Компоновка тракторов




Компоновка тракторовКомпоновка тракторов.

Компоновка трактора — относительное размещение основных агрегатов и рабочего оборудования трактора, отвечающее его функциональному назначению и позволяющее использовать трактор с наибольшей эффективностью. Компоновка подчинена функциональному назначению трактора и характеризуется размерами и типом движителей, расположением агрегатов и систем, наличием свободного пространства для навески машин, орудий и установки технологических емкостей, базой, величиной дорожного и агротехнического просветов, координатами центра масс.

Компоновка сельскохозяйственных тракторов подразделяется на традиционную и нетрадиционную.

Колесные тракторы. Универсально-пропашные и универсальные колесные тракторы имеют наиболее распространенную традиционную (классическую) компоновку с передним расположением двигателя, последовательным рядным расположением агрегатов Трансмиссии, задним расположением кабины, управляемыми передними колесами с диаметром значительно меньше диаметра задних (рис. 2.1,а). Трансмиссию (сцепление, коробку передач и задний мост) выполняют в одном блоке и жестко соединяют с двигателем. При такой компоновке до 70. 75% массы трактора в статическом положении приходится на задние ведущие колеса, которые обеспечивают тяговое усилие трактора, передние ведущие колеса (если их привод предусмотрен конструкцией) выполняют вспомогательную роль при работе на влажной рыхлой почве. Классическая компоновка доказала свою жизнеспособность благодаря ряду преимуществ: — относительная простота конструкции; — максимальное использование силы тяжести трактора при заднем ведущем мосте; — хорошая обзорность прицепных или навешенных сзади орудий; — хорошая маневренность, благодаря возможности поворота передних управляемых колес меньшего размера на большие углы; — высокий агротехнический просвет и др. Такую компоновку имеют все тракторы России и стран СНГ классов (),(). 1,4 (Т-25А; Т-30А80; ЛТЗ-55; ЮМЗ-6; МТЗ-80/82; МТЗ-100/102). За последние годы классическая компоновка претерпела модернизацию. Появилась так называемая улучшенная классическая компоновка (рис. 2.1,6). Отличие данной компоновки трактора от классической состоит в следующем: — увеличена доля массы трактора, приходящейся на передний ведущий мост с 25. 30% до 35. 40.

Рис. 2.1. Типы компоновок колесных сельскохозяйственных тракторов: а — классическая, б — улучшенная классическая, в — с шарнирной рамой, г — тракторное самоходное шасси; д — трактор со свободным обзором; е — несущее самоходное шасси; ж и з — интегральные тракторы.

— увеличен типоразмер шин передних ведущих колес; — передний портальный мост заменен на более мощный автомобильного типа; — угол поворота передних управляемых колес для повышения маневренности увеличен до 50. 55°; — устанавливается переднее навесное устройство. Такую компоновку имеет трактор ВТ-170 класса 3, разработанный НАТИ совместно с ВгТЗ. Колесные сельскохозяйственные тракторы общего назначения 4К46 (рис. 2.1,в) имеют переднее расположение двигателя, кабина размещена за двигателем (ближе к середине колесной базы), передние и задние колеса одинакового размера и грузоподъемности, жесткую или шарнирно сочлененную раму. За кабиной имеется свободное пространство для установки емкостей или другого технологического оборудования. На передний мост приходится 55. 60% массы трактора. Такую компоновку имеют тракторы класса 3 и 5 (Т-150К, Т-151К, К-701М, К-734. К-744). Нетрадиционной компоновкой отличаются самоходные шасси, I рак горы со свободным обзором, интегральные тракторы.

Самоходные шасси (рис. 2.1,г) по компоновке занимают Особое место среди универсальных тракторов. Тракторное самоходное Шасси характеризуется тем, что двигатель, трансмиссия, пост управления с кабиной образуют единый блок, расположенный над задним мостом шасси, передняя часть представляет свободную раму для установки кузова или навески машин и орудий. Для самоходных шасси Т-16МГ, выпускаемых Харьковским заводом тракторных самоходных шасси, характерно заднее расположение двигателя за кабиной, а для шасси, выпускаемых фирмой Фендт (Германия), — горизонтальное расположение двигателя перед кабиной в межбазовом пространстве.

Тракторы со свободным обзором (рис. 2.1,д) предложены фирмой Фендт в начале 90-х г. как промежуточная компоновки между самоходным шасси и интегральным трактором, направленная на увеличение роли переднего ведущего моста в реализации тягового усилия, ни увеличение массы орудий, навешиваемых спереди.

Несущее многоцелевое самоходное шасси (рис. 2.1,е) предназначено для агрегатирования с уборочными машинами (силосоуборочным и свеклоуборочным комбайнами и др.) и орудиями общего назначения (передне- и задненавесной плуги, культиваторы), что увеличивает его годовую загрузку. Рама шасси может быть цельной или Состоять из двух полурам, соединенных вертикальным шкворнем. Для улучшения управляемости шасси передняя полурама может быть выполнена несколько короче задней. Кабина имеет возможность перемещаться идоль продольной оси, что улучшает обзорность и облегчает навеску орудий и машин от почвообрабатывающих до уборочных. Модульная компоновка агрегатов двигателя и трансмиссии обеспечивает свободный доступ к ним для технического обслуживания и ремонта.

Интегральная компоновка (рис. 2.1,ж) появилась на современных моделях сельскохозяйственных тракторов. Основными ее признаки являются: — наличие трех зон свободного пространства (передней, средней, задней) для установки орудий или технологических емкостей; — наличие разветвленной системы ВОМ; — переднее или центральное расположение кабины с круговым обзором; — четыре ведущих и управляемых колеса одинакового размера; — наличие разветвленной гидросистемы управления орудиями; — реверсирование хода трактора; — высокие тягово-сцепные и транспортные качества; — необходимый запас мощности двигателя. Эта компоновка способствует более тесному функциональному объединению трактора с машинами и орудиями.

«Симметричная» интегральная компоновка (рис. 2.1,3) еще в большей степени отвечает требованиям по возможности агрегатирования трактора с машинами и орудиями.

Гусеничные тракторы . Гусеничные сельскохозяйственные тракторы общего назначения при традиционной (классической) компоновке имеют переднее расположение двигателя и сцепления. Коробка передач и задний мост расположены сзади и соединены с двигателем карданным валом (рис. 2.2,а). Кабина расположена сзади над ведущими колесами (звездочками). Такая компоновка обеспечивает в статике некоторое смещение центра давления вперед относительно середины опорных поверхностей гусениц и характерна для отечественных тракторов ДТ-75М, ДТ-175М и Т-4А.

У гусеничных тракторов традиционной компоновки возможно другое взаимное расположение агрегатов, когда двигатель, сцепление и коробка передач расположены в передней части трактора, а крутящий момент к заднему ведущему мосту передается через карданные передачи (рис. 2.2,6.

Появившаяся в последние годы нетрадиционная компоновка гусеничного сельскохозяйственного трактора с треугольным гусеничным обводом обеспечивает смещение центра масс трактора вперед, более равномерное распределение давления по длине опорной поверхности при работе с нагрузкой на крюке, увеличение продольной устойчивости трактора, а, следовательно, снижение опасности подъема его передней части при высоких тяговых усилиях.

Специализированные тракторы . Компоновки специализированных сельскохозяйственных тракторов отличаются разнообразием, что объясняется специфическими условиями их работы и требованиями технологий тракторных работ.

Компоновка трактора-склонохода для работы поперек склона крутизной до 20° отличается автоматической стабилизацией остова трактора в вертикальном положении одним из трех способов: установкой колес относительно склона или поворотом корпусов конечных передач, выравниванием остова в вертикальном положении, а также стабилизацией бортов с помощью шарнирной рамы. Первый способ стабилизации остова осуществлен в конструкции трактора МТЗ-82К, третий — в горном самоходном шасси СШ25Г. В некоторых странах Западной Европы с развитым горным земледелием (Австрия, Швейцария и др.) получили распространение тракторы-шасси для заготовки сена и транспортных работ в высокогорных условиях. Эти тракторы имеют компоновку с низким расположением центра масс, с увеличенной колеей и широкопрофильными шинами малого диаметра.

Портальная компоновка колесного и гусеничного тракторов характеризуется тем, что их рамы образуют огибающий один или два рядка растений достаточно высокий портал, на котором установлен пост управления с кабиной или без нее.

Рис. 2.2. Расположение агрегатов в гусеничном сельскохозяйственном тракторе классической компоновки: 1 — двигатель; 2 — вентилятор; 3 — выхлопная труба; 4 — радиатор; 5 — сцепление; 6 — карданная передача; 7 — коробка передач; 8 — задний мост; 9 — навесная система; 10 — воздухозаборник; 11- редуктор ВОМ.

Компоновка промышленных тракторов отличается большим раз-;ообразием и определяется назначением и условиями работы машины.

Тракторы общего назначения. Традиционная компоновка гусеничного промышленного трактора общего назначения характеризуется передним расположением дви-ГШтеля, средним — кабины и задним — агрегатов заднего моста. Все сборочные блоки установлены на раме или полураме, к передней части которой крепят ось шарнира балансирной балки или рессоры, концами опирающейся на рамы гусеничных тележек. Тракторы с такой компоновкой оснащены защитными каркасами (устройствами, защищающими тракториста соответственно при опрокидывании трактора и от падающих предметов) или кабинами с защитными каркасами. Подобную компоновку имеют отечественные промышленные тракторы Т-130М, Т-170М, Т-10, атакже их зарубежные аналоги.

Компоновка промышленного трактора с треугольным гусеничным обводом (рис. 2.3) предложена фирмой «Катерпиллар» вначале для тяжелых тракторов, затем для промышленных тракторов средней мощности и для сельскохозяйственных общего назначения. Треугольный обвод гусениц обеспечивает ряд преимуществ: — конечные передачи и механизм поворота не подвержены воздействию вертикальной ударной нагрузки, вызываемой контактом ведущего колеса с почвой; — центр масс смещен ближе к передней части машины, что облегчает заглубление отвала бульдозера; — наличие увеличенной опорной поверхности сзади за осью ведущего колеса предотвращает подъем передней части трактора при больших тяговых нагрузках.

Рис. 2.3. Компоновка тракторов с треугольным гусеничным обводом: 1 — отвал бульдозера; 2 -гидроцилиндры, 3 — радиаторы и вентилятор; 4 — механизм поворота и конечные передачи, 5 — центральная передача, б — коробка передач, 7 — карданный вал; 5 — гидротрансформатор; 9 — двигатель.

При такой компоновке применен блочно-модульный принцип построения сборочных единиц (рис. 2.4), т.е. все основные узлы (двигатель, коробка передач, механизм поворота, конечные передачи) выполнены в виде отдельных легко демонтируемых и монтируемых модулей.

Специализированные тракторы. Компоновка гусеничного трактора-погрузчика отличается от трактора общего назначения увеличенной базой за счет введения дополнительного опорного катка, установки жесткой или балансирной балки вместо рессоры и выполнения рамы трактора как одно целое с порталом погрузочного оборудования. Для создания противовеса массе ковша с грузом в колесных тракторах-погрузчиках (рис. 2.5), выполненных с шарнирной рамой, двигатель, коробку передач и раздаточную коробку устанавливают на задней полураме, а портал погрузчика — на передней. Гидротрансформатор крепят к двигателю или выполняют в блоке с коробкой передач. Кабину размещают на передней или задней полураме. В первом случае упрощается управление ковшом, а во втором — управление двигателем и трансмиссией.

Конструктивной особенностью болотоходных такторов являются увеличенные размеры движителя из-за уширении гусеницы и увеличения продольной базы, например, за счет принудительного опускания направляющего колеса. Компоновка подземного трактора (рис. 2.6) для работы в стесненных условиях горных разработок отличается: малыми размерами по высоте; вынесенным за пределы колесной базы двигателем; шарнирной рамой. Для управляемого по радио земноводного трактора, работающего на глубине 6. 7 м, типичным является отсутствие кабины, герметизация агрегатов и узлов, наличие мачты с системой забора воздуха, необходимого для работы двигателя.

Рис. 2.6. Компоновка колесного подземного трактора: 1 — двигатель, 2,6 — карданные передачи; 3 — гидротрансформатор, 4 — коробка передач, 5, 7 — центральные и конечные передачи.

Гусеничные лесопромышленные (трелевочные) тракторы (рис. 2.7), получившие широкое распространение в России и странах СНГ, имеют ряд компоновочных особенностей. Переднее расположение кабины обусловлено требованием передней обзорности, необходимостью иметь площадку для установки различного технологического оборудования и размещения перемещаемой пачки хлыстов за кабиной. Ходовая система с катками большого диаметра в сочетании с рычажно-балансирной подвеской, увеличенным дорожным просветом, высоко приподнятыми передними направляющими и задними ведущими колесами обеспечивает возможность преодоления препятствий при движении по лесному бездорожью. Нижняя часть рамы закрыта днищем, предотвращающим возможность проникновения к двигателю и другим агрегатам трактора сучьев, порубочных остатков и других предметов. Наличие технологической площадки сзади и сбоку кабины позволяет осуществлять протяжку деревьев при обрезке сучьев. Смещение центра масс трактора вперед позволяет устанавливать на площадке за кабиной челюстной погрузчик. Трелевочные тракторы с такой компоновкой были разработаны и освоены на АО «Онежский тракторный завод» (ТДТ-55, ТДТ-55А, ТЛТ-100, ТБ-1 и его модификации), на АО «Алтайский тракторный завод» (ТТ-4, ТТ-4М). За рубежом трелевочные тракторы с гусеничным движителем используется крайне редко и в основном на специализированных валочно-пакетирующих машинах.

Рис. 2.7. Компоновки гусеничных трелевочных тракторов: а — со щитом; 6 — с челюстным погрузчиком, 1 — толкатель, 2 — кабина, 3 — двигатель; 4 -Пфбедка, 5 — коробка передач; 6 — карданный вал; 7 — задний мост, 8 — ведущее колесо, 9 — гидроманипулятор.

Компоновка лесопромышленного трактора для лесосплавных работ (рис. 2.8) приспособлена для движения по воде с помощью водометного движителя и по суше — с помощью гусеничного движителя. Трактор оборудован лебедкой 4, бревнотолкателем / или бульдозером с гидроза-хнатом грузоподъемностью до 1,5 т. Среднее давление на грунт на обычных гусеницах составляет 0,041 МПа, а на уширенных — 0,027 МПа.

Колесные лесопромышленные тракторы в нашей стране получили ограниченное распространение. Их создают на базе тракторов 4К46, имеющих свободное пространство за кабиной.

Рис. 2.8. Компоновка гусеничного трактора для лесосплавных работ: 1 — бревнотолкатель; 2 — кабина; 3 — двигатель, 4 — лебедка; 5 — коробка передач; 6, 9 -карданные валы, 7 ведущий мост, 8 — ведущее колесо; 10 — вшгт водометного движителя.

Условиям использования колесных лесопромышленных машин с различным технологическим оборудованием наиболее полно отвечают компоновки многоосных тракторов 4К46, 6К6, 8К8 (рис. 2.9), имеющие большую грузоподъемность, более высокие тяговые показатели и лучшую проходимость за счет меньшего, чем у тракторов традиционных компоновок давления на грунт и глубины колеи.

Лесохозяйственные тракторы работают с лесными плугами, культиваторами, корчевателями, лесопосадочными машинами, покровосдира-телями и фрезами, а также как трелевочные на рубке леса. Компоновка гусеничных лесохозяйственных тракторов общего назначения (рис. 2.10,а) практически не отличается от компоновки лесопромышленных тракторов и позволяет получить различные модификации, в том числе для работы на грунтах с малой несущей способностью. Лесохозяйственный трактор для выполнения лесомелиоративных работ (рис. 2.10,6) имеет увеличенную опорную поверхность за счет применения уширенных гусениц и опущенного ведущего колеса //, выполняющего роль дополнительного опорного катка. При этом среднее давление на грунт снижается с 0,053 до 0,026 МПа, что позволяет использовать трактор на переувлажненных грунтах, осушенных болотах и на целине с глубиной снежного покрова более 1 м.

Рис. 2.9. Компоновки колесных лесопромышленных тракторов с различным оборудованием на базе тракторов 4К4 и 6К6: а — базовая модель 4К46. б, в — трелевочные тракторы 4К46 с; пачковым захватом и с гросочекерной оснасткой соответственно; г — базовая модель 6К6, д — трелевочный Грактор 6К6 с гидроманипулятором и коником; е — валочно-трелевочная машина 6К6 с I плроманипулятором и коником; ж — сучкорезно-раскряжевочная машина 6К6, з — сор-шментовоз 6К6 с гидроманипулятором.