Сельскохозяйственное транспортное средство и способ регулирования распределения нагрузки в таком транспортном средстве

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ В ТАКОМ ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ Предложено сельскохозяйственное транспортное средство, содержащее множество двигателей,множество механических нагрузок, множество электрических генераторов, множество электрических нагрузок, по меньшей мере один датчик нагрузки и регулятор. Множество двигателей включает первый двигатель и второй двигатель. Множество механических нагрузок включает первую механическую нагрузку и вторую механическую нагрузку. Первая механическая нагрузка присоединена к первому двигателю, а вторая механическая нагрузка присоединена ко второму двигателю. Множество электрических генераторов включает первый генератор и второй генератор. Первый генератор подсоединяют к первому двигателю, а второй генератор подсоединяют ко второму двигателю. Множество электрических нагрузок может быть по отдельности подсоединено к первому генератору или второму генератору. Чтобы генерировать сигнал, отображающий первую механическую нагрузку на первом двигателе, вторую механическую нагрузку на втором двигателе, суммарную величину электрических нагрузок на первом генераторе и/или суммарную величину электрических нагрузок на втором генераторе,сконфигурирован по меньшей мере один датчик нагрузки. Регулятор выполнен с возможностью переключения по меньшей мере одной из множества электрических нагрузок между первым генератором и вторым генератором в зависимости от указанного сигнала.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДИР ЭНД КОМПАНИ (US) Область техники Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, имеющим множество двигателей, и, в частности, к сельскохозяйственной уборочной машине со сдвоенными двигателями. Уровень техники Использование двигателей внутреннего сгорания в комбинации с электрогенераторами и электродвигателями хорошо известно. Двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели обычно используют,чтобы приводить в движение гибридные транспортные средства, и известно, что в них используются регенерационные технологии, так что, когда транспортное средство выполняет маневр торможения, электрическую энергию генерирует электродвигатель. Чтобы приводить в действие транспортные средства обычно используют сдвоенные двигатели или даже двигатель, имеющий систему сдвоенного кривошипного вала, и к нему присоединяют трансмиссию для передачи крутящего момента на ведущем валу двигателя к электродвигателю/генератору транспортного средства. Система сдвоенных двигателей включается, когда требуются дополнительные уровни нагрузки, например, в процессе ускорения, подъема на холм или когда тянут тяжелый груз. Также известно, что электродвигатель используют для помощи в обеспечении крутящего момента, когда на двигатель прикладывают дополнительные повышенные нагрузки. Что необходимо в данной области техники, так это система для генерирования электрической энергии и для пуска сдвоенной системы двигателей на сельскохозяйственном транспортном средстве. Краткое описание изобретения Согласно настоящему изобретению создано сельскохозяйственное транспортное средство, включающее в себя множество двигателей, множество механических нагрузок, множество электрических генераторов, множество электрических нагрузок, по меньшей мере один датчик и регулятор. Множество двигателей включает первый двигатель и второй двигатель. Множество механических нагрузок включает первую механическую нагрузку и вторую механическую нагрузку. Первую механическую нагрузку подсоединяют к первому двигателю, а вторую механическую нагрузку подсоединяют ко второму двигателю. Множество электрических генераторов включает первый генератор и второй генератор. Первый генератор подсоединяют к первому двигателю, а второй генератор подсоединяют ко второму двигателю. Множество электрических нагрузок может быть по отдельности подсоединено к первому генератору или второму генератору. Чтобы генерировать сигнал, отображающий первую механическую нагрузку на первом двигателе, вторую механическую нагрузку на втором двигателе, суммарную величину электрических нагрузок на первом генераторе и/или суммарную величину электрических нагрузок на втором генераторе, сконфигурирован по меньшей мере один датчик нагрузки. Регулятор выполнен с возможностью переключения по меньшей мере одной из множества электрических нагрузок между первым генератором и вторым генератором в зависимости от сигнала. Краткое описание чертежей Вышеупомянутые и другие преимущества данного изобретения и способ их достижения станут более очевидны, а изобретение будет лучше понятно после прочтения описания варианта осуществления изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - вид сбоку уборочной машины, в которой использован вариант осуществления генерирующей и пусковой системы настоящего изобретения; и фиг. 2 - схематическая блок-схема, представляющая генерирующую и пусковую систему с фиг. 1. Одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные элементы на нескольких чертежах. Иллюстративные примеры, использованные в данной заявке, иллюстрирует один вариант осуществления изобретения, и такие иллюстративные примеры никоим образом не должны быть истолкованы как ограничение объема заявленного изобретения. Подробное описание изобретения На чертежах, в частности, на фиг. 1, показано сельскохозяйственное транспортное средство 10,также более конкретно проиллюстрированное как уборочная машина 10, которая имеет шасси 12, кабину/средства управления 14, колеса 16, энергосистему 18 и энергосистему 20. Уборочная машина 10 несет на себе множество механических и электрических систем, включая жатку для уборки сельскохозяйственных культур, которая направляет убираемый материал в секцию молотильного аппарата. Секция молотильного аппарата отделяет зерно от убираемого материала и направляет зерно к рабочей поверхности решет для дополнительного отделения зерна от легковесного убираемого материала. Затем, зерно перемещается в область хранения для дальнейшего перемещения в транспортное средство для перевозки зерна. Шасси 12 обеспечивает структурную целостность уборочной машины 10 и используется для поддержки на нем механических и электрических систем. Средства управления в кабине 14 обеспечивают водителю возможность направлять функциональные блоки уборочной машины 10. Колеса 16 поддерживают шасси 12 и позволяют системе обеспечения движения перемещать уборочную машину 10, куда направит водитель, используя средства управления 14. Энергосистемы 18 и 20 сконфигурированы с разделением нагрузок; например, одна из энергосистем может обеспечивать энергию для системы обеспечения движения, а другая обеспечивать энергию для секции молотильного аппарата уборочной машины 10. На фиг. 2 схематично показана иллюстрация варианта осуществления генерирующей и пусковой системы, используемой энергосистемами 18 и 20. Элементы энергосистемы 18 включают двигатель 22,коробку передач/зубчатый привод 24, генератор 26, механические нагрузки 38, электрические нагрузки 30, датчик/средство 32 управления двигателя, датчик/средство управления 34 коробки передач, датчик/средство 36 управления генератора и датчик/средство 38 управления электрической нагрузки. Несмотря на то, что элементы энергосистемы 20 отделены и могут отличаться, они обозначены позициями аналогичных функциональных элементов энергосистемы 18, к которым добавлена цифра 100. Регулятор 40 соединен со многими частями энергосистем 18 и 20, чтобы обеспечивать управление в интерактивном режиме таким образом, чтобы элементы систем 18 и 20 могли быть в некоторой степени взаимосвязаны,так чтобы уборочная машина 10 могла выполнять возложенную на нее задачу. Для простоты объяснения изобретения регулятор 40 проиллюстрирован как установленный отдельно регулятор. Однако необходимо также понимать, что функции регулятора 40 могут осуществляться регулятором, используемым в уборочной машине 10 для других функций. Несмотря на то, что взаимосвязь между регулятором 40 и другими элементами показана как одиночная линия, данная линия должна передать понимание того, что информация и/или энергия могут взаимно передаваться между ними. Двигатель 22 может представлять собой двигатель 22 внутреннего сгорания, который соединен с коробкой передач 24, которая дополнительно может представлять собой зубчатый привод 24. Коробка передач приводит в действие генератор 2 6 механическим образом, также как другие механические нагрузки 28. Различие механических нагрузок 28 не предполагает отсутствие механической связи между генератором 26 и коробкой передач 24, но скорее означает, что имеются дополнительные механические нагрузки, которые предназначены для энергосистемы 18, а также отдельные механические нагрузки, предназначенные для энергосистемы 20. Например, механические нагрузки 28 могут включать механизмы зерноочистки в уборочной машине 10,тогда как механические нагрузки 12 8 могут представлять собой обеспечивающую движение и гидравлическую системы уборочной машины 10. Нагрузки могут быть преимущественно разделены таким образом, что в случае, когда уборочная машина 10 просто перемещается с одного поля на другое без работающей системы обмолота, существует возможность выключения двигателя 22, в то время как двигатель 122 обеспечивает движущую силу для перемещения уборочной машины 10. Генератор 26 дополнительно функционирует в качестве электродвигателя 26, когда его приводят в действие посредством подаваемой к нему электрической энергии под управлением регулятора 40. Например, двигатель 22 не включает отдельный генератор переменного тока, который мог бы заряжать предназначенный для него аккумулятор, поскольку является общей точкой для энергосистем. Точнее двигатель 22 запускают посредством генератора/электродвигателя 26, приводимого в действие за счет энергии, к нему подаваемой, для механического движения генератора/электродвигателя 26, который приводит в действие двигатель 22 через коробку передач 24, чтобы облегчить движение двигателя 22, так чтобы двигатель 22 мог быть затем запущен. Во время процесса запуска механические нагрузки должны быть, по меньшей мере, временно отсоединены от коробки передач 24 под управлением регулятора 40,посылающего информацию на датчик/средства управления 34. Когда двигатель 22 запущен и функционирует, как обнаружено датчиками 32 и передано регулятору 40, регулятор 40 может посылать управляющую информацию на датчик/средство управления 36, для того, чтобы генератор 26, началтогда вырабатывать электрическую энергию. Следует отметить, что хотя генератор 26 и генератор 126 упоминаются как генератор, их можно также принимать в качестве генераторов переменного тока или других источников электрической энергии. Регулятор 40 может быть использован для запуска энергосистем 18 и 20 следующим образом. При необходимости, сначала может быть использована энергия от аккумулятора 42 и направлена либо к генератору/электродвигателю 26 или 126 для того, чтобы можно было для начала запустить соответственно двигатели 22 или 122. Мощность аккумулятора 42 может быть подобрана таким образом, чтобы ее хватило для обеспечения достаточного количества энергии для запуска либо двигателя 22 или 122, но чтобы ее энергии было недостаточно для запуска как двигателя 22, так и двигателя 122 без подзарядки или для запуска одновременно двигателя 22 и 122. Однако, преимущественно, для простоты объяснения, когда двигатель 22 был запущен, то энергия, вырабатываемая генератором 26, может быть переключена на генератор/электродвигатель 126 так, чтобы двигатель 122 запускался затем без использования энергии от аккумулятора 42. Когда электрическая энергия необходима для перезарядки аккумулятора 42, регулятор 40 направляет часть электрической энергии к аккумулятору 42 для его необходимой зарядки. Хотя это и не проиллюстрировано, могут быть использованы инверторы постоянный/постоянный ток или преобразователи постоянный/переменный ток. В случае, когда каждая энергосистема 18 или 20 испытывает нагрузку, превышающую нормальную,что отслеживается регулятором 40, электрические нагрузки 30 или 130 могут быть переключены между генератором 26 и генератором 126. Переключение нагрузки может быть выполнено либо посредством подсоединения электрическим образом нагрузки от одного генератора к другому генератору, либо подачи электрической энергии от одного генератора к другому генератору. Например, если энергосистема 18 неожиданно столкнулась с дополнительной нагрузкой, как например, затором, возникшим в системе обмолота, что, тем самым, подает более тяжелую механическую нагрузку 28 на двигатель 22, то регулятор 40 переключит по меньшей мере часть электрической нагрузки 30, так чтобы она объединилась с элек-2 018781 трическими нагрузками 130, которые питаются от генератора 126, снижая, тем самым, нагрузку на энергосистему 18. Таким образом, регулятор 40 балансирует нагрузки между энергосистемами 18 и 20 так,чтобы двигатели 22 и 122 могли работать ближе к частоте вращения со своей максимально эффективной производительностью. Переключение электрических нагрузок может быть выполнено посредством отсоединения электрическим образом нагрузки от одного генератора и подсоединения ее электрическим образом к другому генератору. Переключение электрических нагрузок также может означать возможность подачи электрической энергии от одного генератора к другому генератору другой энергосистемы, чтобы помочь удовлетворить нагрузку, требуемую этой другой энергосистемой. Балансировка нагрузок между энергосистемами 18 и 20 выполняется регулятором 40, который дополнительно отслеживает физические свойства энергосистемы 18 и энергосистемы 20. Например, двигатель 22 может быть меньше, чем двигатель 122 или может иметь другую кривую силы вращательного момента, так что разные свойства энергосистем 18 и 20 являются частью алгоритма управления регулятора 40 для того, чтобы оптимизировать общую работу уборочной машины 10. Таким образом, нет необходимости предполагать при балансировке нагрузки, что электрические нагрузки как-то равномерно разделяются между энергосистемой 18 и энергосистемой 20, а, скорее, регулируются посредством регулятора 40 для оптимальной производительности каждой энергосистемы. Регулятор 40 может дополнительно обеспечивать энергию для привода механических нагрузок в системе 18 и 20, направляя электрическую энергию от генератора, чтобы использовать другой генератор в качестве электродвигателя. Например, если в уборочной машине 10 неожиданно происходит затор, и это значительно увеличивает механическую нагрузку 28, регулятор 40 не только переключит электрические нагрузки 30 к генератору 126, но может также направить электрическую энергию, вырабатываемую генератором 126, к генератору/электродвигателю 26, заставляя генератор/электродвигатель 26 выдавать механическую энергию обратно в коробку передач 24, чтобы помочь в приведении в действие механических нагрузок 28. Уборочная машина 10 имеет двигатели 22 и 122, каждый из которых приводит в действие соответственно генераторы 26 и 126, присоединенные для приведения в действие множества нагрузок посредством использования электричества, предоставляемого генераторами 26 и 126. Это устраняет необходимость отдельно размещать какие-либо генераторы переменного тока на двигателях 22 и 122, тем самым,облегчая им механическую нагрузку, размещенную на системах общепринятых двигателей. Генераторы 26 и 126 могут представлять собой генераторы высокого напряжения, которые питают инвертор постоянного/постоянного тока, который может изменять напряжение и регулировать энергию в аккумуляторе 42 и в системе генератор/электродвигатель для запуска двигателей. Как только один двигатель запущен за счет использования электрической энергии от аккумулятора 42, электричество, вырабатываемое начинающим работать затем генератором, используется для запуска другого двигателя, уменьшая, тем самым,цикл нагрузки на аккумулятор 42. Преимущества текущей системы включают исключение генераторов переменного тока и отдельных систем с регулируемым напряжением, обычно связанных с каждым двигателем. Электронику инвертора/преобразователя энергии используют, чтобы преобразовывать электричество от генерирования энергии высоко напряжения в соответствующие напряжения, необходимые для работы различных электрических нагрузок 30 и 130. Это обеспечивает высокую эффективность в электронных системах, которые являются частью уборочной машины 10, поскольку становится доступен источник более стабильной регулируемой энергии. Это также приводит к более высокой надежности системы в целом. Генератор/электродвигатели 26 и 126 могут предоставлять значительно больше энергии для запуска, чем обычный стартер, устанавливаемый на двигателе. Это обеспечивает значительно большую надежность компонентов и обеспечивает возможность для исключения из двигателя 22 и 126 электродвигателя стартера. Более высокие возможности генераторов/электродвигателей 26 и 126 также обеспечивают возможность более быстрого запуска двигателей, чтобы обеспечить почти мгновенное распределение нагрузок в процессе работы уборочной машины 10. Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на по меньшей мере один вариант его осуществления, настоящее изобретение может быть дополнительно модифицировано в рамках идеи и объема настоящего изобретения. Вследствие этого данная заявка включает любые изменения, применения или приспособления изобретения, с использованием его основных принципов. Дополнительно, данная заявка включает такие разделы настоящего раскрытия, которые попадают в пределы известной или общепринятой практики в области, к которой относится данное изобретение и которые попадают в рамки прилагаемой формулы изобретения, определяющей объем изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сельскохозяйственное транспортное средство, содержащее множество двигателей, включая первый двигатель и второй двигатель; множество механических нагрузок, включая первую механическую нагрузку и вторую механическую нагрузку, причем первая механическая нагрузка подсоединена к первому двигателю, а вторая меха-3 018781 ническая нагрузка подсоединена ко второму двигателю; множество электрических генераторов, включая первый генератор и второй генератор, причем первый генератор присоединен к первому двигателю, а второй генератор присоединен ко второму двигателю; множество электрических нагрузок, выполненных с возможностью присоединения по отдельности к первому генератору или второму генератору; по меньшей мере один датчик нагрузки, выполненный с возможностью выдачи сигнала, указывающего на по меньшей мере одну из первой механической нагрузки на первом двигателе, второй механической нагрузки на втором двигателе, суммарной электрической нагрузки на первом генераторе и суммарной электрической нагрузки на втором генераторе; и регулятор, выполненный с возможностью переключения по меньшей мере одной из множества электрических нагрузок между первым генератором и вторым генератором в зависимости от указанного сигнала. 2. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, в котором по меньшей мере один датчик нагрузки включает в себя множество датчиков нагрузки, включая первый датчик нагрузки и второй датчик нагрузки, причем первый датчик нагрузки связан с первым двигателем, а второй датчик нагрузки связан со вторым двигателем, при этом первый датчик нагрузки выполнен с возможностью выдачи первого сигнала, указывающего на первую общую нагрузку на первом двигателе, а второй датчик нагрузки выполнен с возможностью выдачи второго сигнала, указывающего на вторую общую нагрузку на втором двигателе, причем регулятор выполнен с возможностью изменения первой общей нагрузки и второй общей нагрузки посредством переключения по меньшей мере одной из электрических нагрузок от подсоединения электрическим образом к первому генератору к подсоединению электрическим образом к второму генератору в зависимости от первого сигнала и второго сигнала. 3. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.2, в котором первый двигатель имеет первый связанный с ним показатель производительности, а второй двигатель имеет второй связанный с ним показатель производительности, причем регулятор дополнительно выполнен с возможностью изменения первой общей нагрузки и второй общей нагрузки посредством переключения по меньшей мере одной из электрических нагрузок от подсоединения электрическим образом к первому генератору к подсоединению электрическим образом ко второму генератору в зависимости от первого показателя производительности и второго показателя производительности. 4. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.2, в котором первый генератор имеет первый связанный с ним показатель производительности, а второй генератор имеет второй связанный с ним показатель производительности, причем регулятор дополнительно выполнен с возможностью изменения первой общей нагрузки и второй общей нагрузки посредством переключения по меньшей мере одной из электрических нагрузок от электрического подсоединения к первому генератору к электрическому подсоединению к второму генератору в зависимости от первого показателя производительности и второго показателя производительности. 5. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, дополнительно содержащее источник накопления энергии, причем регулятор дополнительно выполнен с возможностью направления энергии от источника накопленной энергии к первому генератору, при этом первый генератор выполнен с возможностью функционирования в качестве электродвигателя и запуска первого двигателя. 6. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.5, в котором регулятор дополнительно выполнен с возможностью направления энергии от первого генератора ко второму генератору, причем второй генератор выполнен с возможностью функционирования в качестве электродвигателя и запуска второго двигателя. 7. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, в котором второй генератор дополнительно выполнен с возможностью функционирования в качестве электродвигателя, причем регулятор дополнительно выполнен с возможностью снятия всех электрических нагрузок от второго генератора и направления электрической энергии от первого генератора ко второму генератору для функционирования второго двигателя со второй механической нагрузкой. 8. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.7, в котором регулятор дополнительно выполнен с возможностью присоединения, по меньшей мере, нескольких из электрических нагрузок, снятых со второго генератора, к первому генератору. 9. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.7, дополнительно содержащее первую коробку передач, присоединенную к первому двигателю, для присоединения первого генератора и первой механической нагрузки к первому двигателю и вторую коробку передач, присоединенную ко второму двигателю, для присоединения второго генератора и второй механической нагрузки ко второму двигателю. 10. Сельскохозяйственное транспортное средство по п.1, представляющее собой уборочную машину. 11. Способ регулирования распределения нагрузки в сельскохозяйственном транспортном средстве,при котором присоединяют первую механическую нагрузку к первому двигателю, а вторую механическую нагрузку - ко второму двигателю; присоединяют первый генератор к первому двигателю, а второй генератор - ко второму двигателю; присоединяют по отдельности множество электрических нагрузок к первому генератору или второму генератору; генерируют датчиком нагрузки сигнал, указывающий на по меньшей мере одну из первой механической нагрузки на первом двигателе, второй механической нагрузки на втором двигателе, суммарных электрических нагрузок на первом генераторе и суммарных электрических нагрузок на втором генераторе; и переключают по меньшей мере одну из множества электрических нагрузок между первым генератором и вторым генератором в зависимости от указанного сигнала. 12. Способ по п.11, при котором по меньшей мере один датчик нагрузки включает в себя множество датчиков нагрузки, включая первый датчик нагрузки и второй датчик нагрузки, причем первый датчик нагрузки связан с первым двигателем, а второй датчик нагрузки связан со вторым двигателем, при этом первый датчик нагрузки выдает первый сигнал, указывающий на первую общую нагрузку на первом двигателе, а второй датчик нагрузки выдает второй сигнал, указывающий на вторую общую нагрузку на втором двигателе, причем согласно способу дополнительно изменяют первую общую нагрузку и вторую общую нагрузку посредством переключения по меньшей мере одной из электрических нагрузок от электрического подсоединения к первому генератору к электрическому подсоединению ко второму генератору в зависимости от первого сигнала и второго сигнала. 13. Способ по п.12, при котором первый двигатель имеет первый связанный с ним показатель производительности, а второй двигатель имеет второй связанный с ним показатель производительности,причем согласно способу дополнительно изменяют первую общую нагрузку и вторую общую нагрузку посредством переключения по меньшей мере одной из электрических нагрузок от электрического подсоединения к первому генератору к электрическому подсоединению ко второму генератору в зависимости от первого показателя производительности и второго показателя производительности. 14. Способ по п.12, при котором первый генератор имеет первый связанный с ним показатель производительности, а второй генератор имеет второй связанный с ним показатель производительности,причем согласно способу дополнительно изменяют первую общую нагрузку и вторую общую нагрузку посредством переключения по меньшей мере одной из электрических нагрузок от электрического подсоединения к первому генератору к электрическому подсоединению к второму генератору в зависимости от первого показателя производительности и второго показателя производительности. 15. Способ по п.11, при котором дополнительно направляют энергию от источника накопленной энергии к первому генератору и запускают первый двигатель посредством механического вращения первого генератора, который выполнен с возможностью работы в качестве электродвигателя. 16. Способ по п.15, при котором дополнительно направляют энергию от первого генератора ко второму генератору и запускают второй двигатель вторым генератором, который выполнен с возможностью работы в качестве электродвигателя. 17. Способ по п.11, при котором второй генератор дополнительно выполняют с возможностью работы в качестве электродвигателя, снимают все электрические нагрузки с второго генератора и направляют электрическую энергию от первого генератора ко второму генератору для функционирования второго двигателя со второй механической нагрузкой. 18. Способ по п.17, при котором дополнительно подсоединяют, по меньшей мере, несколько из электрических нагрузок, снятых со второго генератора, к первому генератору. 19. Способ по п.17, при котором первую коробку передач присоединяют к первому двигателю, причем первая коробка передач присоединяет первый генератор и первую механическую нагрузку к первому двигателю; а вторую коробку передач присоединяют ко второму двигателю, причем вторая коробка передач присоединяет второй генератор и вторую механическую нагрузку ко второму двигателю. 20. Способ по п.11, при котором сельскохозяйственное транспортное средство представляет собой уборочную машину.