Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

МОСКВА 2010




 

УДК 681.518.52.001.63

Шипилевский Г. Б., д.т.н., профессор. Конструкции тракторов.Конспект лекций по дисциплине «Конструкции наземных транспортных средств» - М.: МГТУ «МАМИ», 2010. – 16 с.

Конспект предназначен для студентов, изучающих дисциплину «Конструкции наземных транспортных средств» применительно к тракторам.

© Московский государственный технический университет «МАМИ», 2010

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

  Стр.
1.Общие определения и классификация тракторов.  
2.Двигатели.  
3.Трансмиссии.  
4.Несущие системы тракторов.  
5.Ходовые системы гусеничных тракторов.  
6.Ходовые системы колёсных тракторов.  
7. Управление поворотом колёсных тракторов.  
8.Кабины и рабочие места водителей на тракторах.  
9.Рабочее оборудование тракторов.  
10.Автоматические системы тракторов.  
11.Типичное исполнение на примере конкретных моделей.  
12. Литература

 

Конструкции тракторов изучаются после прохождения раздела «Конструкции автомобилей». Основной методический принцип – сравнение конструктивных решений.

Указания предполагают использование имеющихся учебников и учебных пособий.

 

1.Общие определения и классификация тракторов.

 

Трактором называется самоходная наземная машина (транспортное средство), предназначенная для создания тягового усилия, перемещающего несамоходные (прицепные, навесные или полунавесные) объекты, и для привода активных рабочих органов этих или стационарных объектов. Если эти объекты являются машинами (орудиями), предназначенными для выполнения определённых технологических операций), совокупность трактора с ними называют машинно-тракторным агрегатом (МТА). При этом орудия могут быть как постоянно установленными, так и сменными.

По назначению тракторы подразделяются на:

-сельскохозяйственные, в т. ч. общего назначения (главным образом для основной и предпосевной обработки почвы), универсальные, универсально-про­пашные (для возделывания пропашных культур), в том числе самоходные шасси, специализированные;

-промышленные, в т.ч. болотоходные, трубоукладчики, фронтальные по­грузчики;

-лесохозяйственные и лесопромышленные;

-коммунальные;

-специальные.

По типу ходовой системы тракторы делятся на колёсные, гусеничные, колёсно-гусеничные.

По тяговому усилию тракторы делятся на тяговые классы. Обозначение класса примерно соответствует номинальному тяговому усилию в тоннах (для сельскохозяйственных тракторов у нас приняты следующие классы – 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2; 3; 4; 5,6 и 8, для промышленных – 2; 6; 10; 15; 25; 35; 50 и 75).

Основная особенность работы тракторов заключается в том, что для них характерна длительная работа с загрузкой по мощности, близкой к максимальной, при изменении тяговой нагрузки и скорости в широких пределах. При этом у сельскохозяйственных тракторов различают три диапазона скоростей – основной рабочий примерно от 6 до 15 км/час, транспортный до 40 или более км/час и замедленный (ползучий) от 0,2 до 2-3 км/час.

 

2.Двигатели.

 

Преимущественным видом тракторных двигателей являются дизельные. Бензиновые двигатели в настоящее время используются только на некоторых тракторах класса 0,2 и мотоблоках.

Основные особенности тракторных двигателей (в отличие от автомобильных):

- повышенные запасы долговечности, обеспечивающие работу тракторов с длительной загрузкой по мощности, близкой к максимальной;

- характеристика регулирования подачи топлива, которая в отличие от двухрежимного регулирования автомобильных двигателей является всережимной;

- более узкий диапазон изменения частоты вращения (как правило, не более 2500 об/мин);

- возможное применение двухступенчатого пуска посредством вспомогательного бензинового двигателя.

 

3.Трансмиссии.

 

Назначение тракторных трансмиссий не отличается от назначения трансмиссий автомобильных. Ими выполняются четыре функции:

- передача мощности (момента) от двигателя к ведущим ко­лёсам;

- редукция (по частоте вращения и моменту);

- изменение степени редук­ции (передаточного числа) и направления вращения;

- распределение потоков мощности при наличии двух и более ведущих колёс и дополнительных потребителей.

Тракторные трансмиссии бывают как со ступенчатым, так и с бесступенчатым изменением передаточного числа (степени редукции).

Как правило, ступенчатые трансмиссии соединяются с двигателем через муфту сцепления. В основном конструкции тракторных сцеплений не отличаются от сцеплений автомобильных (одно- или двухдисковые сухие), хотя особенностями являются наличие тормозка, останавливающего ведомую часть муфты сцепления при выключении, и возможность длительного состояния в выключенном виде (непостоянно замкнутые муфты). В ряде м тракторов вместо фрикционных муфт сцепления используются гидромуфты.

Основной особенностью ступенчатых трансмиссий тракторов является большое количество передач, в т.ч. благодаря диапазонному (каскадному) построению. Оно выглядит как последовательное соединение нескольких коробок передач, каждая из которых может иметь от двух до четырёх (или даже более) ступеней. При этом желательно, чтобы как минимум в одной из коробок должно быть обеспечено переключение на ходу под нагрузкой без разрыва потока мощности (в основном благодаря фрикци­онным муфтам с гидравлическим управлением). С этой целью управление переключением передач в ступенчатых трансмиссиях должно происходить с перекрытием (новая ступень начинает включаться раньше, чем выключится старая), которое и даёт необходимую безразрывность. В некоторых моделях ступенчатых трансмиссий используются синхронизаторы.

Одна и та же базовая модель может выпускаться с различной комплектацией диапазонов трансмиссии. В число заказных могут попадать узлы типа реверс-редукторов и ходоуменьшителей (обеспечивают движение с замедленными скоростями).

Бесступенчатые трансмиссии тракторов могут быть механические, гидродинамические, гид­рообъёмные, электрические.

Механические трансмиссии с бесступенчатым изменением передаточного отношения могут содержать механизмы типа клиноремённых, лобовых или тороидных вариаторов. В тракторах они применяются крайне редко.

В гидродинамических передачах используются гидротрансформаторы, обладающие свойством автоматического изменения передаточного отношения в зависимости от действующей нагрузки. Наибольшее распространение такие передачи получили в мощных промышленных тракторах в сочетании со ступенчатыми коробками передач, имеющими 3-4 ступени.

Гидрообъёмные передачи содержат насосы и гидромоторы объёмного типа. Изменение передаточного отношения производится благодаря тому, что часть или все машины могут иметь регулирование рабочих объёмов. Такие передачи не обладают саморегулированием, поэтому их использование целесообразно в сочетании с автоматическим регулированием. Пока они уступают механическим по стоимости и КПД, однако качественное автоматическое регулирование может существенно компенсировать эти недостатки.

Электрические передачи содержат генератор, приводимый двигателем, и один или несколько электродвигателей. Такая передача очень легко поддаётся автоматическому регулированию, хотя при определённых характеристиках этих машин она становится саморегулирующейся. Её недостатками считаются повышенные стоимость и массо-габаритные показатели и недостаточно высокий КПД, однако продолжающееся совершенствование конструкций и технологий производства электрических машин, в частности, для переменного тока с частотным регулированием, позволяет рассчитывать на прогресс в этой области. Сейчас такие передачи используются довольно редко, преимущественно на машинах большой мощности.

Трансмиссии с гидрообъёмными и электрическими передачами могут быть полнопоточные и двух- и более поточные. В первых вся мощность передаётся только через гидравлический или электрический контур. В других через такой контур передаётся только часть мощности, а остальная идёт через механическую передачу, в которой может быть несколько переключаемых ступеней. Это позволяет компенсировать недостаточно высокий КПД, но сужает диапазон бесступенчатого регулирования передаточного отношения. Соединения контуров могут находиться как на входе трансмиссии, так и на её выходе, и осуществляться с помощью дифференциалов.

В ряде моделей тракторов имеется возможность полного реверса благодаря наличию механизма, называемого «реверс-редуктором». Он может находиться на входе или на выходе трансмиссии и осуществляет изменение направления вращения её выходного вала, т.е. направления движения трактора, сохраняя для заднего хода такое же количество ступеней, что и для переднего. Выбор нужного направления движения может выполняться благодаря наличию в реверс-редукторе двух фрикционных механизмов – муфт или тормозов. Это даёт возможность за счёт соответствующего автоматического управления быстро и с минимумом действий водителя изменять направление движения трактора, что принято называть быстрым реверсом. Быстрый реверс удобен для работы с фронтальным погрузчиком, на крутых склонах или для разворотов широкозахватных МТА в узкой полосе.

В тракторных трансмиссиях в качестве отдельных узлов рассматриваются ведущие мосты. Они содержат главные передачи, главным образом, в виде пары конических шестерён, которые служат как для дополнительной редукции, так и для поворота валов трансмиссии на 90 градусов по отношению к оси вала двигателя (есть модели тракторов, в которых этот поворот происходит непосредственно в коробке передач).

Ведущие мосты колёсных тракторов, как и автомобильные, содержат дифференциалы, распределяющие мощность между ведущими колёсами и обеспечивающие отсутствие скольжения при поворотах. Наиболее распространены симметричные конические дифференциалы, которые обеспечивают равенство крутящих моментов на осях ведущих колёс. Однако это свойство дифференциалов приводит к тому, что при ухудшении сцепления одного из колёс с почвой снижается тяга трактора. С целью устранения этих потерь прибегают к блокированию дифференциала, которое выравнивает частоты вращения колёс. Применяются также дифференциалы повышенного трения и дифференциалы на базе обгонных муфт.

Колёсные тракторы могут иметь два и более ведущих мостов. Это позволяет полностью использовать сцепные свойства трактора, однако при движении по твёрдым дорогам и с малой тяговой нагрузкой достаточно иметь один ведущий мост – основной (как правило, задний). С этой целью привод дополнительных ведущих мостов делают отключаемым через узел трансмиссии, который называют раздаточной коробкой. При этом часто используют фрикционные муфты с гидравлическим сжатием.

Внутри основных ведущих мостов часто размещают тормоза ведущих колёс. Они могут быть колодочными и ленточными, но в последнее время наиболее распространёнными становятся многодисковые, в том числе мокрые.

Ведущие мосты гусеничных тракторов выполняют функцию механизма поворота (рулевого управления). Такой механизм может иметь разностно-тяговое и разно­стно-скоростное действие.

В первом случае воздействие водителя приводит к ограничению крутящего момента на оси соответствующего ведущего колеса, т.е. тягового усилия соответствующей гусеницы. Для этого в механизме используются либо фрикционные многодисковые муфты с регулируемым сжатием, либо планетарные механизмы с регулируемым тормозом замыкающего звена (чаще всего солнечной шестерни). Ослабление сжатия муфты или затяжки тормоза приводит к появлению скольжения внутри механизма, снижающего передаваемый момент. Возникающее различие тяговых усилий гусениц образует момент сил, поворачивающий трактор вокруг вертикальной оси.

В некоторых случаях, например, при малой или отсутствующей тяговой нагрузке и на вязкой почве, даже полного прекращения тяги отстающей гусеницей может оказаться недостаточно для осуществления поворота. Тогда её притормаживают соответствующим тормозом, также размещённым в ведущем мосту. Тем самым на этой гусенице создаётся отрицательная тяга, увеличивающая поворачивающий момент.

Разностно-скоростное действие заключается в том, что ступенчато или плавно вводится неравенство передаточных отношений от двигателя к ведущим колёсам. Они начинаются вращаться с разными частотами, вследствие чего появляется разность скоростей перематывания гусениц, и трактор поворачивает. При этом можно добиться даже перематывания в разные стороны, что приводит к вращению трактора на месте вокруг собственной вертикальной оси. Чаще всего в современных тракторах механизмы поворота с таким действием устроены по двухпоточной схеме с двумя дифференциалами и гидрообъёмным контуром.

Бортовые передачи являются заключительными звеньями тракторных трансмиссий. Они предназначены как для окончательной редукции, так и для увеличения дорожного просвета. Конструктивно они могут быть выполнены как обычные шестерённые редукторы в корпусах, состыкованных с корпусами ведущих мостов, так и в виде колёсных редукторов, чаще всего планетарных, в том числе размещаемых непосредственно внутри диска колеса. В ряде конструкций специализированных тракторов корпуса конечных передач могут поворачиваться относительно остова трактора, что позволяет сохранять горизонтальное положение остова при работе на склонах или регулировать дорожный просвет.

4.Несущие системы (остовы) тракторов.

 

Несущие системы тракторов обеспечивают соединение всех узлов и механизмов в единое целое и воспринимают все действующие на трактор внешние нагрузки, из которых главными являются сопротивление орудия и реакции опорной поверхности. Они могут иметь рамное, полурамное и безрамное исполнение.

Рамное исполнение несущей системы представляет собой замкнутую конструкцию в виде параллелограмма, на которой установлены все механизмы трактора. Она может быть цельной (неразъёмной) или сборной, состоящей из частей. При изготовлении может использоваться как литьё, так и штампо-сварная технология.

При полурамном исполнении используется П-образная конструкция. Она несёт на себе двигатель трактора и соединена с корпусом трансмиссии, который воспринимает тяговую нагрузку сзади.

Безрамное исполнение состоит в жёстком соединении между собой корпусных деталей двигателя и трансмиссии. Оно формирует остов трактора, к которому присоединяются остальные узлы и механизмы.

В некоторых моделях тракторов используются шарнирно-сочленённые рамы. Они состоят из двух частей, соединённых шарниром с вертикальной осью. Поворот вокруг него происходит под действием рулевого управления. Кроме того, в этом шарнире обеспечивается угловое перемещение вокруг продольной горизонтальной оси для лучшего приспособления к неровностям опорной поверхности.

 

5.Ходовые системы гусеничных тракторов.

Гусеницы представляют собой замкнутые ленты, которые могут быть как составными, так и цельными (ленточными).

Составные гусеницы состоят из звеньев (цельнолитых или сборных) и шарнирных соединений с осями в виде пальцев. При этом шарниры могут быть открытыми или уплотнёнными (закрытыми). Применяются и резинометаллические шарниры, в которых взаимный перегиб звеньев происходит за счёт скручивания запрессованных резиновых втулок.

Ленточные гусеницы применяются преимущественно в виде резино-армированных конструкций. В их основе лежит металлическая арматура в виде тросов с предварительным натяжением.

Передача усилия на гусеницу осуществляется ведущими колёсами. Они имеют зубья, взаимодействующие с отверстиями в звеньях. Для резино-армированных гусениц может применяться фрикционная передача усилия.

Верхняя ветвь гусеницы опирается на поддерживающие ролики. Остов трактора опирается на нижнюю ветвь через опорные катки. При этом связь остова с катками происходит через подвеску, имеющую различное исполнение.

Подвеска может быть жёсткой, в которой опорные катки не могут перемещаться относительно остова трактора. В полужёсткой подвеске катки жёстко соединены с тележкой, которая сзади соединена с остовом шарнирно, а спереди – через упругий элемент (рессору). В эластичной подвеске каждый каток (или пара катков на общей тележке-балансире) имеет упругий элемент в виде пружины или торсиона.

Амортизационно-натяжное устройство располагается спереди (как правило, ведущее колесо располагают сзади). Оно содержит направляющее колесо и механизм натяжения гусеницы за счёт перемещения колеса вперёд. Кроме того, оно имеет упругий элемент, смягчающий удары при наезде трактора на препятствие.

Гусеница может иметь два вида обвода: с параллельным расположением верхней и нижней ветвей и треугольный. В последнем ведущее колесо либо приподнято, либо имеет увеличенный диаметр.

 

6.Ходовые системы колёсных тракторов.

 

Ходовые системы колёсных тракторов традиционной компоновки имеют серьёзные отличия от ходовых систем автомобилей.

Передние мосты этих тракторов (как ведущие, так и неведущие) выполняются в виде поперечных балок, соединённых с остовом посредством центрального шарнира. Тем самым обеспечивается качание мостов вокруг продольной горизонтальной оси для движения по неровной поверхности.

Регулирование ширины колеи является обязательным для универсально-пропашных тракторов. Оно в передних мостах обеспечивается за счёт телескопического устройства поперечных балок. В задних мостах применяются различные решения. Ступицы колёс могут перемещаться по шлицам или по шпонкам полуосей, в том числе с помощью червячно-винтовых или червячно-реечных устройств. Диски колёс могут делаться разрезанными на две части, причём каждая несимметрична относительно вертикальной плоскости. Перестановка внутренней части по ступице и внешней части по внутренней дают 4 варианта ширины колеи. Соединение частей разрезного диска может происходить по винтовому сопряжению, которое даёт бесступенчатое регулирование ширины колеи.

Некоторые модели тракторов допускают установку при необходимости вторых колёс на один или оба моста. Это снижает воздействие (давление) на почву и улучшает тяговые возможности трактора.

Подрессоривание в ходовых системах колёсных тракторов присутствует преимущественно в передних мостах. Оно может иметь вид упруго-демпфирующих элементов по угловым колебаниям балок относительно остова. Могут применяться индивидуальные подвески самих колёс совместно с поворотными цапфами, допускающие вертикальные перемещения относительно мостов.

Ходовые системы шарнирно-сочленённых колёсных тракторов более сходны с ходовыми системами полноприводных автомобилей. Ведущие мосты таких тракторов могут выполняться в виде отдельных балок, соединённых с остовом посредством рессор и амортизаторов.

В последнее время появились сведения об использовании в передних мостах подвесок с электронным регулированием. Подробности устройства при этом не сообщаются, однако можно иметь в виду, что регулирование может быть связано в основном с воздействиями на степень демпфирования через изменение проходного сечения дросселя гидравлического амортизатора (если в подвеске используются пневматические упругие элементы, можно ожидать и регулирования жёсткости через изменение объёма элемента).

 

7. Управление поворотом колёсных тракторов.

 

Управление поворотом в колёсных тракторах может осуществляться различными способами. Тракторы классической компоновки управляются поворотом передних колёс относительно вертикальных осей (при этом на машине присутствует механизм рулевой трапеции, обеспечивающий нужное соотношение между углами поворота наружного и внутреннего колёс). В шарнирно-сочленённых тракторах происходит взаимный перекос полурам вокруг шарнира с вертикальной осью. Тракторы относительно малых размеров могут иметь рулевое управление, аналогичное механизму поворота гусеничного трактора с разностно-тяговым действием и подтормаживанием отстающего колеса (благодаря этому такие тракторы могут иметь колёса достаточно большого диаметра при неширокой колее).

В тракторах низких тяговых классов (до 0,6) механизмы рулевого управления аналогичны автомобильным и могут быть различных типов – зубчато-реечные, винтовые, «червяк-сектор» или «червяк-шестерня». Для более высоких классов рулевые управления снабжаются усилителями, преимущественно гидравлическими, и называются гидромеханическими.

Такие управления устроены в виде сочетания обычного рулевого механизма описанных выше типов с гидравлическим распределителем. В механизме закладывается люфт и одна из его деталей (чаще всего - червяк) соединяется с подпружиненной подвижной частью (золотником) распределителя. Если для поворота рулевого колеса необходимо приложить большое усилие, эта деталь смещается, сжимая пружины, и перемещает золотник. Рабочая жидкость от насоса начинает поступать в одну из полостей цилиндра, и его поршень начинает перемещаться в нужную сторону, помогая повороту передних колёс, так как его шток соединён с одной из подвижных деталей рулевой трапеции. Остановка вращения рулевого колеса возвращает весь механизм в равновесное состояние, а колёса остаются повёрнутыми на заданный угол. При таком управлении сохраняется механическая связь между рулевым колесом и рулевой трапецией, так что при неработающем двигателе сохраняется возможность поворота колёс, однако необходимое для этого усилие резко возрастает.

В последнее время в тракторостроении всё шире применяются гидрообъёмные рулевые управления. В них отсутствуют механическая связь между рулевым колесом и трапецией и рулевой механизм, что существенно облегчает компоновку трактора. Поворот рулевого колеса непосредственно воздействует на распределитель, который направляет поток рабочей жидкости от насоса в цилиндр за счёт смещения золотника относительно гильзы. По пути этот поток проходит через гидромотор – дозатор, который перемещает гильзу распределителя в сторону ликвидации относительного смещения золотника. Благодаря этому в цилиндр попадает определённый объём жидкости, пропорциональный углу поворота рулевого колеса. Происходит соответствующее перемещение поршня, и колёса поворачиваются на определённый угол. Если двигатель не работает и основной насос не подаёт рабочую жидкость, дозатор становится вспомогательным насосом с приводом от рулевого колеса, что обеспечивает поворот колёс, но потребное для поворота рулевого колеса усилие существенно возрастает.

Существуют конструкции такого рулевого управления, в которых прекращение работы насоса увеличивает передаточное отношение между углами поворота рулевого колеса и управляемых колёс. Для этого в гидравлическую схему вводится специальный узел - усилитель потока, который при работающем насосе в несколько раз увеличивает поток жидкости в цилиндр по сравнению с потоком через дозатор. При неработающем насосе в цилиндр подаётся именно этот меньший поток, что и обеспечивает рост передаточного отношения и не допускает чрезмерного роста усилия.

Такие рулевые управления снабжаются рядом вспомогательных устройств, повышающих надёжность и безопасность системы. В их число входят, например, антишоковые клапаны, не допускающие чрезмерного повышения давления в гидравлических трубопроводах при резких силовых воздействиях извне.

 

8.Кабины и рабочие места водителей на тракторах.

 

Условия работы тракторов (поле, земляные работы в строительстве или в карьерах и т.п.) отличаются наличием многочисленных воздействий, способных нанести вред здоровью или даже жизни водителей (трактористов). В связи с этим тракторы оборудуются кабинами, образующими рабочее место и обеспечивающими требуемые меры защиты водителей.

Защита от пыли стала первой по времени задачей, решённой благодаря особенностям конструкции кабин и оснащению их специальным оборудованием. Кабина должна быть максимально герметичной и в ней должно поддерживаться избыточное давление воздуха благодаря вентилятору с фильтрацией нагнетаемого воздуха от пыли, содержание которой внутри кабины регламентируется действующими нормами.

Появление кабин как замкнутых объёмов заставило принимать меры по защите водителя от шума и вибрации, допустимые уровни которых также нормируются. Шумо-виброизоляция кабин достигается за счёт их установки на специальные амортизаторы и покрытия внутренних поверхностей поглощающими материалами. Кроме того, принимаются меры по подавлению шумов и вибраций в источниках их образования (двигатели, трансмиссии, гидросистемы).

Нормализация микроклимата связана с необходимостью обеспечивать в кабинах допустимый температурно-влажностный режим подаваемого воздуха. В тёплое время его необходимо охлаждать, для чего используются обычные транспортные кондиционеры или воздухоохладители испарительного типа. В холодное время требуется подогрев с помощью отопителей, соединённых с системой жидкостного охлаждения двигателей или (при воздушном охлаждении) использующих сжигание топлива.

Защита от низкочастотных колебаний тела водителя является важной мерой охраны здоровья и должна ограничивать уровень вибрационных перегрузок в диапазоне низких частот (до 63 Гц). Она обеспечивается установкой сиденья на упругом элементе и наличием амортизатора или демпфера. При этом часто используются пневматические устройства. Установка сиденья должна иметь регулировки по росту водителя и по массе его тела.

Так как кабина является рабочим местом водителя, к ней предъявляются стандартизованные требования по размещению органов управления и по допустимым уси­лиям на их перемещение. При этом отсчёт размеров зон размещения производится относительно водительского сиденья. Таким же образом нормируются размеры внутри кабины (в частности, высота и ширина) и самого сиденья. При определении этих нормативов используются известные данные антропометрических измерений.

Обзорность тракторных кабин должна обеспечивать видимость с рабочего места водителя тех участков опорной поверхности и пространства вокруг трактора, которые важны с точки зрения качества выполнения работ. В частности, на универсально-пропашных тракторах принято в число этих участков включать зоны контакта передних колёс с почвой, чтобы точнее вести трактор по междурядьям пропашных культур. Сюда же относится и освещённость, призванная обеспечить работу в тёмное время суток. Она обеспечивается должным количеством, размещением и качеством приборов внешнего освещения (передних и задних фар).

Действующим законодательством многих стран (в том числе и РФ) предусмотрено оснащение тракторов световыми средствами сигнализации. К их числу относятся указатели поворота и стоп-сигнал. Обязательным является также наличие звукового сигнала.

Защитные свойства кабин призваны обеспечить недопущение травмирования водителя в некоторых особых случаях. Колёсные тракторы должны быть оборудованы средствами ROPS (от английского Roll Over Protective Structure – конструкция, защищающая при опрокидывании). Тракторы для лесного хозяйства должны иметь FOPS (Fall Over Protective Structure – конструкция, защищающая от падения сверху). И та, и другая должны в случае опрокидывания или падения на кабину сверху тяжёлого предмета ограничить деформацию кабины так, чтобы в определённый объём вокруг сиденья не вторгался ни один элемент, и пристёгнутый к сиденью водитель не был опасно травмирован.

Доступ на рабочее место должен обеспечивать отсутствие затруднений как при посадке в кабину, так и при её покидании. Для этого регламентируются размеры элементов подножек, дверей и проходов от них к сиденью. Предусматривается наличие запасного выхода, например, через заднее окно кабины.

Действующие в РФ правила предусматривают дополнительное оборудование кабин (термос, аптечка и т.д.).

 

9.Рабочее оборудование тракторов.

 

Работа тракторов в составе МТА различного назначения обеспечивается благодаря наличию специального рабочего оборудования (универсального или узкоспециализированного).

Тягово-сцепные устройства (ТСУ) предназначены для соединения трактора с буксируемым орудием (прицепом). Они позволяют смещать точку прицепления относительно оси трактора и имеют шарнир с вертикальной осью для облегчения поворота МТА. Этот шарнир может быть размещён в пределах колёсной базы трактора (маятниковое ТСУ), что повышает устойчивость прямолинейного движения МТА. ТСУ может быть снабжено гидрофицированным крюком, который позволяет трактористу соединять трактор с прицепом или прицепным орудием, не покидая кабины.

В настоящее время в сельскохозяйственных МТА используются преимущественно навесные орудия. Они присоединяются к трактору с помощью навесных систем, состоящих из верхней центральной тяги и двух нижних тяг. При этом все навесные орудия имеют стандартное расположение точек соединения с этими тягами. Нижние тяги в основном расположены симметрично относительно продольной оси трактора (трёхточечная наладка), однако в отечественной практике в тракторах общего назначения для агрегатирования с навесными плугами может использоваться двухточечная наладка со смещением левой нижней тяги вправо вплоть до сближения с правой нижней тягой. Это смещает плуг вправо для облегчения управления агрегатом, смещая трактор от борозды (это особенно полезно на тракторах, у которых ширина колеи больше, чем ширина захвата орудия).

Навесные системы обеспечивают перевод навесного орудия из рабочего положения (опущено) в транспортное (поднято). Для этого используется гидропривод с силовыми устройствами в виде одного или двух цилиндров. В его состав входят насос объёмного типа и золотниковый распределитель (а также бак, фильтры и другие необходимые элементы). В отечественной практике принято использовать четыре позиции золотника. Позиции «подъём» и «принудительное опускание» обеспечивают соответствующее движение поршней цилиндров и перемещение навесного орудия. Позиция «нейтраль (заперто)» фиксирует навесное орудие в поднятом положении при развороте или переезде. Позиция «плавающее» позволяет орудию опуститься под действием собственного веса до контакта присутствующего на нём опорного колеса с почвой, обеспечивая заданную глубину обработки с копированием микрорельефа. Из позиций «подъём» и «принудительное опускание» обеспечивается автоматический возврат золотника в положение «нейтраль» после окончания хода поршня.

Гидросистема навесного устройства может обслуживать гидравлические механизмы (выносные цилиндры или гидромоторы) прицепных или навесных машин. С этой целью имеются дополнительные золотники, управляющие потоком рабочей жидкости через отдельные выводы, расположенные сзади трактора (их число обычно 3-4, но может доходить и до 6).

Некоторые орудия имеют рабочие органы, требующие внешнего привода через карданный вал. С этой целью на тракторах имеется специальный привод, называемый валом отбора мощности (ВОМ). В основном используется так называемый независимый привод ВОМ, частота вращения которого не зависит от скорости трактора. Ранее стандартным значением частоты вращения ВОМ было 540 об/мин. В последующем было принято более высокое значение – 1000 об/мин, хотя в большинстве моделей сохранена возможность переключения с одного значения на другое и обратно. В последнее время появился так называемый экономический привод ВОМ, в котором частота вращения карданного вала примерно в 1,5 раза выше, что позволяет при невысокой загрузке двигателя трактора по мощности ограничить частоту вращения его вала для снижения расхода топлива.

Привод независимого ВОМ, как правило, имеет два устройства для включения и выключения. Одно (типа зубчатой муфты) предназначено для редкого длительного включения или выключения. Второе (типа фрикционной муфты) предназначено для частых включений или выключений при разворотах МТА.

Синхронный привод используется для машин, действие которых согласовано с расстоянием, например, при посадке овощной рассады. В нём соблюдается постоянное отношение частоты вращения к скорости трактора. Например, в тракторах МТЗ оно составляет 3,5 оборота на 1 метр пути.

 

10.Автоматические системы тракторов.

 

Эффективность работы тракторов в большой степени связана с человеческим фактором. Он проявляется в недостаточно точном управлении и влияет на производительность, экономичность и качество работы. При этом нужно иметь в виду, что работа тракториста происходит в однообразных условиях, под действием многочисленных вредных воздействий (см. раздел о кабинах), и состоит из довольно однообразных действий. В связи с этим на тракторах применяются разнообразные автоматические системы, предназначенные для облегчения управления и повышения его качества, что положительно сказывается на показателях работы. Они могут выполнять различные функции контроля и управления.

Системы управления моторно-трансмиссионной установкой могут выполнять целый ряд функций. Управление скоростными и загру­зочными режимами заключается в таком выборе передаточного отношения трансмиссии и настройки регулятора двигателя, которые при относительно невысокой тяговой нагрузке обеспечивают движение трактора с заданной скоростью при минимальном расходе топлива, а при большой тяговой нагрузке заставляют двигатель развивать максимальную мощность, что обеспечивает максимально возможную производительность трактора. В этом случае подача топлива максимальна, а передаточное отношение изменяется в соответствии с действующей нагрузкой так, чтобы крутящий момент нагрузки на двигатель оставался постоянным.

Следующей функцией автоматического управления обеспечивается своевременное включение и выключение блокировки дифференциалов и приводов дополнительных ведущих мостов. При работе трактора с большой тяговой нагрузкой они включаются, а при сбросе нагрузки (подъём орудия на развороте) выключаются. Функция быстрого реверса обеспечивает плавное автоматическое включение фрикционных устройств, изменяющих направление движения трактора с переднего хода на задний и обратно. Может обеспечиваться также плавное включение привода независимого ВОМ при дистанционном электрогидравлическом управлении.

Для обеспечения этих возможностей механизмы трансмиссии должны иметь электрическое (электрогидравлическое) управление. Попутно этим достигается облегчение компоновки трактора и более совершенное исполнение органов управления.

Автоматическое вождение (траекторное управление) позволяет вести МТА по заданной траектории без непосредственного воздействия водителя на рулевое управление или механизм поворота. Оно позволяет существенно облегчить работу водителя, улучшить качество обработки за счёт более высокой точности ведения и в ряде случаев повысить производительность МТА за счёт более высокой скорости движения или большей полноты использования ширины захвата орудия. Здесь могут использоваться два различных принципа. Первый заключается в копировании следа предыдущего прохода или предшествующей операции. Второй основан на определении текущих координат МТА с помощью навигационных средств и сравнении полученных значений с заданной программой движения. Рулевое управление или механизм поворота должны быть дополнены устройствами, обеспечивающими поворот трактора по электрическому сигналу управления.

Регулирование положения навесного устройства предназначено для поддержания заданной глубины обработки навесным орудием, не имеющим опорного колеса. Фактическая глубина измеряется косвенно либо через тяговое сопротивление орудия (силовое регулирование), либо через положение орудия относительно остова трактора (позиционное регулирование), либо по комбинации этих параметров (смешанное или комбинированное управление). Это регулирование обеспечивается наличием на тракторе соответствующей системы, в составе которой имеются датчики усилия и позиции, электрогидравлический распределитель, пульт управления и настройки и электронный блок.

Регулирование отбора жидкости для гидравлических приводов навесных или прицепных машин состоит в запоминании первичных настроек по величине потока в каждый вывод, по предельному давлению рабочей жидкости в этом выводе и по длительности подачи рабочей жидкости в этот вывод. Эти настройки производятся в начале работы МТА с такими машинами и автоматически воспроизводятся при каждом включении отбора через эти выводы.

Автоматическое управление рабочим оборудованием используется на промышленных тракторах, выполняющих землеройные работы. Если требуется получение заданного профиля поверхности, регулируется положение кромки рабочего органа, например, отвала бульдозера. В работах, где требуется перемещение массы грунта, регулируется заглубление рабочего органа для получения максимально возможной производительности копания.

Интегрированные системы управления появились относительно недавно и предназначаются для облегчения работы водителя на разворотах МТА, при которых ему приходится выполнять до 18 различных действий в определённой последовательности. Вначале такие системы вводятся в режим обучения, и водитель выполняет необходимые действия сам. Система запоминает необходимую в данном случае последовательность и затем воспроизводит её уже автоматически.

Контроль технического состояния и режимов работы с помощью электронных средств призван заменить существующие стандартные измерительные приборы. При этом номенклатура контролируемых параметров может быть существенно расширена, а современные средства визуальной индикации и рациональный порядок предъявления информации не перегружают водителя и не требуют увеличения размеров приборной панели в кабине.

Некоторые параметры требуют особого внимания, так как выход их значений за допустимые пределы может означать появление неисправности, которую нужно немедленно устранить, чтобы не допустить её развития в серьёзный отказ. К ним относятся, например, давление масла в системе смазки двигателя или температура охлаждающей жидкости. Для этого используются дополнительные средства для привлечения внимания водителя и для принудительной остановки двигателя при необходимости. Такая функция носит название «аварийная за­щита» и может оказаться очень полезной, особенно при низкой квалификации водителя.

Эксплуатационно-технологический контроль в основном используется на сельскохозяйственных МТА. С одной стороны он помогает объективно отслеживать качество выполняемой работы и своевременно устранять возникшие отклонения на таких операциях, как посев и посадка, внесение средств химизации или уборка некоторых культур. С другой стороны он позволяет контролировать количественные показатели работы, например, обработанную площадь.

Исключительную важность для этого направления представляет измерение действитель­ной скорости на колёсных тракторах. Оно исключает погрешность от неминуемого буксования ведущих колёс, которое может доходить до 20 % или даже более. Контроль буксования, которое вычисляется по разнице между значением теоретической скорости, определяемой по частоте вращения ведущих колёс, и действительной скорости, позволяет более рационально выбирать тягово-скоростные режимы работы трактора.

Средством измерения действительной скорости преимущественно являются радарные датчики на основе эффекта Доплера.

 

11.Типичное исполнение на примере конкретных моделей.

Изучается по техническим описаниям отдельных моделей. Для самостоятельного ознакомления рекомендуется поиск по литературным источникам, а также по сайтам фирм-изготовителей в Интернете.

Литература.

 

1. Тракторы и автомобили. Под редакцией В.М. Шарипова.

Москва, издательский дом «Спектр» 2010 год.







Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 180. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия