ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАКТОРАХ И АВТОМОБИЛЯХ
1.1. Назначение, эксплуатационные требования и общее устройство тракторов
Трактор — колесная или гусеничная самоходная машина, которая в агрегате с прицепными, навесными, полунавесными и стационарными машинами (орудиями) выполняет сельскохозяйственные, дорожно-строительные, землеройные, транспортные и другие работы.
Эксплуатационные свойства трактора зависят от основных компоновочных и конструктивных параметров, обеспечивающих проходимость, маневренность, допустимое воздействие движителя на почву, агрегатирование с рабочим оборудованием, необходимые диапазоны скоростей движения, тягово-сцепные свойства, удобство обслуживания и ремонта.
Компоновка трактора — относительное размещение основных агрегатов и оборудования, обеспечивающее выполнение функций с наивысшей эффективностью. Компоновка трактора характеризуется базой, колеей, клиренсом, размерами движителей, нагрузкой на ось, расположением двигателя, кабины и органов управления, координатами центра масс машины с учетом рабочего оборудования. Движителем называется устройство (колесо, гусеница и др.), обеспечивающее движение машины по поверхности почвы или дороги. При компоновке трактора необходимо выполнение ряда требований, в числе которых:
• конструкционная увязка габаритов по ширине движителей и по внешним кромкам трактора с технологическим оборудованием;
• обеспечение высоких тяговых показателей при хорошей управляемости и устойчивости;
• удобство управления и посадки тракториста, хорошая обзорность пути, рабочих машин и оборудования;
• манёвренность и высокая курсовая устойчивость;
• легкость соединения трактора с машинами и орудиями;
• легкость управления машиной одним трактористом;
• удобное обслуживание при эксплуатации и ремонте;
• технологичность при изготовлении, эксплуатации и ремонте.
Конструкция тракторов независимо от их назначения должна соответствовать следующим требованиям. Прежде всего онадолж-на способствовать обеспечению высокой проходимости и маневренности, надежности работы и устойчивости во всех условиях эксплуатации и на всех видах работ, равномерному распределению давления на поверхность, незначительно изменяющемуся при установке разных видов оборудования, хорошей обзорности.
Ходовая система должна обеспечивать установку технологического оборудования, работу трактора при высоких динамических нагрузках и воспринимать эксплуатационную массу трактора. Движители тракторов должны минимально повреждать почвенный покров и грунтовые дороги.
Необходимо предусмотреть такие меры, чтобы все сборочные единицы трактора были надежно защищены от повреждений при работе по бездорожью, в условиях наличия пней, камней, поваленных деревьев и других крупных препятствий.
В кабине трактора должны быть комфортные условия для работы водителя и его помощников независимо от условий эксплуатации. Кабина должна обладать защитными свойствами в экстремальных условиях, возможных при эксплуатации, например, при опрокидывании трактора (в частности, в кабину не должны попадать посторонние предметы), падении деревьев, строительных конструкций и других предметов на трактор.
Управление трактором и технологическим оборудованием должно быть удобным, легким и плавным. Тракторы, оборудованные гидроманипуляторами, должны иметь систему пропорционального управления ими.
Энергонасыщенность трактора должна быть определена с учетом затраты энергии на движение машины и отбора мощности для привода технологического оборудования.
Конструкция трактора должна обеспечивать возможность создания разных модификаций, в том числе для работы на плаву, на почвах с низкой несущей способностью и др. Кроме этого, конструкция трактора должна давать возможность нетрудоемкой установки и демонтажа переднего и заднего навесных устройств, самосвальной платформы и лебедки, а также ходоуменьшителя для получения низких технологических скоростей.
На рис. 1.1 и 1.2 в качестве примера приведены компоновочные схемы колесных и гусеничных лесопромышленных тракторов. Колесные тракторы показаны с приводом всех колес (колесная формула 4×4 и 6×6), что позволяет улучшить тягово-сцепные показатели и повысить проходимость машины путем снижения давления на опорную поверхность и уменьшения глубины колеи. На основе базовой конструкции возможно создание семейств машин.
Рис. 1.1. Компоновочные схемы колесных тракторов: а — с колесной формулой 4×4; б — с колесной формулой 6×6; 1— толкатель; 2 — двигатель; 3 — кондиционер; 4 — кабина; 5 — гидротрансформатор; 6 — топливный бак; 7— раздаточная коробка; 8, 10 — ведущие мосты; 9 — карданные валы
Рис. 1.2. Компоновочные схемы гусеничных лесопромышленных тракторов: а — со щитом; б — с манипулятором; 1 — толкатель; 2 — кабина; 3 — двигатель; 4 — лебедка; 5 — коробка передач; 6 — карданный вал; 7 — задний мост; 8 — ведущее колесо; 9 — гидроманипулятор
Гусеничные тракторы преимущественно делают с задним расположением ведущего колеса.
Тип и конструкция технологического оборудования определяются назначением и технологией выполнения работ в производстве.
Технологическое оборудование подразделяется на рабочее и дополнительное, которое устанавливается только на период выполнения конкретного вида работ, оно может быть размещено в разных местах трактора. Общим требованием к расположению технологического оборудования является обеспечение устойчивости трактора и минимальное влияние на показатели проходимости, так как масса трактора с установкой такого оборудования может увеличиваться на 60 % и более.
Параметры движителей тракторов выбираются из условия обеспечения проходимости по местности, минимальных потерь мощности при движении и заданной надежности в наиболее тяжелых условиях работы.
Например, для гусеничных тракторов сопротивление движению определяется средним давлением под опорной поверхностью гусеницы. Допускаемые для трактора максимальные пиковые давления под катками при движении по снежному покрову не должны превышать 0,06 МПа, что соответствует среднему давлению под опорной поверхностью гусеницы 0,02 МПа.
Потерей проходимости трактора по снежному покрову следует считать случай, когда он не может двигаться из-за касания днищем поверхности пути. При этом сила тяги становится меньше силы сопротивления или равной ей.
При выборе энергонасыщенности необходимо строго руководствоваться назначением трактора, так как ее рост по-разному влияет на увеличение производительности при выполнении технологических операций и негативно отражается на надежности работы машины.