例式转向传动方法。
[0005] 上述目的是通过如下技术方案实现：一种两履带驱动拖拉机比例式转向传动方法，所述两履带驱动拖拉机由
发动机提供动
力，经
变速器和比例差速转向装置后动力分两路驱动左履和右履带运动，所述比例差速转向装置包括结构相同的左差速组件和右差速组件、结构相同的左驱动输出组件和右驱动输出组件
蜗杆以及液压比例驱动机构，所述左差速组件包括由左
太阳轮、左
行星轮、左
行星架、左齿圈组成的行星
齿轮传动机构以及左蜗轮，所述左蜗轮设置在所述左齿圈的外侧，所述液压比例驱动机构包括油箱、定量
泵、泵
马达一体装置和可电控调节的无级调速装置，所述泵马达一体装置包括
变量泵和定量马达，所述无级调速装置包括比例电磁
阀、调节
推杆和双向油缸，定量泵为液压比例驱动机构提供液压油并为双向油缸提供液压油，采用车速
传感器和
方向盘转
角传感器分别检测车速
信号和方向盘转角的度数的信号并将接收的信号传递至电控单元，电控单元接收信号并控制比例
电磁阀动作，
比例电磁阀使得双向油缸停预定
位置，并控制其所停位置与转向盘的转角成比例关系，双向油缸通过调节推杆作用使变量泵的
斜盘处于对应的位置并控制变量泵输出液压油的状况，进而控制定量马达以及与定量马达相连的蜗杆的动作，起到调节与蜗杆相连的差速组件的左蜗轮和右差速组件的右蜗轮的工作状态目的，进而控制左差速组件的左太阳轮和右差速组件的右太阳轮的转速和方向，再经行星齿轮机构复合后调节左行星架和右行星架的旋转趋势，进而控制左差速组件和右差速组件的输出动力的转速和方向，达到调节左驱动输出组件和右驱动输出组件输出至左履带和右履带的转速和方向的目的，实现两履带驱动拖拉机比例式转向传动。
[0006] 本发明采用电控单元接收拖拉机转向盘的转角信号以及车速信号，通过控制比例电磁阀
控制器工作，实现电动比例差速转向，履带车辆直线行驶时：当方向盘处于中间位置，方向盘转角传感器输出0信号，电控单元控制比例电磁阀动作，比例电磁阀使得双向油缸停中位，使变量泵的斜盘处于正中位置，变量泵不输出液压油，定量马达不转动，由于定量马达不转动，此时蜗杆不转动，由于蜗杆不转动，因此，左蜗轮和右蜗轮亦不转动，因此左齿圈和右齿圈亦不转动，此时，传递至左差速组件和右差速组件的动力转速相同，方向相同，左
输出轴和右输出轴上输出至左履带和右履带的转速相同，方向相同，实现履带车辆直线前进和倒车行驶。
[0007] 履带车辆前进差速转向时：当方向盘处于非中间位置，方向盘转角传感器输出非0信号，电控单元控制比例电磁阀动作，比例电磁阀使得双向油缸停非中位，所停位置与转向盘的转角成预定的比例关系，使变量泵的斜盘处于非中间位置，变量泵输出液压油，定量马达转动。由于定量马达转动，此时蜗杆转动，带动左蜗轮和右蜗轮转动，由于蜗杆的两组蜗杆齿轮的螺旋方向相反，因此，左蜗轮和右蜗轮在蜗杆的作用下等速反方向旋转，由于转动至左差速组件和右差速组件的左太阳轮和右太阳轮的转速相同，方向相同，在经过行星齿轮机构复合后，使得左行星架和右行星架的旋转趋势发生变化，一个
加速前进，一个减速后退，使履带车辆两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。
[0008] 定量马达对外输出转速的方向不同，对应的履带车辆转向的方向亦不同，由于蜗杆调速后左履带和右履带加减速的速率绝对值与输入速度等同，因此在定量马达在等速不等向输出转速时，左右侧履带可以获得相同的运动规律，电控单元根据
车速传感器的
输入信号，实时调节变量泵的斜盘与转向盘转角的对应规律，使履带车辆在不同行驶速度下具有相同的比例转向规律，在电控系统的控制下，定量马达具有独立于驱动转速的无级转速调整能力，定量泵为静液压
无级变速器提供补充和冲洗液压油，同时也为调节油缸提供液压油。无级调速装置并与变量泵、补油器、定量马达组成泵马达一体装置组合形成静液压无级变速器。
[0009] 进一步的技术方案是，采用
倒档传感器检测倒车信号并与将接收的倒车信号传递给电控单元，电控单元将接收的倒车信号、车速信号以及方向盘转角信号并控制比例电磁阀动作，比例电磁阀使得双向油缸停在与前进转向时的位置的反方向且双向油缸所停位置与转向盘的转角成比例关系，控制变量泵的斜盘位置与前进转向时的位置相同，方向相反，实现两履带驱动拖拉机倒车时的比例式转向传动。
[0010] 履带车辆倒车差速转向时，当倒档传感器接通，方向盘处于非中间位置，方向盘转角传感器输出非0信号，电控单元控制比例电磁阀动作，比例电磁阀使得双向油缸所停位置与前进时的位置等位置反方向，所停位置与转向盘的转角成一定的比例关系，使变量泵的斜盘处于非中间位置，变量泵输出液压油，定量马达转动。由于定量马达转动，此时蜗杆转动，由于蜗杆转动，因此左蜗轮和右蜗轮转动。由于蜗杆的两组蜗杆齿轮的螺旋方向相反，因此，左蜗轮和右蜗轮在蜗杆的作用下等速反方向旋转。由于转动至左右差速组件和右差速组件的左太阳轮和右太阳轮的转速相同，方向相同，在经过行星齿轮机构复合后，使得左行星架和右行星架的旋转趋势发生变化，一个加速前进，一个减速后退，使履带车辆两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。通过引入倒档传感器的信号，使倒车时定转向盘转角对应的位置与双向油缸位置、变量泵的斜盘位置与前进时的位置相同，方向相反，从而使得履带车辆倒车与前进具有相同的运动规律。
[0011] 进一步的技术方案是，所述电控单元通过控制与双向油缸信号连接的左电磁阀驱动控制器和右电磁阀驱动控制器的输出，进而用来控制变量泵斜盘的位置，实现变量泵的斜盘转角与转向盘转角成一定比例。
[0012] 进一步的技术方案是，所述左履带和右履带分别安装在所述左驱动输出组件的左输出轴和右驱动输出组件的右输出轴上，所述变速器与左差速组件和右差速组件相连并将动力传递至左差速组件和右差速组件，所述左差速组件和右差速组件分别通过左驱动输出组件和右驱动输出组件将动力分别传递至左履带和右履带。
[0013] 进一步的技术方案是，所述变速器包括变速器输出轴和变速器输出齿轮，所述左驱动输出组件包括左输出轴和左从动
锥齿轮，所述变速器E通过变速器输出齿轮将动力传递至左分流齿轮和右左差速组件的右分流齿轮，左分流齿轮和右分流齿轮将动力分别传递至左太阳轮和右太阳轮，经差速处理后分别传递至左驱动输出组件F3和右驱动输出组件。
[0014] 连接结构：所述变速器输出齿轮设置在变速器输出轴上，所述变速器输出齿轮与所述左分流齿轮和右左差速组件的右分流齿轮
啮合，所述左驱动输出组件包括左输出轴和左从动锥齿轮，所述左从动齿轮套装在左输出轴上，所述左从动锥齿轮与所述左主动锥齿轮啮合。
[0015] 左差速组件的具体装配结构为：左分流齿轮、左太阳轮通过
花键套装左太阳轮轴上，左行星架上空套有2至4个均匀分布的左行星轮，左齿圈F外侧设置有左蜗轮，左齿圈分别通过
轴承支撑在左太阳轮轴和左行星架上，左主动锥齿轮通过花键安装在左行星架上。
[0016] 进一步的技术方案是，所述左差速组件还包括左主动锥齿轮和左太阳轮轴，所述左分流齿轮、左太阳轮套装在所述左太阳轮轴上，所述左主动锥齿轮安装在所述左行星架上，动力依次经左太阳轮、左行星轮、左行星架、左从动锥齿轮后传递至左履带。
[0017] 进一步的技术方案是，所述定量泵与变量泵采用同轴
串联，所述定量泵与变量泵安装在所述发动机的动力输出端或经
离合器与变速器的
动力输出装置相连。
[0018] 进一步的技术方案是，所述液压比例驱动机构还包括滤清器、溢流阀和油管，所述溢流阀并联安装在液压回路上。
[0019] 进一步的技术方案是，所述泵马达一体装置还包括补油器。
[0020] 进一步的技术方案是，所述比例差速转向装置集成在所述变速器上，所述变速器通过离合器安装在发动机上，所述发动机、离合器、变速器、比例差速转向装置和电控系统安装在所述车架上。
[0021] 相比于
现有技术，本发明的有益效果包括：1)采用电控单元接收转向盘转角信号、车速信号，通过控制比例电磁阀控制器工作，实现电动比例差速转向；2)采用电控单元控制比例电磁阀，用比例电磁阀控制双向油缸控制变量泵斜盘转角，实现定量马达无级连续输出；3)采用电控单元接收倒档信号，使的转向盘转角与变量泵斜盘对应的位置关系在前进和倒车时相反。使履带车辆在倒车时具有与前进相同的转向规律；4)采用HST变速器的输出端直接控制蜗杆，进而改变蜗轮的速度，使履带车辆左右侧转速发生变化，结构简单，紧凑。
附图说明
[0022] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0023] 图1为本发明一种实施方式所涉及的履带拖拉机比例式转向设备结构简图；
[0024] 图2为本发明一种实施方式所涉及的履带拖拉机比例式转向设备转向原理图；
[0025] 图3为本发明一种实施方式所涉及的履带拖拉机比例式转向设备转向与动力传动原理图；
[0026] 图4为本发明一种实施方式所涉及的履带拖拉机比例式转向设备比例差速转向原理图；
[0027] 图5为本发明一种实施方式所涉及的履带拖拉机比例式转向设备液压系统原理图；
[0028] 图6为本发明一种实施方式所涉及的履带拖拉机比例式转向设备电器控制原理图。
[0029] 图中：
[0030] A发动机 B车架 C履带 D离合器[0031] E变速器 F比例差速转向装置 G电控系统
[0032] C1左履带 C2右履带
[0033] E1变速器输出轴 E2变速器输出齿轮
[0034] F1左差速组件 F2右差速组件 F3左驱动输出组件 F4右驱动输出组件[0035] F5蜗杆 F6液压比例驱动机构
[0036] F11左分流齿轮 F12左太阳轮 F13左行星轮 F14左齿圈[0037] F15左蜗轮 F16左行星架 F17左主动锥齿轮 F18左太阳轮轴。
[0038] F21右分流齿轮 F22右太阳轮 F23右行星轮 F24右齿圈[0039] F25右蜗轮 F26右行星架 F27右主动锥齿轮 F28右太阳轮轴[0040] F31左输出轴 F32左从动锥齿轮 F41右输出轴 F42右从动锥齿轮[0041] F61油箱 F62滤清器 F63定量泵 F64变量泵[0042] F65补油器 F66定量马达 F67溢流阀 F68比例电磁阀[0043] F69调节推杆 F610双向油缸 F611油管
[0044] G1电控单元 G2左电磁阀驱动控制器 G3右电磁阀驱动控制器[0045] G4车速传感器 G5倒档传感器 G6方向盘转角传感器
具体实施方式
[0046] 下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
[0047] 本发明实施例如下，参照图1～6，一种两履带驱动拖拉机比例式转向传动方法，所述两履带驱动拖拉机由发动机A提供动力，经变速器E和比例差速转向装置F后动力分两路驱动左履带C1和右履带C2运动，所述比例差速转向装置F包括结构相同的左差速组件F1和右差速组件F2、结构相同的左驱动输出组件F3和右驱动输出组件F4,蜗杆F5以及液压比例驱动机构F6，所述左差速组件F1包括由左太阳轮F12、左行星轮F13、左行星架F16、左齿圈F14组成的行星
齿轮传动机构以及左蜗轮F15，所述左蜗轮F15设置在所述左齿圈F14的外侧，所述液压比例驱动机构F6包括油箱F61、定量泵F63、泵马达一体装置和可电控调节的无级调速装置，所述泵马达一体装置包括变量泵F64和定量马达F66，所述无级调速装置包括比例电磁阀F68、调节推杆F69和双向油缸F610，定量泵F63为液压比例驱动机构F6提供液压油并为双向油缸F610提供液压油，采用车速传感器G4和方向盘转角传感器G6分别检测车速信号和方向盘转角的度数的信号并将接收的信号传递至电控单元G1，电控单元G1接收信号并控制比例电磁阀F68动作，比例电磁阀F68使得双向油缸F610停预
定位置，并控制其所停位置与转向盘的转角成比例关系，双向油缸F610通过调节推杆F69作用使变量泵F64的斜盘处于对应的位置并控制变量泵F64输出液压油的状况，进而控制定量马达F66以及与定量马达F66相连的蜗杆F5的动作，起到调节与蜗杆F5相连的差速组件F1的左蜗轮F16和右差速组件F2的右蜗轮F26的工作状态目的，进而控制左差速组件F1的左太阳轮F12和右差速组件F2的右太阳轮F22的转速和方向，再经行星齿轮机构复合后调节左行星架F16和右行星架F26的旋转趋势，进而控制左差速组件F1和右差速组件F2的输出动力的转速和方向，达到调节左驱动输出组件F3和右驱动输出组件F4输出至左履带C1和右履带C2的转速和方向的目的，实现两履带驱动拖拉机比例式转向传动。
[0048] 本发明采用电控单元G1接收拖拉机转向盘的转角信号以及车速信号，通过控制比例电磁阀控制器F68工作，实现电动比例差速转向，履带车辆直线行驶时：方向盘处于中间位置，方向盘转角传感器G6输出0信号，电控单元G1控制比例电磁阀F68动作，比例电磁阀F68使得双向油缸F610停中位，使变量泵F64的斜盘处于正中位置，变量泵F64不输出液压油，定量马达F66不转动，由于定量马达F66不转动，此时蜗杆F5不转动，由于蜗杆F5不转动，因此，左蜗轮F16和右蜗轮F26亦不转动，因此左齿圈F14和右齿圈F24亦不转动，此时，传递至左差速组件F1和右差速组件F2的动力转速相同，方向相同，左输出轴F31和右输出轴F41上输出至左履带C1和右履带C2的转速相同，方向相同，实现履带车辆直线前进和倒车行驶。
[0049] 履带车辆前进差速转向时：方向盘处于非中间位置，方向盘转角传感器G6输出非0信号，电控单元G1控制比例电磁阀F68动作，比例电磁阀F68使得双向油缸F610停非中位，所停位置与转向盘的转角成预定的比例关系，使变量泵F64的斜盘处于非中间位置，变量泵F64输出液压油，定量马达F66转动。由于定量马达F66转动，此时蜗杆F5转动，带动左蜗轮F16和右蜗轮F26转动，由于左蜗轮F16和右蜗轮F26布置在蜗杆F5的两侧，因此，左蜗轮F16和右蜗轮F26在蜗杆F5的作用下等速反方向旋转，由于转动至左右差速组件F1、F2的左F12太阳轮和右太阳轮F22的转速相同，方向相同，在经过行星齿轮机构复合后，使得左F16行星架和右行星架F26的旋转趋势发生变化，一个加速前进，一个减速后退，使履带车辆两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。
[0050] 定量马达F66对外输出转速的方向不同，对应的履带车辆转向的方向亦不同，由于蜗杆F5调速后左履带C1和右履带C2加减速的速率绝对值与输入速度等同，因此在定量马达F66在等速不等向输出转速时，左右侧履带可以获得相同的运动规律，电控单元G1根据车速传感器G4的输入信号，实时调节变量泵F64的斜盘与转向盘转角的对应规律，使履带车辆在不同行驶速度下具有相同的比例转向规律，在电控系统的控制下，定量马达F66具有独立于驱动转速的无级转速调整能力，定量泵F63为静液压无级变速器提供补充和冲洗液压油，同时也为调节油缸F610提供液压油。无级调速装置并与变量泵F64、补油器F65、定量马达F66组成泵马达一体装置组合形成静液压无级变速器。
[0051] 履带C包括左履带C1和右履带C2。
[0052] 上述实施例的
基础上，本发明另一实施例中，如图4～6，采用倒档传感器G5检测倒车信号并与将接收的倒车信号传递给电控单元G1，电控单元G1将接收的倒车信号、车速信号以及方向盘转角信号并控制比例电磁阀F68动作，比例电磁阀F68使得双向油缸F610停在与前进转向时的位置的反方向且双向油缸F610所停位置与转向盘的转角成比例关系，控制变量泵F64的斜盘位置与前进转向时的位置相同，方向相反，实现两履带驱动拖拉机倒车时的比例式转向传动。
[0053] 履带车辆倒车差速转向时，当倒档传感器G5接通，方向盘处于非中间位置，方向盘转角传感器输出非0信号，电控单元G1控制比例电磁阀F68动作，比例电磁阀F68使得双向油缸F610所停位置与前进时的位置等位置反方向，所停位置与转向盘的转角成一定的比例关系，使变量泵F64的斜盘处于非中间位置，变量泵F64输出液压油，定量马达F66转动。由于定量马达F66转动，此时蜗杆F5转动，由于蜗杆F5转动，因此左蜗轮F16和右蜗轮F26转动。由于左蜗轮F16和右蜗轮F26布置在蜗杆F5的两侧，因此，左蜗轮F16和右蜗轮F26在蜗杆F5的作用下等速反方向旋转。由于转动至左右差速组件F1、F2的左F12太阳轮和右太阳轮F22的转速相同，方向相同，在经过行星齿轮机构复合后，使得左F16行星架和右行星架F26的旋转趋势发生变化，一个加速前进，一个减速后退，使履带车辆两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。通过引入倒档传感器G5的信号，使倒车时定转向盘转角对应的位置与双向油缸位置F610、变量泵F64的斜盘位置与前进时的位置相同，方向相反，从而使得履带车辆倒车与前进具有相同的运动规律。
[0054] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图6，所述电控单元G1通过控制与双向油缸信号连接的左电磁阀驱动控制器G2和右电磁阀驱动控制器G3的输出，进而用来控制变量泵F64斜盘的位置，实现变量泵F64的斜盘转角与转向盘转角成一定比例。
[0055] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1～4，所述左履带C1和右履带C2分别安装在所述左驱动输出组件F3的左输出轴F31和右驱动输出组件F4的右输出轴F41上，所述变速器E与左差速组件F1和右差速组件F2相连并将动力传递至左差速组件F1和右差速组件F2，所述左差速组件F1和右差速组件F2分别通过左驱动输出组件F3和右驱动输出组件F4将动力分别传递至左履带C1和右履带C2。
[0056] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，1～4，所述变速器E包括变速器输出轴E1和变速器输出齿轮E2，所述左驱动输出组件F3包括左输出轴F31和左从动锥齿轮F32，所述变速器E通过变速器输出齿轮E2将动力传递至左分流齿轮F11和右左差速组件F2的右分流齿轮F12，左分流齿轮F11和右分流齿轮F12将动力分别传递至左太阳轮F12和右太阳轮F22，经差速处理后分别传递至左驱动输出组件F3和右驱动输出组件F4。
[0057] 连接结构：所述变速器输出齿轮E2设置在变速器输出轴E1上，所述变速器输出齿轮E2与所述左分流齿轮F 11和右左差速组件F2的右分流齿轮F12啮合，所述左驱动输出组件F3包括左输出轴F31和左从动锥齿轮F32，所述左从动齿轮F32套装在左输出轴F31上，所述左从动锥齿轮F32与所述左主动锥齿轮F17啮合。
[0058] 左差速组件的具体装配结构为：左分流齿轮F11、左太阳轮F12通过花键套装左太阳轮轴F18上，左行星架F16上空套有2至4个均匀分布的左行星轮F13，左齿圈F14的外侧设置有左蜗轮F15，左齿圈F14分别通过轴承A2支撑在左太阳轮轴F18和左行星架F16上，左主动锥齿轮F17通过花键安装在左行星架F16上。
[0059] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，1～4，所述左差速组件还包括左主动锥齿轮F17和左太阳轮轴F18，所述左分流齿轮F 11、左太阳轮F12套装在所述左太阳轮轴F18上，所述左主动锥齿轮F17安装在所述左行星架上，动力依次经左太阳轮F12、左行星轮F13、左行星架F16、左从动锥齿轮F32后传递至左履带C1。
[0060] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述定量泵F63与变量泵F64采用同轴串联，所述定量泵F63与变量泵F64安装在所述发动机A的动力输出端或经离合器D与变速器E的动力输出装置相连。
[0061] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图5，所述液压比例驱动机构F6还包括滤清器F62、溢流阀F67和油管F611，所述溢流阀F67并联安装在液压回路上。溢流阀的设置，用于防止系统过载。
[0062] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图5，所述泵马达一体装置还包括补油器F65。
[0063] 上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1，所述电控单元G1、左电磁阀驱动控制器G2、右电磁阀驱动控制器G3、车速传感器G4、倒档传感器G5、方向盘转角传感器G6构成电控系统，所述比例差速转向装置F集成在所述变速器E上，所述变速器E通过离合器D安装在发动机A上，所述发动机A、离合器D、变速器E、比例差速转向装置F和电控系统G安装在车架B上。
[0064] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
