Движитель тракторов и автомобилей
Первые из них преобразуют крутящий момент двигателя в силу тяги и свое вращение в поступательное движение машины, вторые.— придают машине соответствующее направление движения. Поддерживающие колеса применяются на прицепах и полуприцепах для восприятия вертикальных нагрузок от остова. Основные требования к колесам — минимальная затрата энергии на качение и выдерживание направления движения машины.
Размеры передних и задних колес автомобилей и колесных тракторов-тягачей (К-700, К-701, Т-150К) одинаковы, а универсальных тракторов разные — передние колеса имеют меньшие размеры, чем задние.
Колесо состоит из металлической части — диска и обода и эластичной части — шины. Диск колеса является сое-мнительным элементом и укрепляется на ступице, которая входит в монтажный узел моста и устанавливается на поворотной цаПфе (управляемые мосты) или на кожухе полуоси (ведущие мосты)- Обод колеса соединен с диском сваркой. Он выполнен в вице цилиндрической трубы, с одной стороны которой имеется выступ ДЛЯ борта шины. С другой стороны шина упирается в съемное бортовое кольцо, удерживаемое пружинным кольцом. Ободы дисковых колес могут быть глубокие и плоские. Особенностью первых является наличие выемки в их средней части, что облегчает монтаж и демонтаж шины. Они применяются на колесных тракторах и автомобилях малой грузоподъемности. Плоские ободы свойственны колесам автомобилей средней и большой грузоподъемности, так как отличаются большей жесткостью, меньшей массой, простотой изготовления.
Камерная шина состоит из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты. Покрышка предохраняет камеру от повреждений, удерживает ее на ободе колеса и обеспечивает сцепление колеса с дорогой. Покрышка состоит из каркаса, бортовых частей с сердечником, подушечного слоя (брекера) и протектора с боковинами. Каркас, изготовленный из нескольких слоев прорезиненной ткани (корда) с резиновыми прослойками, делает покрышку прочной и эластичной. К каркасу крепится бортовая часть, в которой проложены стальные проволочные кольца — сердечники, обернутые лентой из прорезиненной ткани. Сердечники предотвращают соскакивание шины с обода колеса и предохраняют борта от растягивания. Подушечный слой — резинотканевая прослойка — связывает каркас с протектором и смягчает удары, действующие на колесо при движении. Поверх каркаса покрышка облицована толстым слоем резины — протектором, толщина которого уменьшается на боковых стенках. Протектор воспринимает нагрузку на колесо и обеспечивает сцепление шины с дорогой. Протектор изготовляется из износостойкой резины и на беговой дорожке имеет выступы и впадины различной формы и рисунка для лучшего сцепления с дорогой.
Камера представляет собой замкнутое резиновое кольцо, находящееся внутри покрышки и заполненное сжатым воздухом. Для накачивания и выпуска воздуха камера имеет специальный клапан-вентиль. На камерах ведущих колес тракторов установлены водовоздушные вентили, используемые при заполнении камеры балластной жидкостью, увеличивающей сцепной вес трактора. Ободная лента шины представляет собой резиновое кольцо, установленное между ободом колеса и камерой шины. Она предохраняет камеру от повреждения при непосредственном соприкосновении с ободом и применяется только в колесах грузовых автомобилей.
Бескамерная шина конструктивно проще камерной, при проколе воздух из нее выходит медленно, что дает возможность водителю остановить автомобиль и избежать аварии. Бескамерные шины имеют ряд специфических элементов: герметизирующий слой толщиной 1,5—3 мм, уплотнительную бортовую резину и обод специальной формы с вентилем. Вентиль установлен в отверстии обода и уплотнен резиновыми шайбами, затянутыми гайкой. Герметизирующий слой изготовляется из плотных слоев резины (бутил-каучук и др.). Срок службы бескамерных шин в среднем на 20% выше, чем у обычных, благодаря более умеренному температурному режиму при работе и использованию лучших сортов корда.
Разновидность бескамерных шин — арочные шины, которые устанавливаются на задних ведущих колесах автомобилей, работающих в тяжелых дорожных условиях. Арочные шины имеют ширину профиля в 2.5—3,5 раза большую, чем у обычных шин, высота выступов рисунка протектора арочных шин достигает 60 мм, что улучшает их сцепление с дорогой. Давление воздуха в арочных шинах низкое (0,054-0,14 МПа). Бескамерные шины такого типа используются как сезонное средство повышения проходимости автомобиля.
Рис. 2. Автомобильные шины:
а — камерная; б — бескамерная; в — арочная; г — пневмокаток
На автомобилях, работающих в особо тяжелых условиях (снежная целина, сыпучие пески, заболоченная местность), монтируются пневмокатки — высокоэластичные оболочки бочкообразной формы, снабженные невысокими, редко расположенными выступами рисунка протектора. Пневмокатки бескамерны, имеют чрезвычайно низкое давление воздуха (0,014-0,05 МПа), что обеспечивает очень низкое удельное давление на грунт и хорошую приспособляемость к дорожным условиям.
Рис. 3. Гусеничный движитель
Движитель гусеничного трактора воспринимает его массу и приводит машину в движение, он должен обеспечивать необходимую плавность хода, достаточное сцепление с почвой, самоочищение от налипшей грязи и минимальный шум при работе. Движитель гусеничного трактора состоит из двух ведущих звездочек, стальных гусеничных цепей, тележек (кареток) с опорными катками и пружинами, поддерживающих катков, направляющих колес и натяжного устройства, состоящего из упора и пружины, закрепленной гайкой. Работает движитель следующим образом: приложенный к звездочкам крутящий момент заставляет гусеничные цепи, перематываясь, расстилаться бесконечным рельсовым путем. По этим рельсам на опорных катках кареток перемещается остов машины.
Рассмотрим отдельные элементы гусеничного движителя.
Ведущее колесо (звездочка) преобразует крутящий момент в силу тяги гусеницы и изготовляется в виде зубчатого венца, жестко сидящего на ступице ведомой шестерни конечной передачи. Ведущие колеса классифицируются по типу зацепления с гусеничной Цепью и числу зубчатых венцов, находящихся в зацеплении с гусеницей. Различают зацепления цевочное и гребневое. При цевочном зацеплении зуб колеса входит в зацепление с цевкой (проушиной) звена гусеничной цепи. Радиус окружности шарниров цепи Rm приблизительно равен —радиусу зацепления ведущего колеса. Обычно число зубьев колеса — нечетное, а шаг звена цепи берется в два раза больше шага зубьев колеса. Благодаря этому каждый зуб ведущего колеса вступает в работу лишь один раз за два оборота. Это обеспечивает равномерность износа и, следовательно, долговечность работы колеса и гусеничной цепи.
При гребневом зацеплении гребни зубьев гусеницы входят в зацепление с зубьями или роликами колеса. Наибольшее распространение получило цевочное зацепление. По числу зубчатых венцов, входящих одновременно в зацепление с гусеничной цепью, ведущие колеса бывают одинарные и двойные (на тракторах повышенной мощности).
Гусеничная цепь преобразует вращательное движение ведущих колес в поступательное движение машины и представляет собой замкнутую металлическую цепь, состоящую из отдельных шарнирно соединенных между собой звеньев (траков). Звенья гусениц могут быть составными (собранными из отдельных штампованных деталей) и цельнолитыми.
Каждое составное звено состоит из двух штампованных щек и башмака, соединенных между собой болтами.
Щеки имеют по два обработанных отверстия для запрессовки пальцев и втулок, с помощью которых соединяются между собой отдельные звенья. Замыкается гусеничная цепь с помощью втулки, пальца, двух шайб и двух стопорных конусов.
Цельнолитое звено гусеницы представляет собой фасонную отливку, имеющую проушины для соединения соседних звеньев пальцами. Каждое звено имеет гребень и шпору для увеличения сцепления гусеницы с грунтом. Пальцы удерживаются от осевого перемещения зашплинтованными шайбами. Гусеницы этого типа отличаются простотой конструкции, меньшей массой, но долговечность их невелика. Гусеницы с составными звеньями служат в два раза дольше, чем с цельнолитыми, и, не; смотря на ряд недостатков (значительная масса, трудность изготовления, сложность конструкции), получили широкое распространение.
Рис. 4. Цевочное (а) и гребневое (б) зацепление ведущего колеса с гусеницей
Рис. 5. Гусеница с составными звеньями (а) и с цельнолитыми звеньями (б)
Рис. 6. Подвеска гусеничного трактора:
а — каретка; б — опорный каток
Опорный каток предназначен для перекатывания остова машины по гусеничной цепи и передачи массы машины на грунт. Размеры, число и конструкция опорных катков определяется назначением гусеничной машины, конструкциями гусениц и подвески. Опорные катки (ролики) изготовляются одинарными или двойными, литыми или штампованными, с ребрами или без ребер, с неподвижными или вращающимися вместе с катками осями. На современных гусеничных тракторах с упругой подвеской (ДТ-75М, Т-150) опорные катки установлены на шпонках попарно на оси, вращающейся в конических роликоподшипниках балансира каретки. Каждая каретка состоит из двух одинаковых балансиров. Каретки установлены во втулках на цапфах, запрессованных в кронштейн. От осевого смещения балансиры удерживаются упорными шайбами и болтами. Шарнирное соединение балансира с цапфой смазывается маслом, заливаемым в отверстие с пробкой. От вытекания масло удерживается крышкой с прокладкой. Торцовое уплотнение катка обеспечено следующим образом. На ступицу катка устанавливается неподвижное кольцо, удерживаемое от проворачивания штифтом. Подвижное кольцо прижимается к неподвижному пружиной и удерживается от проворачивания стопорным стаканом. Подвижное кольцо уплотнено резиновым кольцом в корпусе. Лабиринтное уплотнение препятствует попаданию грязи и пыли к трущимся поверхностям колец.
Поддерживающий ролик предназначен для уменьшения провисания гусеничной цепи и ее бокового раскачивания при движении машины. Число поддерживающих роликов зависит от длины остова машины (но не менее двух на каждую сторону). Поддерживающий ролик трактора Т-150 представляет собой чугунную отливку, которая имеет снаружи фигурные упорные бурты, а внутри — расточку под подшипники. Ролик свободно вращается на двух шариковых подшипниках, надетых на ось. На ободы до упора в бурты надеты сменные резиновые бандажи, что способствует уменьшению скольжения гусеницы при качении по роликам, снижению шума и динамической нагрузки на детали ролика. Ось вместе с кронштейном крепится болтами к раме трактора. Уплотнение в корпусе от вытекания масла аналогично рассмотренному выше уплотнению опорных катков.
Направляющее колесо с натяжным устройством предназначено для направления движения гусеничной цепи, ее натяжения и амортизации гусеничного движителя. Натяжение гусеничной цепи регулируют за счет увеличения или уменьшения расстояния между осями ведущей звездочки и натяжного колеса путем перемещения оси последнего. Натяжные устройства бывают двух типов: ползун-ковое, обеспечивающее поступательное перемещение направляющего колеса, и кривошипное, позволяющее оси направляющего колеса перемещаться по дуге окружности. Первый тип устройства применяется на гусеничных машинах с полужесткой подвеской остова, второй — на машинах с упругой подвеской.
Направляющее колесо трактора Т-150 вращается в двух конических роликоподшипниках, надетых на коленчатую ось. Эта ось может поворачиваться в двух втулках, запрессованных в опору рамы. Уплотнение подшипников колеса (детали 12—17) конструктивно сходно с уплотнением подшипников опорных катков.
Работа натяжного устройства происходит с помощью гидравлического цилиндра. Шток шарнирно соединен с цапфой направляющего колеса, а цилиндр через промежуточное звено соединен с закрепленной в вилке гайкой натяжным болтом пружинного амортизатора. Задний конец болта закреплен в шаровой опоре на раме трактора. Такая связь обеспечивает предварительное усилие в амортизаторе при небольших габаритах пружин. Для натяжения гусеницы отвинчивают пробку, закрывающую масленку, и через нее шприцем подают солидол в рабочую полость В цилиндра. Под давлением масла шток поворачивает коленчатую ось с направляющим колесом. Чтобы ослабить натяжение гусеницы, вывинчивают корпус клапана, и солидол выходит из цилиндра. Для ограничения максимальной силы натяжения в гусеничной цепи установлен пластинчатый предохранительный клапан. Амортизационное устройство направляющего колеса состоит из двух цилиндрических пружин, вставленных одна в другую и сжатых гайкой. При наезде гусеницы на неровности пружины смягчают возникающие удары, а при попадании посторонних предметов между гусеницей и направляющим колесом, сжимаясь, заставляют перемещаться назад опору направляющего колеса.
Рис. 7. Поддерживающий ролик (а), направляющее колесо (б) и натяжное устройство (в) гусеничного трактора
Общее устройство тракторов и автомобилей
Основные части трактора и автомобиля: двигатель, трансмиссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее и вспомогательное оборудование.
Устройство гусеничного трактора
Расположение основных частей и сборочных единиц гусеничного трактора показано на рисунке.
Рисунок. Схема расположения основных частей, механизмов и деталей гусеничного трактора:
1 — двигатель; 2 — гидравлическая навесная система; 3 — прицепное устройство; 4 — ведущее колесо; 5 — планетарный механизм; 6 — конечная передача; 7 — коробка передач; 8 — соединительный вал; 9 — сцепление; 10 — гусеничная цепь; 11 — направляющее колесо; 12 — главная передача.
Двигатель 1 преобразует химическую энергию топлива и атмосферного воздуха во вращательное движение и переносит его к потребителям — ведущим колесам и ВОМ.
Трансмиссия трансформирует вращательное движение, распределяет его и переносит к ведущим колесам (звездочкам гусениц). Трансмиссия состоит из сцепления 9, соединительного вала 8, коробки передач 7, механизмов поворота 5, главной 12 и конечных 6 передач.
Ходовая часть объединяет все сборочные единицы в одно целое и служит для перемещения трактора по опорной поверхности. В состав ходовой части входят остов (рама), подвеска и движитель, включающий в себя ведущие колеса 4 (звездочки), направляющие колеса 11, поддерживающие ролики и гусеничные цепи 10. Движитель взаимодействует с опорной поверхностью (почвой) и преобразует подведенное трансмиссией вращательное движение в поступательное движение трактора.
Механизмы управления, воздействуя на ходовую часть, изменяют траекторию движения трактора, останавливают и удерживают его неподвижно.
Рабочее оборудование трактора состоит из механизма навески 2 с гидроприводом, прицепного устройства 3, ВОМ и приводного шкива. Навесная система предназначена для крепления навесных машин на трактор и управления их работой. С помощью прицепного устройства буксируют различные прицепные машины и транспортные средства. ВОМ используют для приведения в действие рабочих органов агрегатируемых машин.
Вспомогательное оборудование трактора — это кабина с подрессоренным сиденьем, капот, приборы освещения и сигнализации, системы отопления и вентиляции, компрессор и др.
Устройство колесного трактора
Назначение составных частей колесного трактора то же, что у гусеничного.
Рисунок. Схема расположения основных частей, механизмов и деталей колесного трактора:
1 — управляемое колесо; 2 — передний мост; 3 — двигатель; 4 — механизм навески; 5 — ведущее колесо; 6 — конечная передача; 7 — дифференциал; 8 — главная передача; 9 — коробка передач; 10 — сцепление.
Ходовая часть и механизмы управления колесного трактора состоят из остова, переднего моста 2, ведущих 5 и управляемых 1 колес, рулевого управления. Между главной 8 и конечной 6 передачами установлен дифференциал 7.
Устройство автомобиля
Основные части автомобиля — двигатель, шасси и кузов. Принципиальная схема расположения основных частей и механизмов автомобиля мало отличается от схемы их расположения у колесного трактора.
Рисунок. Расположение основных механизмов автомобиля:
1 — направляющее колесо; 2 — передняя подвеска; 3 — сцепление: 4 — коробка передач; 5 — карданная передача; 6 — главная передача; 7 — дифференциал; 8 — задняя подвеска; 9 — ведущее колесо; 10 — рама; 11 — рулевое управление; 12 — двигатель
Вспомогательное оборудование автомобилей — это тягово-сцепное устройство, лебедка, системы отопления и вентиляции, компрессор и др.
Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. На шасси устанавливают кузов для размещения пассажиров или груза.
Компоновочная схема легковых переднеприводных автомобилей отличается от классической тем, что двигатель расположен поперек кузова и ведущими являются передние колеса. Это позволяет уменьшить массу автомобиля, эффективнее использовать его пространство, повысить устойчивость и проходимость.
Рисунок. Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля: I — двигатель; II — сцепление; III — коробка передач; IV — главная передача и дифференциал; V — правый и левый приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей; VI — ведущие (передние) колеса.
Наука: Типы движетелей сельскохозяйственных тракторов
Целью работы являлось обзорное исследование существующих типов движителей мобильных энергетических средств. Отмечены преимущества и недостатки типов движителей наиболее широко применяемых в сельском хозяйстве.
Из существующих типов движителей (рис.1) в сельском хозяйстве наиболее широкое распространение, получили колесный и гусеничный. За счет более большей площади контакта с почвой, гусеничный движитель имеет ряд пре-имуществ, по сравнению с колесным, по тягово-сцепным и почвосберегающим свойствам. Однако, низкая скорость, КПД, большие потери мощности на самопередвижение гусеничного движителя сдерживают его широкое применение. Практика показывает, что более половины машинно-тракторного парка (МТП) составляют агрегаты на колесном ходу и доля их ежегодно увеличивается.
В течение года поверхность, с которой движитель машинно-тракторного агрегата (МТА) при работе контактирует, постоянно изменяет свои свойства. Зимой поверхностью качения служат снег, лед, обладающие низкой несущей способностью. Значительная часть эффективной мощности, подведенной к движителю, тратится на буксование. Часто эксплуатация колесных тракторных агрегатов без дополнительных приспособлений становится невозможной.
Движителю в осенне-весенний период года приходится контактировать одновременно с почвой и снегом. Перенасыщенная влагой поверхность почвы образует самые неблагоприятные условия эксплуатации тракторов. В поле техника «тонет», на грунтовых дорогах образуется трудно преодолеваемая колея. Наступает период межсезонья, когда из-за ограниченной проходимости агрегатов работы прекращаются.
Более половины видов и объемов работ сельскохозяйственного производства приходится на осенне-весенний период года: пахота, культивация, сев, уборка урожая, грузоперевозки и т.д. Сельскохозяйственные машины и орудия около 80% общего времени использования работают на полях, остальное время приходится на технологические переезды.
В современных тракторах с повышенной мощностью двигателя при работе на низких передачах касательная сила тяги, как правило, ограничивается не мощностью двигателя, а силой сцепления трактора с почвой. При одной и той же сцепной массе и размерах колес трактор развивает на глинистой почве силу тяги в два раза больше, чем на торфяно-болотной.
При взаимодействии движителя с мягким фоном (стерня, поле под посев) происходят интенсивные процессы колееобразования, как под действием массы трактора, так и за счет буксования колес. Это приводит не только к снижению производительности труда, но и к переуплотнению почвы и снижению ее плодородия.
В сельском хозяйстве высокая работоспособность техники в полевых условиях особенно важна, так как существуют агротехнические сроки выполнения работ, нарушение которых приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому практически невозможно перенести хотя бы часть видов работ, например в летний период, когда несущая и тяговая способность почв выше в несколько раз.
С целью повышения тягово-сцепных свойств колесных движителей мобильных машинно-тракторных агрегатов предлагается использовать устройство противоскольжения. Устройство состоит из оси 1, приваренной к ней втулки 2, гаек 3, щеки 4, стойки 5 и болта его фиксации 6, грунтозацепа 7 и болтов его крепления 8,9. С целью регулирования высоты стойки 5 устройства противоскольжения болтом фиксации 6 предусмотрены несколько отверстий «а».
Принцип действия состоит в следующем. При движении транспортного средства по твердому покрытию, где сила сцепления колесного движителя с почвой достаточная, о чем можно судить по буксованию колеса, необходимо отрегулировать стойку 5 на минимальную высоту, благодаря чему грунтозапеп 9 устройства не будет взаимодействовать с поверхностью качения.
При движении транспортного средства в условиях неустойчивой проходимости, повышенного буксования и т.д., необходимо, при помощи болта фиксации 6, высоту стойки 5 в зависимости от состояния поверхности качения.
Использование данного устройства противоскольжения на колесных агрегатах позволяет за счет силы сцепления движителя с грунтом повышать проходимость на трудно преодолеваемых участках бездорожья, тяговые и почвосберегающие свойства, что ведет к расширению диапазона использования колесных агрегатов на различных видах работ сельского хозяйства, сократить простои техники.
Общее устройство тракторов и автомобилей
Основные части трактора и автомобиля
Строительные машины и оборудование, справочник
Основные части трактора и автомобиля
Трактор и автомобиль состоят из деталей, сборочных единиц, механизмов, приборов, составных частей, систем и агрегатов.
Деталь — это изделие, выполненное без применения сборочных операций (гайка, болт).
Сборочная единица — изделие, составные части которого соединены между собой с помощью каких-либо сборочных операций.
Механизм — это устройство, служащее для передачи механического движения.
Прибор — это устройство для измерения, контроля, освещения или сигнализации.
Составная часть — это часть машины, выполняющая законченные функции.
Система — это составные части, механизмы, приборы, совместно выполняющие определенную работу.
Агрегат — самостоятельный механизм (или укрупненная часть машины), обладающий полной взаимозаменяемостью и выполняющий определенные функции. Агрегатом называют и разнотипные составные части или машины, соединенные для выполнения общей работы.
Рис. 1. Основные части трактора: а — гусеничного; б — колесного; 1—дизель; 2 — органы управления; 3 — трансмиссия; 4 — вспомогательное оборудование; 5 — рабочее оборудование 6 — ходовая часть
Рис. 2. Основные части грузового автомобиля.
Основные части трактора — двигатель, трансмиссия, ходовая часть, рабочее оборудование, механизмы управления и другие устройства.
Двигатель (рис. 1) через трансмиссию вращает ведущие колеса ходовой части трактора. Трансмиссия состоит из последовательно расположенных агрегатов: сцепление, коробка передач, ведущий мост. Ходовой частью трактор опирается на грунт и с ее помощью движется. К рабочему оборудованию относится гидравлическая навесная система, вал отбора мощности (ВОМ), приводной шкив и прицепное устройство.
Для управления трактором и его механизмами служат органы управления, а для контроля за работой систем и составных частей — контрольные приборы. К вспомогательному и дополнительному оборудованию трактора относятся кабина, приборы освещения, сигнализация и другое электрооборудование, а также дополнительные устройства.
Основные части автомобиля — двигатель, кузов и шасси (рис. 2). В шасси входят трансмиссия, ходовая часть и механизмы управления. Автомобиль снабжен также электрическим оборудованием, контрольными приборами и дополнительными устройствами.
Читать далее: Пуск и остановка дизеля трактора