Назначение и состав трансмиссии. Основные требования к трансмиссии

Трансмиссия — это совокупность агрегатов и механизмов, связывающих коленчатый вал двигателя с ведущими колесами ТС. Трансмиссия ТС служит для передачи и распределения мощности двигателя на ведущие колеса при изменении подводимого к ним вращающего момента и угловой скорости по величине и направлению.

Чтобы установить, какими основными свойствами должна обладать трансмиссия и в каких пределах должны изменяться вращающий момент на ведущих колесах и частота их вращения, необходимо учитывать, с одной стороны, разнообразие условий движения ТС (диапазон изменения сопротивления движению и скорости движения), а с другой — возможности двигателя ТС по изменению вращающего момента и частоты вращения в рабочем режиме.

В реальных условиях сопротивление движению, а значит, и потребный вращающий момент на ведущих колесах могут изменяться в 10—18 раз. Еще в больших пределах (в 15 — 30 раз) может меняться скорость движения ТС.

Устанавливаемые на изучаемых ТС поршневые ДВС имеют гораздо меньшие диапазоны изменения вращающего момента и частоты вращения в рабочем режиме. Обычно частота вращения коленчатого вала двигателя изменяется не более чем в 2 раза, а вращающий момент двигателя — не более чем в 1,5 раза. Поэтому в трансмиссии необходим агрегат (например, коробка передач), с помощью которого можно изменять вращающий момент и частоту вращения ведущих колес в необходимых пределах.

Следует также иметь в виду, что при движении ТС с максимальной скоростью частота вращения его ведущих колес примерно в 6 — 9 раз меньше частоты вращения коленчатого вала двигателя, хотя при этом, как правило, передаточное отношение в коробке передач равно единице. Поэтому в трансмиссии необходим агрегат (например, главная передача), обеспечивающий постоянное передаточное отношение между двигателем и ведущими колесами. Передаточным отношением в механике, как известно, называется отношение частоты вращения ведущего звена к частоте вращения ведомого.

Кроме указанных трансмиссия ТС включает в себя и другие агрегаты и механизмы, назначение, устройство и принцип действия которых рассмотрены далее.

К трансмиссии ТС предъявляются следующие основные требования:

• обеспечение высоких показателей тягово-динамических свойств ТС
• высокий КПД
• минимальные габаритные размеры и масса
• высокая надежность в эксплуатации
• простота и легкость управления
• технологичность конструкции
• малый объем обслуживания
• ремонтопригодность

Выполнение этих требований достигается выбором наиболее рациональной схемы трансмиссии, правильным ее расчетом, применением более совершенных агрегатов, автоматизацией управления, качественной конструктивной отработкой узлов и деталей, современной технологией их изготовления и использованием соответствующих материалов. Следует также учитывать влияние на стоимость трансмиссии как принимаемых конструктивных решений, так и технологии изготовления, применяемых материалов, затрат на обслуживание и ремонт.

Перечисленные требования являются общими для всех агрегатов трансмиссии. Кроме основных к отдельным агрегатам трансмиссии могут предъявляться и специфические требования.

Трансми́ссия (силовая передача) — в машиностроении совокупность агрегатов и механизмов, соединяющих двигатель (мотор) с ведущими колёсами транспортного средства (автомобиля) а также системы, обеспечивающие работу трансмиссии. В общем случае трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к колёсам (рабочему органу), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения.

В состав трансмиссии автомобиля входят: Сцепление;

Коробка передач; Карданный вал;

Дифференциал; Главная передача;

Шарниры равных угловых скоростей. В состав трансмиссии гусеничных машин (например, танка) в общем случае входят:

Главный фрикцион (сцепление); Входной редуктор («гитара»);

Коробка передач; Механизм поворота;

Бортовой редуктор. Механическую трансмиссию составляют следующие механизмы.

Сцепление — механизм, передающий крутящий момент от двигателя и позволяющий кратковременно отъединять двигатель от остальных механизмов трансмиссии и вновь его плавно соединять.

Коробка передач — агрегат, преобразующий крутящий момент по величине и направлению, т. е. коробка передач позволяет изменять передаточное число трансмиссии, в результате чего меняется скорость движения трактора и его тяговое усилие. Коробка передач позволяет также изменять направление движения трактора, а в некоторых конструкциях, кроме того, и осуществлять его плавный поворот. Наконец, при помощи коробки можно отъединить вал, передающий вращение от двигателя на ведущие колеса, на любое по продолжительности время.

Дифференциал — механизм, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между выходными валами и позволяющий им, а следовательно, и колесам вращаться с разной частотой, что необходимо при поворотах трактора. Дифференциал устанавливают только на колесных тракторах.

Механизм поворота – служит для поворота гусеничного трактора, а также для передачи крутящего момента от главной к конечной передаче.

Карданная передача — устройство, состоящее из одного или двух карданных валов и шарниров, предназначенных для передачи крутящего момента между агрегатами трансмиссии, оси валов которых несоосны или приобретают несоосность во время работы.

Основные требования К трансмиссиям транспортных средств предъявляются следующие требования:

– обеспечение высоких тяговых качеств и скорости машины при прямолинейном движении и повороте; – простота и легкость управления, исключающие быструю утомляемость водителя;

– высокая надежность работы в течение длительного периода эксплуатации; малые масса и габаритные размеры агрегатов;

– простота (технологичность) в производстве, удобство в обслуживании при эксплуатации и ремонте; – высокий КПД;

29. Общее устройство ходовой части тракторов и автомобилей.

Остов — основание, к которому крепят все агрегаты и механизмы автомобиля (трактора). У грузовых автомобилей и большинства гусеничных тракторов роль остова выполняет рама. В передней части рамы расположены бампер, предохраняющий раму и кузов от повреждений, и крюки доя буксировки автомобиля, а в задней — буксирный прибор для буксировки прицепов.

Остовы колесных тракторов подразделяются на рамные, полу-рамные и безрамные.

Рамный остов представляет собой клепаную или сварную раму из балок различного профиля. Из-за большой массы рамный остов применяют только на колесных тракторах повышенной мощности (К-701, Т-150К и др. ).

Полурамный остов представляет собой сочетание полурамы и картеров агрегатов трансмиссии, соединенных между собой болтами или сваркой. Его применяют на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82 и др. Безрамный остов образуют блок-картер двигателя и литые корпуса механизмов трансмиссий, жестко соединенные с помощью болтов или сварки.

Задний мост Задний мост обычно ведущий. Он служит для восприятия части массы автомобиля (трактора), приходящейся на ведущие колеса, и для передачи от колес на раму толкающих усилий.

Задний мост представляет собой пустотелую балку — неразрезную или разрезную, являющуюся кожухом, в котором размещены главная передача, дифференциал и полуоси. На балке имеются площадки для крепления Рессор и фланцы, к которым крепят опорные тормозные диски.

Задний мост трактора представляет собой коробчатую чугунную отливку, в которой размещены коническая и бортовая передачи, дифференциал и полуоси. Передний мост Передние мосты в зависимости от назначения изготовляют управляемыми или комбинированными.

Передний управляемый мост служит для поворота автомобиля (трактора) и восприятия части массы машины, приходящейся на передние управляемые колеса. Передний комбинированный мост обеспечивает одновременно поворот автомобиля (трактора) и передачу тягового усилия на колеса. Такой мост повышает проходимость автомобиля или трактора. Подвеска Подвеска служит для упругого соединения остова с мостами, обеспечения плавного хода автомобиля (трактора) и гашения колебаний остова. Подвеска состоит из упругого элемента, направляющего устройства и устройства, гасящего колебания (амортизатора).

Подвески разделяют на два основных типа: зависимые и независимые. При зависимой подвеске оба колеса моста смонтированы на одной оси, соединенной рессорами с рамой. При независимой подвеске каждое колесо моста подвешено к раме самостоятельно с помощью рычагов и пружины.

Передняя подвеска Состоит из двух продольных полуэллиптических рессор и двух телескопических амортизаторов. Задняя подвеска и телескопический амортизатор Телескопический амортизатор состоит из резервуара, рабочего цилиндра, поршня со штоком, проушин, приваренных к штоку и резервуару, клапана отдачи, клапана сжатия и сальникового уплотнения.

Колёса Автомобильные и тракторные колеса выполняют как дисковыми, так и бездисковыми. На большинстве грузовых автомобилей и на тракторах устанавливают дисковые колеса. Дисковое колесо состоит из диска обода и пневматической шины.

Диск изготовляется с вырезами для уменьшения массы, удобства монтажа и облегчения доступа к вентилю камеры. Диски укрепляют на ступицах, устанавливаемых по направляющим колес на поворотных кулаках и у ведущих колес на кожухах полуосей.

Пневматическая шина служит для смягчения толчков и ударов при движении машины по неровной дороге, а также для лучшего сцепления колес с поверхностью дороги. Шины по конструкции разделяются на камерные, бескамерные и арочные, а по величине внутреннего давления воздуха — на высокого давления(490 — 690 кПа), низкого давления (145

190 кПа) и сверхнизкого давления (50 — 175 кПа).

Камерная шина состоит из покрышки, резиновой камеры и ободной ленты. Ходовая часть гусеничного трактора Гусеничный движитель предназначен для приведения трактора в движение и для восприятия массы трактора на себя и включает в себя:

— рама – является основной базовой деталью трактора. На большинстве гусеничных тракторов применяется два типа рам: 1. Лонжеронные (Т-150) 2. Коробчатая, сварная – в сечении в вводе прямоугольника (Т-100М, Т-130) — гусеничная лента;

— ведущие колёса; —направляющие колеса с натяжным механизмом;

— опорные и поддерживающие катки; —подвеску.

Ведущее колесо и гусеничная цепьПодвеска Подвеска служит для соединения остова с гусеничным движителем, передачи массы трактора на опорные катки и обеспечения плавного хода трактора. Подвески тракторов разделяются на два основных типа: полужесткие и эластичные.

Такие подвески применяют на тракторах Т-180, ДТ-75 и др. Эластичная подвеска по сравнению с полу-жесткой обеспечивает лучшую плавность хода при движении трактора на повышенных скоростях.

Обратная связьПОЗНАВАТЕЛЬНОЕСила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношениеКак определить диапазон голоса – ваш вокалКак цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют имиЦелительная привычкаКак самому избавиться от обидчивостиПротиворечивые взгляды на качества, присущие мужчинамТренинг уверенности в себеВкуснейший “Салат из свеклы с чесноком”

None Как научиться брать на себя ответственностьЗачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одеждеКак победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетияКак слышать голос БогаКлассификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)Глава 3. Завет мужчины с женщинойОси и плоскости тела человека – Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков – Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) – В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Дисциплина: Конструкция Автомобилей и тракторовТема_2: Трансмиссии автомобилейЛекция_3: «Механические коробки передач»Назначение и требования к коробкам передачКоробка передач (рисунок 2.15) предназначена для изменения в широком диапазоне крутящего момента, а следовательно, и тягового усилия на ведущих колесах автомобиля и скоростей движения, для обеспечения движения задним ходом, а также для длительного разобщения двигателя от ведущих колес при работе двигателя на холостом ходу.

Рисунок 2.15 – Коробка переключения передачКрутящий момент на ведущих колесах необходимо изменять в соответствии с дорожными условиями для обеспечения оптимальной скорости и проходимости автомобиля, а также для наиболее экономичной работы двигателя.

Двигатель и трансмиссию необходимо разъединять на продолжительное время при работе двигателя на холостом ходу. Задний ход автомобиля требуется для совершения автомобилем определенных маневров.

Изменение крутящего момента на ведущих колесах и скорости движения автомобиля осуществляется путем увеличения или уменьшения передаточного числа коробки передач, представляющего собой отношение скорости вращения ведущего вала к скорости вращения ведомого вала.

Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и проходимость автомобиля. В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы коробок передач (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Классификация коробок передач.

По изменению передаточного числа	По связи между валами	По управлению
Ступенчатые	Механические	Неавтоматические
Бесступенчатые	Гидравлические	Полуавтоматические
Комбинированные	Электрические	Автоматические

В ступенчатых коробках передач передаточное число изменяется ступенчато и тяговая сила на ведущих колесах автомобиля также изменяется ступенчато. В бесступенчатых коробках передач передаточное число и тяговая сила на ведущих колесах изменяются плавно, а при гидромеханических коробках передач — и плавно, и ступенчато.

В неавтоматических коробках передач переключение передач осуществляется водителем вручную при помощи рычага переключения, расположенного на коробке передач или на рулевой колонке. В полуавтоматических коробках передач выбор необходимой передачи осуществляется водителем, а включение передачи производится автоматически. В автоматических коробках передач переключение передач происходит автоматически без участия водителя и в зависимости от условий движения.

На большинстве легковых и грузовых автомобилей применяются ступенчатые коробки передач, все большее распространение в настоящее время на легковых автомобилях и автобусах получают гидромеханические коробки передач, состоящие из гидротрансформатора и ступенчатой механической коробки передач.

Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомобиля к коробке передач предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать:

• оптимальные тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля;

• бесшумность при работе и переключении передач;

• легкость и удобство управления;

• возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования.

Рассмотрим требования, предъявляемые к коробке передач.

Оптимальные тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля. Необходимые тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля, оптимальные для заданных условий эксплуатации, достигаются путем правильного выбора в коробке передач числа передач, диапазона передаточных чисел и соотношения (плотности ряда) передаточных чисел промежуточных передач.

Увеличение числа передач повышает степень использования мощности двигателя, топливную экономичность, среднюю скорость движения, производительность автомобиля и снижает себестоимость перевозок. Однако при увеличении числа передач усложняется конструкция коробки передач, увеличиваются ее масса, размеры, стоимость и затрудняется управление автомобилем. Кроме того, с увеличением числа передач возрастает время разрыва потока мощности от двигателя к ведущим колесам, что может привести к ухудшению тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля. В связи с этим максимальное число передач в коробках передач не превышает, как правило, 5 для легковых и 16 для грузовых автомобилей.

Плотность ряда передаточных чисел коробки передач опреде­ляется соотношением передаточных чисел промежуточных пере­дач. При этом отношение передаточных чисел соседних передач должно изменяться по геометрической прогрессии.

Плотность ряда выше у коробок передач, имеющих большое число передач. Эти коробки обеспечивают автомобилю более вы­сокие тягово-скоростные свойства и топливную экономичность, чем коробки с меньшим числом передач. В связи с этим у коробок передач современных автомобилей плотность ряда передаточных чисел делают в пределах 1,1.

Высокая плотность ряда передаточных чисел коробки передач кроме повышения тягово-скоростных свойств и топливной эко­номичности автомобиля создает более благоприятные условия работы синхронизаторов, так как для переключения передач тре­буется меньшая работа трения. Благодаря этому размеры синхро­низаторов могут быть уменьшены при сохранении достаточной их надежности.

Бесшумность при работе и переключении передач. Уровень шума, создаваемого коробкой передач при работе, зависит от качества, точности изготовления и типа зацепления шестерен. Большую часть шестерен выполняют косозубыми.

Косозубые шестерни создают меньший уровень шума. Эти шестерни обладают большей прочностью и долговечнее, чем прямозубые шестерни. Однако косозубые шестерни более сложные в изготовлении и при их работе возникают осевые силы, дополнительно нагружающие подшипники валов коробки передач.

Легкость и удобство управления. Легкое и удобное управление коробкой передач зависит от ее конструкции, способа переключения передач и конструкции привода управления, который может быть механическим, электрическим, пневматическим.

Легкость управления коробкой передач характеризуют усилие, прилагаемое к рычагу переключения передач, и сложность выполнения переключения передач. Переключение передач должно быть простым и не требовать затраты физических усилий. Удобство управления коробкой передач обеспечивается применением синхронизаторов, расположением рычага переключения передач вблизи рулевого колеса и автоматизацией (частичной или полной) управления передачами.

Отбор мощности. В конструкциях коробок передач должна быть предусмотрена возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования (лебедки, насосы, подъемные механизмы и др.) на автомобилях высокой проходимости, специализированных (самосвалы, цистерны, рефрижераторы, самопогрузчики) и специальных автомобилях (коммунальные, пожарные, автокраны и др.).

Рассмотренные требования, которые предъявляются к различным типам коробок передач, позволяют анализировать и оценивать конструкции коробок передач и их совершенство.

иметь возможность изменения общего передаточного числа в зависимости от изменения тягового сопротивления движению трактора (его загрузке);

должны иметь возможность изменения направления вращения ведущих колес трактора при неизменном направлении вращения вала двигателя для получения заднего хода, а также соотношения частот вращения левого и правого ведущих колес при движении на повороте, по неровностям пути и для поворота соответственно колесного и гусеничного трактора;

обеспечивать отбор части мощности двигателя на привод рабочих органов прицепных или навесных машин – орудий во время движения МТА или его работы в стационарных условиях, а также систем по обслуживанию гидравлических систем трактора;

конструктивно быть компактными, иметь ограниченные габаритные размеры корпусов сборочных единиц (агрегатов), способных передавать большие мощности, иметь достаточно высокие КПД и долговечность, низкую трудоемкость технического обслуживания и хорошую ремонтопригодность.

4.2. Ступенчатые трансмиссии

На большинстве сельскохозяйственных и значительной части промышленных тракторов применяют ступенчатые шестеренные трансмиссии, как наиболее отработанные конструктивно, относительно простые, удобные и надежные в работе, имеющие довольно высокий КПД, более низкую стоимость. Основным их недостатком является ступенчатое регулирование крутящих моментов, что довольно часто приводит к неэффективному использованию мощности двигателя.

Кинематические схемы ступенчатых трансмиссий могут быть двух типов. По первой традиционной схеме (рис. 4.1,а,б) мощность двигателя на ведущие колеса трактора разделяется после КП, что обусловливает наличие одной центральной передачи (ЦП), размещаемой, как правило, в корпусе заднего моста трактора (гусеничного или колесного с задними ведущими колесами). Такая схема относительно проста, хорошо компонуется, обладает достаточно высоким механическим КПД и приемлимыми показателями материалоемкости.

По второй кинематической схеме (рис. 4.1,в) трансмиссии мощность от двигателя разделяется перед КП или в ней, что обусловливает наличие двух ЦП. Положительным качеством этой схемы является меньшая силовая нагруженность деталей КП и ЦП и возможность

Общее устройство трактора. Органы управления

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.

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Трактор и автомобиль состоят из различных механизмов, находящихся между собой в определенном взаимодействии. Их конструкция и расположение могут быть различными, но принципы действия аналогичны.

Механизмы трактора можно разделить на следующие составные части: двигатель, трансмиссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее и вспомогательное оборудование.

Расположение основных частей и механизмов у гусеничного трактора (на примере ДТ-75М) показано на рисунке 2.

Двигатель 1 предназначен для преобразования химической энергии сгорающего в нем топлива в механическую.

Рис. 2. Схема расположения основных частей, их механизмов и деталей гусеничного трактора ДТ-75М:

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

Трансмиссия передает момент силы от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам. Она состоит из следующих механизмов: сцепления 9, соединительного вала 8, коробки передач 7, главной передачи 12, планетарного механизма 5 и конечных передач 6.

Ходовая часть служит для преобразования вращательного движения колес в поступательное движение трактора. В нее входят остов (рама), ведущие колеса (звездочки), гусеничные цепи 10, каретки подвески, направляющие колеса 11, поддерживающие ролики. При помощи двух ведущих колес и опорных катков подвесок трактор перекатывается по гусеничным цепям, состоящим из шарнирно соединенных стальных звеньев. Двигатель, механизмы трансмиссии и ходовой части трактора крепятся на раме.

Механизмы управления, воздействуя на ходовую часть, изменяют направление движения трактора, останавливают и удерживают его неподвижно. К ним относятся: механизм поворота (планетарный) 5, тормоза.

Рабочее оборудование трактора состоит из гидравлической навесной системы 1, прицепного устройства 3, вала отбора мощности и при­водного шкива.

Навесная система — это группа механизмов служащих для крепления навесных машин на трактор и управления их работой. Прицепное устройство позволяет буксировать различные прицепные машины и орудия. Вал отбора мощности используют для приведения в действие рабочих органов некоторых машин (силосоуборочного, картофелеуборочного и др.) при одновременном перемещении их по полю.

К вспомогательному оборудованию трактора относят кабину с подрессоренным сиденьем, капот, приборы освещения и сигнализации, системы отопления и вентиляции, компрессор и т.д.

Назначение основных частей и механизмов колесного трактора такое же, как и у гусеничного трактора.

Автомобиль (рис. 3) состоит из сборочных единиц и механизмов, образующих три составные части: двигатель, шасси и кузов.

Рис. 3. Расположение основных частей, их механизмов и деталей

1 — управляемое 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

Принципиальная схема расположения основных частей и механизмов мало отличается от схемы их расположения у колесного трактора с пневматическими шинами.

Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. На шасси автомобиля устанавливается кузов, служащий для размещения водителя, пассажиров и грузов. К кузову грузового автомобиля принадлежат так же кабина для водителя и оперение автомобиля: капот, крылья и подножки.

Автомобили могут иметь вспомогательное оборудование: тягово-сцепное устройство, лебедку, системы отопления и вентиляции, компрессор и т.д.

Контрольные вопросы

1. Какие агротехнические требования предъявляются к пропашным тракторам?

2. Перечислите группы механизмов трактора и автомобиля. Каково их назначение?

1.3 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА

Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим основным признакам:

— по способу воспламенения рабочей смеси — двигатели с воспламенением от сжатия (дизели) и двигатели с принудительным воспламенением от электрической искры;

— по способу смесеобразования — двигатели с внешним (карбюраторные и газовые) и с внутренним смесеобразованием (дизели);

— по способу осуществления рабочего процесса — четырехтактные и двухтактные;

— по виду применяемого топлива — двигатели жидкого топлива, работающие на бензине и дизельном топливе, двигатели газообразного топлива (на сжатом и сжиженном газе) и многотопливные;

— по способу охлаждения — с жидким и воздушным охлаждением;

— по числу цилиндров — одноцилиндровые и многоцилиндровые (двух-, четырех-, шести-, восьми-, двенадцатицилиндровые);

— по расположению цилиндров — однорядные и двухрядные или V-образные (два ряда цилиндров расположены под углом друг к другу).

Горючая смесь

-это смесь, состоящая из распыленного топлива и воздуха в определенной пропорции.

Рабочая смесь

образуется в цилиндре работающего двигателя в результате перемешивания горючей смеси с остаточными газами.

На тракторах и автомобилях большой грузоподъемности применяют четырехтактные многоцилиндровые дизели, на автомобилях легковых, малой и средней грузоподъемности — четырехтактные многоцилиндровые карбюраторные и дизельные двигатели, а также двигатели, работающие на сжатом и сжиженном газе.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из корпусных деталей, кривошипно-шатунного, газораспределительного, а так же систем питания, охлаждения, смазочной, зажигания и пуска, регулятора частоты вращения.

Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения (рис. 4).

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси коленчатого вала двигателя большее. Нижняя мертвая точка (НМТ) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси коленчатого вала двигателя наименьшее. Ход поршня S – расстояние между мертвыми точками.

Рис. 4. положение поршня в мертвых точках: а — верхнее; б — нижнее

При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на половину оборота, т.е. на 180°.

Ход поршня центрального криво шипно-шатунного механизма равен двум радиусам кривошипно-шатунного вала.

Рабочий объем цилиндра Vh

(м3) — объем цилиндра, освобождаемый поршнем, при перемещении от ВМТ к НМТ.

— диаметр цилиндра, м;

Объем камеры сжатия Vc

— объем над поршнем, когда он находится в ВМТ.

Полный объем цилиндра Va

(м3) — сумма объема камеры сжатия и рабочего объема цилиндра, т.е. пространство над поршнем, когда он находится в НМТ.

Литраж двигателя Vл

— это сумма рабочих объемов всех его цилиндров двигателя. При малых объемах (до 1 л) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших – в литрах:

рабочий объем одного цилиндра, м3;

– число цилиндров двигателя.

Степень сжатия

– отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия:

В карбюраторных двигателях степень сжатия колеблется в пределах 6…9, а в дизелях – 15…20.

Таким образом, степень сжатия — это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сжатия.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре происходит периодически повторяющийся ряд изменений состояния рабочего тела (газа).

Рабочий цикл двигателя — комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), периодически повторяющихся в каждом цилиндре и обуславливающий работу двигателя.

Такт — часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки к другой.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня или за два оборота коленчатого вала, называют четырехтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода (такта) поршня или за один оборота коленчатого вала, называют двухтактными. Работу двигателя за один цикл определяют по индикаторной диаграмме-графику зависимости давления газа в цилиндре от объема, изменяющегося при перемещении поршня (координаты Р-V).

Индикаторную диаграмму снимают на работающем двигателе при помощи специального прибора-индикатора.

Карбюраторные двигатели.

Топливо с воздухом смешивается в специальном приборе-карбюраторе, а горючая смесь воспламеняется от электрической искры. Эти двигатели устанавливают на автомобилях малой и средней грузоподъемности, а также тракторах для пуска основных дизельных двигателей.

Дизели. Такие двигатели отличаются от карбюраторных тем, что горючая смесь образуется внутри цилиндра и самовоспламеняется от температуры сжатого воздуха. Их применяют в качестве основных двигателей на тракторах и автомобилях большой грузоподъемности.

Принципы работы дизеля рассмотрим на примере упрощенной схемы (рис. 5). В цилиндре 6 помещен поршень 7, который шатуном 9 соединен с коленчатым валом 12. Если поршень перемещать в цилиндре вверх и вниз, то его прямолинейное движение преобразуется через шатун и криво шип во вращательное движение коленчатого вала. На конце вала закреплен маховик 10, который необходим для равномерности вращения вала при работе двигателя. Цилиндр плотно закрыт сверху головкой 1. В последней имеются два клапана: впускной 5 и выпускной 4, которые закрывают соответствующие каналы.

Рис. 5. Схема одноцилиндрового дизеля: 1 — головка цилиндра; 2 — коромысло; 3 — форсунка; 4 — впускной клапан; 5 — выпускной клапан; 6 — цилиндр; 7 — поршень; 8 — поршневой палец; 9 — шатун; 10 — маховик; 11 — картер; 12 — коленчатый вал; 13 — шестерня привода распределительного вала; 14 — распределительный вал; 15 — топливный насос; 16 — передаточные детали; 17 — воздухоочиститель

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 16. Распределительный вал и вал топливного насоса приводятся во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Топливо в цилиндр поступает через форсунки 3 от топливного насоса. Рассмотрим, как протекает рабочий процесс в работающем одноцилиндровом четырехтактном дизельном двигателе. Поршень перемещается с помощью шатуна коленчатым валом вниз и, действуя подобно насосу, создает разрежение в цилиндре. Через открытый клапан цилиндр заполняется чистым воздухом под влиянием разности давлений. Выпускной клапан закрыт. В конце такта впускной клапан закрывается.

В начале работы двигателя коленчатый вал приводят во вращение посторонним источником энергии, например электрическим стартером или пусковым двигателем. В конце такта впуска давление в цилиндре в среднем составляет 0,08…0,95 МПа, а температура 30…50 °С (рис. 6, а).

Второй такт — сжатие (рис. 6, б).

Поршень, продолжая движение с помощью коленчатого вала, перемещается вверх. Поскольку оба клапана закрыты, поршень сжимает воздух. Температура воздуха при сжатии повышается. Благодаря высокой степени сжатия повышается давление в дизельном двигателе до 4 МПа, а воздух нагревается до температуры 600 °С. В конце такта сжатия через форсунку в цилиндр впрыскивается порция дизельного топлива в мелко распыленном состоянии.

Третий такт — рабочий ход, или расширение (рис. 6, в). Мелкие частицы топлива, соприкасаясь с нагретым сжатым воздухом, самовоспламеняются. Подача топлива через форсунки и горение продолжается некоторое время после того, как поршень пройдет ВМТ. Благодаря задержке самовоспламенения топливо в основном сгорает во время этого такта. Оба клапана при рабочем ходе закрыты. Температура газов при сгорании достигает 2000 °С, давление повышается до 8 МПа. Под большим давлением саморасширяющихся газов поршень перемещается вниз и передает воспринимаемое им усилие через шатун на коленчатый вал, заставляя его производить механическую работу.

Рис. 6. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: а

— такт впуска;
б —
такт сжатия:
в —
такт расширения;
г —
такт выпуска

Четвертый такт — выпуск (рис. 6, г).

Поршень перемещается вверх, а выпускной клапан открывается. Отработавшие газы сначала под действием избыточного давления, а затем поршнем удаляются из цилиндра. После перехода поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, и рабочий цикл повторяется.

Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя

В отличие от дизельного двигателя у карбюраторного двигателя воздух и топливо поступают в цилиндр одновременно в виде горючей смеси, приготовленной карбюратором.

Такт впуска

. Поршень 4 (рис. 7,
а)
движется от в. м.т. к н. м.т. Над ним в полости цилиндра 1 создается разрежение. Впускной клапан 6при этом открыт, цилиндр через впускную трубу 7 и карбюратор 8сообщается с атмосферой. Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя через карбюратор, воздух распыливает топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр.

Рис. 7. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя:

— такт впуска:
б
—такт сжатия;
в
—такт расширения;
г—
такт выпуска; 1 — цилиндр; 2
—
выпускная труба; 3
—
выпускной клапан; 4
—
поршень; 5 — искровая зажигательная свеча; 6
—
впускной клапан; 7— впускная труба; 8
—
карбюратор; 9
—
шатун; 10— коленчатый вал

Заполнение цилиндра цилиндра 1 горючей смесью продолжается до прихода поршня в н. м. т. К этому времени впускной клапан закрывается.

Такт сжатия

. При дальнейшем повороте коленчатого вала 10 (рис. 7,
б)
поршень движется от н. м. т. к в. м. т. В это время впускной 6 и выпускной 3 клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. В такте сжатия составные части рабочей смеси хорошо перемешиваются и нагреваются. В конце такта сжатия между электродами свечи 5 возникает электрическая искра, от которой рабочая смесь воспламеняется. В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, давление и температура газов повышаются.

Такт расширения. Оба клапана закрыты. Под давлением расширяющихся газов поршень движется от в. м. т. к н.м.т. (рис.7, в

) и при помощи шатуна 9 вращает коленчатый вал 10, совершая полезную работу.

Такт выпуска. Когда поршень подходит к н. м. т., открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы под действием избыточного давления начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 2. Далее поршень движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 7, г

) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы.

Далее рабочий цикл повторяется.

В двухтактном двигателе отсутствуют клапаны

(рис. 8). Впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов у пускового двигателя осуществляется через окна в цилиндре, которые своевременно открываются и закрываются движущимся поршнем.

При движении вверх поршень 2 (рис. 8, а)

перекрывает впускное окно 3 в цилиндре, в результате чего над поршнем происходит сжатие рабочей смеси. Одновременно под поршнем создается разрежение, и из карбюратора 4 через впускные окна 5 цилиндра горючая смесь засасывается в кривошипную камеру 6.

При подходе к ВМТ в свече зажигания образуется электрическая искра, и рабочая смесь в цилиндре воспламеняется (рис. 8, б). На этом заканчивается первый такт. Под давлением образовавшихся от сгорания рабочей смеси газов поршень перемещается вниз, совершая рабочий ход, который происходит до тех пор, пока откроются выпускные окна, и начнется выпуск отработавших газов через выпускную трубу наружу. При движении поршня вниз горючая смесь в кривошипной камере сжимается. В конце второго такта поршень открывает окно продувочного канала 7, и горючая смесь нагнетается из кривошипной камеры в цилиндр, вытесняя из него отработавшие газы (рис. 8, в).

Рис. 8. Схема работы двухтактного двигателя:

— первый такт;
б
— конец первого и начало второго такта;

— конец второго такта

1 — свеча зажигания; 2 — поршень; 3 — выпускное окно цилиндра; 4 — карбюратор; 5 — впускное окно цилиндра; 6 — кривошипная камера; 7 — продувочная камера; 8 — цилиндр; 9 — выхлопная труба; 10 — картер

Происходит продувка и одновременно наполнение цилиндра свежей горючей смесью. При этом горючая смесь частично выходит вместе с отработавшими газами. Таким образом, за два хода поршня (два такта) совершается полный рабочий цикл.

Двигатели с описанным рабочим процессом называют двигателями с кривошипно-камерной продувкой. Эти двигатели по конструкции и в эксплуатации проще, чем четырехтактные. Их работа протекает более равномерно потому, что рабочий ход происходит при каждом обороте коленчатого вала. Однако двухтактные двигатели менее экономичны, чем четырехтактные. При продувке через выпускные окна теряется 30% горючей смеси. Поэтому двухтактные карбюраторные двигатели используют при кратковременной работе для запуска дизельного двигателя трактора.

Рабочий цикл четырехтактных двигателей совершается за два оборота коленчатого вала. За это время коленчатый вал получает усилие от поршня только при одном полуобороте, соответствующем рабочему ходу поршня. Три других полуоборота продолжаются по инерции, и коленчатый вал с помощью маховика перемещает поршень при всех вспомогательных тактах — впуске, выпуске и сжатии. В последствие этого коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: при рабочем ходе — ускоренно, а при вспомогательных тактах -замедленно. Кроме того, одноцилиндровый двигатель обычно имеет небольшую мощность и повышенную вибрацию. Поэтому на современных тракторах и автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала, т.е. через равные промежутки времени. Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе такт расширения (рабочий ход) в цилиндре происходит через 180° (720°) по отношению к предыдущему, т.е. через половину оборота коленчатого вала. Другие такты этого двигателя передаются также через 180°.

Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых отечественных двигателей 1-3-4-2. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре (рис. 9).

Зная порядок работы цилиндров двигателя, можно правильно распределить провода по искровым свечам зажигания, присоединить топливопроводы к форсункам и отрегулировать клапаны.

Обороты коленчатого вала	Цилиндры
1-й оборот	1-й полуоборот	Расширение	Выпуск	Сжатие	Впуск
2-й полуоборот	Выпуск	Впуск	Расширение	Сжатие
2-й оборот	1-й полуоборот	Впуск	Сжатие	Выпуск	Расширение
2-й полуоборот	Сжатие	Расширение	Впуск	Выпуск

Рис. 9. Чередование тактов четырехцилиндрового двигателя с порядком работы 1-3-4-2

Общее устройство.

Двигатели установленные на тракторах (дизели) включают следующие механизмы и системы.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Газораспределительный механизм управляет работой клапанов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух в цилиндры, сжимать его до определенного давления и удалять оттуда отработавшие газы.

Система питания обеспечивает подачу отмеренных порций топлива в определенный момент в распыленном состоянии в цилиндры двигателя.

Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода теплоты от них.

Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгорания от перегрева и поддерживает в цилиндрах нормальный тепловой режим.

Система пуска нужна для проворачивания коленчатого вала во время пуска.

В отличие от дизеля, карбюраторный двигатель имеет следующие особенности: система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления горючей смеси в специальном приборе — карбюраторе и подачи ее в цилиндры; для зажигания рабочей смеси в цилиндрах карбюраторного двигателя служит система зажигания.

Контрольные вопросы

1. По каким основным признакам классифицируются двигатели?

2. Что такое степень сжатия?

3. Каков порядок работы четырехтактного четырехцилиндрового двигателя?

4. Назовите основные механизмы и системы двигателя?

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.

В существующих моделях тракторов используемые трансмиссии можно поделить на два вида:

Механические. Основу таких трансмиссий составляют механизмы и шестерни, работа которых приводит к получению требуемого результата. Гидромеханические. Здесь тоже присутствуют механизмы, но также используются гидродинамические преобразователи.

Механическая трансмиссия

Самая востребованная, недорога и практичная модель устройства. Преимущество трансмиссии в виде механизмов и шестеренок – удобство эксплуатации. Устройство не требует особого ухода и при этом служит много лет без серьезных поломок. В конструкции механической коробки предусмотрено наличие следующих элементов:

• сцепления;
• коробки передач;
• главной передачи;
• дифференциала;
• механизма поворота;
• карданной передачи;
• конечных передач.

В зависимости от того, каким производителем был выпущен трактор, трансмиссия может включать дополнительные элементы в виде ходоуменьшителей или раздаточной коробки. Также в некоторых моделях предусмотрена система повышения крутящего момента, с помощью которой удается повысить мощность трактора.

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.

Трансмиссия и колеса трактора — конструктивные особенности

Колесные трактора используются гораздо чаще, чес гусеничные агрегаты. Это связано с возможностью самостоятельного ремонта подвески, меньшей стоимостью и простотой в эксплуатации. Трактора на колесах менее проходимы своих гусеничных аналогов, однако они отличаются лучшей маневренностью, что ценится в поле гораздо больше.

Элементы трансмиссии трактора и их предназначение

Одним из наиболее важных элементов каждого трактора является его трансмиссия. Именно от ее надежности и исправности напрямую зависит способность трактора выполнять свою работу.

В случаях, когда в конструкцию трансмиссии трактора входят только одни механизмы с шестернями, она именуется механической трансмиссией. Если же помимо вышеперечисленных элементов в конструкцию входит гидротрансформатор, то такая конструкция будет называться гидромеханической.

Буквами на изображении обозначены схемы механических колесных и гусеничных трансмиссий.

Цифрами обозначаются такие элементы:

• 1 – конечная передача;
• 2 – дифференциал трансмиссии;
• 3 – устройство сцепления;
• 4 – КПП;
• 5 – главная передача;
• 6 – промежуточное соединение;
• 7 – механизмы, отвечающие за поворот;
• 8 и 9 – специальные элементы;
• 10 – карданные валы.

Благодаря сравнительно простой конструкции и надежности при эксплуатации, на большинство тракторов устанавливаются именно механические трансмиссии. В их конструкцию входят такие элементы:

• Сцепление – устройство, предназначенное для передачи крутящего момента от мотора на колеса трактора. Этот элемент также позволяет временно отключать мотор от остальных устройств и снова плавно подключать его;
• Промежуточное соединение играет роль устройства, передающего вращение от вала на другие элементы трансмиссии. Благодаря наличию этой детали, трактор продолжает работать даже в случаях неправильного положения осей валов, образовавшихся в результате некорректной сборки агрегата;
• КПП – используется для преобразования крутящего момента по направлению и величине. Другими словами, КПП дает возможность менять передаточное число, изменяя, таким образом, скорость передвижения. Помимо этого, коробка передач дает возможность менять траекторию движения трактора и выполнять плавный поворот техники;
• передача отвечает за уменьшение частоты вращения валов и увеличение крутящего момента;
• Дифференциал – устройство, которое распределяет крутящий момент между валами и колесами. Благодаря этому элементу, колеса машины способны вращаться с разной частотой;
• Конечные передачи предназначены для понижения частоты вращения и увеличения крутящего момента, передаваемого мотором;
• Механизм поворота дает трактору возможность поворачиваться;
• Специальные элементы представляют собой ходоуменьшители или раздаточные коробки. Они не всегда устанавливаются на технику;
• Карданные валы передают крутящий момент между несоосными элементами трансмиссии.

Глава 1 общее устройство тракторов автомобилей

Трактор — колесная или гусеничная машина, приводимая в движение установленным на ней двигателем, предназначенная для перемещения и приведения в действие различных машин и орудий, тележек или саней, а также для привода стационарных машин от вала отбора мощности или приводного шкива.

Современные тракторы классифицируют по назначению, типу движителей и остову.

По назначению

(рис. 1.1) различают тракторы:

общего назначения- ДТ-75М, Т-150, Т-150К, Т-4А, Т-70С, К-701, используемые для выполнения работ в растениеводстве, за исключением возделывания пропашных культур. В агрегате с почвообрабатывающими машинами эти тракторы применяют на вспашке, при культивации, бороновании, посеве, снегозадержа­нии, уборке зерновых и других культур;

универсально-пропашные — МТЗ-80, МТЗ-82, Т-40АМ, ис­пользуемые в растениеводстве и животноводстве, в том числе для возделывания и уборки пропашных культур. Разновидность уни­версальных колесных тракторов— самоходное шасси Т-16М и его модификации;

специальные, применяемые для возделывания отдель­ных сельскохозяйственных культур (хлопка — МТЗ-80Х, чая — Т-16 ММЧ, винограда, хмеля), а также в зависимости от условий (горный, мелиоративный, болотоходный — ДТ-75Б).

По типу движителей

на колесные, передвигающиеся с помощью колесного движи­теля;

гусеничные, передвигающиеся с помощью гусеничного дви­жителя;

полугусеничные, в которых используются колесные и гусе­ничные движители одновременно.

По типу остова

рамные — остов состоит из клепаной или сварной рамы, на­пример ДТ-75М;

полурамные — остов образуется корпусом трансмиссии и дву­мя продольными балками (лонжеронами), привернутыми или приваренными к корпусу;

безрамные — остов образуется в результате соединения корпу­сов отдельных механизмов.

Колесные тракторы могут иметь два ведущих колеса, т. е. один ведущий мост, например МТЗ-80, и четыре ведущих колеса (два ведущих моста) для улучшения тяговых свойств и повышения проходимости, например, МТЗ-82 или Т-40АМ.

Колесный трактор по сравнению с гусеничным универсален, дешевле в изготовлении и эксплуатации. Однако на переувлаж­ненных и рыхлых почвах он не столь эффективен в использова­нии, как гусеничный, так как давление на почву у последнего значительно меньше, чем у колесного, из-за большей опорной площади.

содержание .. 11 12 16 ..

Трансмиссия сельскохозяйственных тракторов и автомобилей

7.1 Общие сведения

Сопротивление движению тракторного агрегата и автомобиля изменяется непрерывно и в широких пределах. Это объясняется колебаниями удельного сопротивления почвы, загрузки рабочих органов машин, сопротивлений качению колес и сцепления их с грунтом или дорогой, возникающими на пути движения, подъемами и уклонами и т. д. Соответственно требуется изменять вращающий момент, подводимый к ведущим колесам (звездочкам) как для преодоления возросших сопротивлений, так и для более полного использования мощности двигателя, получения высокой производительности при наименьшем расходе топлива.

Трансмиссия служит для передачи вращающего момента двигателя ведущим колесам трактора (автомобиля), а также части мощности двигателя агрегатируемой с трактором машине. При помощи трансмиссии можно изменить вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению.

К трансмиссии предъявляют следующие требования: высокий КПД, возможность индивидуального регулирования частоты вращения колес, низкая металлоемкость, высокая надежность, возможность привода агрегатов с большим относительным перемещением, независимость размещения силовой установки, возможность деления мощности, применение группового и индивидуального приводов ходовых систем, приспособленность к колебаниям тяговых нагрузок, способность передавать мощность на значительные расстояния, широкий диапазон регулирования силовых и скоростных параметров.

По способу изменения вращающего момента различают ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные трансмиссии.

Ступенчатые трансмиссии состоят из зубчатых колес различных типов. В этой трансмиссии при переходе от одного режима работы к другому вращающий момент меняется через интервалы, кратные передаточным числам, поэтому она получила название ступенчатой. При наличии ступенчатой

трансмиссии на некоторых режимах невозможно полностью использовать мощность двигателя.

Бесступенчатые трансмиссии обеспечивают непрерывность и автоматичность процесса изменения вращающего момента, чем выгодно отличаются от ступенчатых. Вместе с тем им свойственны некоторые недостатки: сложность конструкции, более низкий КПД. Различают фрикционные (механические), электрические и гидравлические бесступенчатые трансмиссии. Гидравлические передачи делят на гидродинамические и гидрообъемные.

Минский тракторный завод разработал инновационный трактор «Бела-рус-3023» с бесступенчатой электромеханической трансмиссией.

Комбинированные трансмиссии представляют собой сочетание одной из бесступенчатых передач со ступенчатой передачей, имеющей вспомогательное значение. Это позволяет расширить диапазон изменения вращающего момента на движителях и одновременно сохранить основные преимущества бесступенчатой передачи. Комбинированная трансмиссия, у которой в качестве одной из сборочных единиц применяют гидродинамическую передачу, называется гидромеханической. Такая трансмиссия применена в тракторе ДТ-175С.

Наиболее распространены механические трансмиссии. В механическую трансмиссию входят следующие механизмы (рисунок 7.1): сцепление коробка передач, промежуточное соединение, карданная передача главная (центральная передача, дифференциальный механизм или муфты поворота у гусеничных тракторов и конечные передачи.

Рисунок 7.1 Схемы трансмиссий: а — автомобиля с колесной формулой 4×2; 1 — сцепление; 2 — коробка передач; 3 — карданная передача; 4 — главная передача; 5 — дифференциал; 6 — полуось; б — колесного трактора; в -гусеничного трактора: 1 — двигатель; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — главная (центральная) передача; 5 — задний мост; 6 — дифференциал у колесных тракторов и конечные передачи у гусеничных тракторов; 7 — ведущее колесо (гусеница); 8 — направляющее колесо; 9 — бортовые фрикционы или планетарный механизм поворота.

Сцеплением называют механизмы, предназначенные для обеспечения разъединения и плавного соединения трансмиссии с двигателем Отсоединение трансмиссии от двигателя необходимо при его пуске изменении передаточного числа в трансмиссии путем перемещения шестерен в коробке передач, во время остановки или стоянки трактора. Сцепление ограничивает максимальный вращающий момент в трансмиссии, предохраняя ее от перегрузок.

К сцеплению предъявляют следующие требования: надежная передача наибольшего вращающего момента двигателя трансмиссии; быстрое и плавное разъединение и соединение ведущих и ведомых частей, обеспечивающее необходимую частоту выключения и включения, а следовательно, и постепенное нагружение механизмов трансмиссии; ограниченный момент инерции ведомых частей; высокая надежность работы, легкость управления, удобство обслуживания и регулировок.

На тракторах и автомобилях применяют фрикционные дисковые сцепления, передающие вращающий момент за счет сил трения. Рабочими поверхностями в них служат плоские диски (ведущие и ведомые). В зависимости от числа ведущих элементов (дисков), передающих вращающий момент, различают одно- и двухдисковые сцепления. Число дисков определяется передаваемым наибольшим вращающим моментом и размером ведомого диска (или дисков), исходя из минимизации моментов инерции ведомой части.

Наиболее распространенная схема установки сцепления между маховиком двигателя и ведущим валом коробки передач показана на рисунке 7.2. Ведущим диском сцепления служит маховик.

Рисунок 7.2. Принципиальная схема сцепления

К его торцу пружинами через нажимной диск прижимается ведомый диск с фрикционными накладками, установленный посредством шлицев на ведущем валу коробки передач.

При включенном сцеплении между маховиком и накладками ведомого диска возникают силы трения, вынуждающие сцепление вращаться как одно целое, передавая вращающий момент от маховика на ведущий вал коробки передач. Для выключения сцепления водитель воздействует на педаль привода, и через систему тяг усилие передается на муфту выключения, которая

через рычаги выключения отжимает нажимной диск от ведомого, сжимая пружины.

Трение между ведущим и ведомым дисками исчезает, и сцепление не передает вращающий момент в трансмиссию. Направление действия механизма управления сцепления при его выключении на схеме изображено стрелками. Рассмотренная схема сцепления относится к однопоточным.

Тракторы часто агрегатируют с орудиями с активными рабочими органами, для привода которых служит ВОМ. В этом случае применяют двухпоточные сцепления (например, трактор ЮМЗ-8244). Схема такого сцепления показана на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 Схема двухпоточного сцепления: 1 — ведомый диск трансмиссии; 2 — ведущие диски; 3 — ведомый диск ВОМ; 4 — муфта выключения сцепления трансмиссии; 5 — рычаг выключения сцепления трансмиссии; 6 -рычаг выключения сцепления ВОМ: 7 — муфта выключения сцепления ВОМ; 8 — пружина

Фактически двухпоточное двухдисковое сцепление представляет собой сочетание двух однодисковых сцеплений, каждое из которых имеет отдельные ведомые 1, 3 и ведущие 2 диски, сжимаемые общими пружинами 8. Механизм управления сцеплением позволяет отключать каждый диск рычагами 5 и б независимо от другого диска и останавливать трактор без остановки ВОМ. Привод от сцепления также разделен (один вал расположен внутри другого).

При передаче большого вращающего момента на тракторах ДТ-75М, Т-150, Т-150К, Т-4А устанавливают двухдисковые сцепления с двумя ведомыми и двумя ведущими дисками.

содержание .. 11 12 16 ..

1.2. Типаж тракторов

Типаж тракторов

— это минимальный технически обоснован­ный ряд выпускаемых промышленностью или намеченных к вы­пуску тракторов, необходимых народному хозяйству. Классифи­кационный показатель типажа тракторов — тяговый класс.

Каждый класс содержит одну основную (базовую) модель трактора и несколько ее разновидностей (модификации), кото­рые используют для выполнения специальных работ. Любая мо­дификация представляет собой видоизмененную модель базового трактора, сохраняющую его основные сборочные единицы, т. е. имеющую высокую степень унификации, что позволяет быстро, с наименьшими затратами создавать машины, которые дешевле и проще в эксплуатации. Типаж сельскохозяйственных тракторов включает в себя десять тяговых классов, которым соответствуют номинальные тяговые усилия:

Тяговый класс Номинальное тяговое усилие, кН

Тракторы тягового класса 0,2

— маломощные, колесные. К ним относится трактор Т-08 (Т-0,10), предназначенный для ра­боты на небольших участках, в садах и огородах индивидуального и коллективного пользования, в личных подсобных хозяйствах и на школьных участках. Трактор оснащен карбюраторным двига­телем воздушного охлаждения мощностью 5,9 кВт (8л. с.). Масса трактора 550 кг.

К этому же классу относится трактор АМЖК-8, который мож­но использовать для механизации работ по уходу за домашними животными, приготовлению кормов и на транспортных работах.

Тракторы тягового класса 0,6

— колесные, универсально-про­пашные. К ним относится трактор Т-25А, предназначенный для работы в садоводстве, полеводстве и на животноводческих фер­мах. Имеет двигатель воздушного охлаждения мощностью 18,4 кВт с пуском от электрического стартера. Ширина колеи 1100. 1500 мм, агротехнический просвет 450. 657 мм; скорость движения 0,9. 21,9 км/ч; масса 1650кг. К этому же классу отно­сятся тракторы Т-25К (модификация Т-25А), Т-30, Т-ЗОА, а так­же ряд самоходных шасси (СШ-28, Т-16МГ), которые при уста­новке на них самосвальной платформы используют на транспор­тных работах.

Общее устройство трактора. Органы управления

Перед остановкой дизеля рычаги управления коробкой передач необходимо установить в нейтральное положение.

Педаль муфты сцепления трактора предназначена для вы ключения муфты сцепления при переключении (включении) передач и направления движения.

Муфта сцепления легко выключается при работающем дизе ле благодаря гидравлическому устройству, облегчающему вы ключение. При неработающем дизеле выключение муфты сцеп ления затруднено и требует больших усилий.

Рычаг механизма управления поворотом. Бортовые фрикционы выключают передвижением рычага до упора в сторону требуемого поворота. При этом выключается бортовой фрикцион на той стороне, в которую необходимо повернуть трактор.

Для ускорения поворота включают тормоз после выключе ния бортового фрикциона передвижением рычага на себя. При этом рычаг на всем участке хода должен находиться в крайнем (отключенном) положении.

Торможение трактора производится без отключения борто вых фрикционов передвижением рычага к себе или педалью тормоза от себя.

При стоянках трактора на подъемах (уклонах) с нерабо тающим дизелем трактор затормозить, передвинув рычаг на себя, и зафиксировать защелкой тормоза. В этом случае бо ртовые фрикционы не выключаются.

Рычаги гидрораспределителя. На всех моделях тракторов установлен один тип гидрораспределителя.

Управление рабочими орудиями осуществляется передвиже нием рычагов гидрораспределителя.

Передние гидроцилиндры управляются левым рычагом гид рораспределителя, а подключение гидролинии обеспечивает следующие рабочие положения: НЕЙТРАЛЬНОЕ; передвижение рычага на себя — ПОДЪЕМ: от себя (через нейтральное поло жение) — ОПУСКАНИЕ; дальнейшее передвижение от себя — ПЛАВАЮЩЕЕ.

Гидроцилиндры заднего механизма навески управляются правым рычагом, а подключение гидролинии обеспечивает ра бочие позиции: НЕЙТРАЛЬНОЕ, ОПУСКАНИЕ, ПОДЪЕМ, ПЛАВА ЮЩЕЕ при тех же положениях рычага.

На тракторах без гидроцилиндров подключение гидролинии к гидрораспределителю, к гидроцилиндрам агрегата и их управ ление описано в инструкции по эксплуатации на агрегат.

Топливный сливной кран (см. рис. 54) предназначен для слива осадков и топлива из топливного бака. Кран находится на

днище бака с левой стороны по ходу трактора. Для доступа

к крану необходимо снять щиток.

Топливный проходной кран расположен с правой стороны на днище топливного бака, служит для отключения топливного бака от системы питания в необходимых случаях.

В рабочем (открытом) положении ручка крана должна быть повернута вправо.

На щитке приборов расположены:

—- указатель напряжения в электросети трактора. Нормаль ное напряжение не ниже 24 В;

— указатель давления масла в системе смазки дизеля. Нор мальное давление 0,2—0,5 МПа (2—5 кгс/см’.-);

— указатель температуры охлаждающей жидкости в систе ме охлаждения дизеля. Нормальная рабочая температура 65—85 С, максимально допустимая 100 С;

— фонари (рубинового цвета) контрольных ламп аварийно го давления: в системе питания дизеля, в системе смазки дизе ля на входе в турбокомпрессор и в системе смазки трансмиссии;

— фонарь (зеленого цвета) контрольной лампы сигнализа тора засоренности фильтра гидросистемы;

— выключатель вентилятора кабины;

— сигнализатор засоренности воздухоочистителя (на стенке кабины слева);

— блок клавишных переключателей (назначение каждой клавиши указано символами).

Внутри корпуса щитка приборов установлены предохрани тели и коммутационное электрооборудование. Доступ внутрь корпуса осуществляется через крышку, закрепленную винтами снизу корпуса.

Органы управления трактором с электростартерной систе мой пуска (ЭССП)

Расположение рабочих органов управления показано на рис. 7, символика обозначения действия дана на рис. 5.

Отличие органов управления трактора с ЭССП от описанных выше заключается в отсутствии органов управления пусковым двигателем.

На щитке приборов трактора с ЭССП дополнительно установлены:

— выключатель ВК-862 для включения маслозакачивающе го насоса и электростартера;

— выключатель (кнопка) системы «термостарт»;

— фонарь контрольной лампы (зеленого цвета), указыва ющий на готовность системы «термостарт» к пуску дизеля.

днище бака с левой стороны по ходу трактора. Для доступа

к крану необходимо снять щиток.

Топливный проходной кран расположен с правой стороны на днище топливного бака, служит для отключения топливного бака от системы питания в необходимых случаях.

В рабочем (открытом) положении ручка крана должна быть повернута вправо.

На щитке приборов расположены:

—- указатель напряжения в электросети трактора. Нормаль ное напряжение не ниже 24 В;

— указатель давления масла в системе смазки дизеля. Нор мальное давление 0,2—0,5 МПа (2—5 кгс/см’.-);

— указатель температуры охлаждающей жидкости в систе ме охлаждения дизеля. Нормальная рабочая температура 65—85 С, максимально допустимая 100 С;

— фонари (рубинового цвета) контрольных ламп аварийно го давления: в системе питания дизеля, в системе смазки дизе ля на входе в турбокомпрессор и в системе смазки трансмиссии;

— фонарь (зеленого цвета) контрольной лампы сигнализа тора засоренности фильтра гидросистемы;

— выключатель вентилятора кабины;

— сигнализатор засоренности воздухоочистителя (на стенке

— блок клавишных переключателей (назначение каждой клавиши указано символами).

Внутри корпуса щитка приборов установлены предохрани тели и коммутационное электрооборудование. Доступ внутрь корпуса осуществляется через крышку, закрепленную винтами снизу корпуса.

Органы управления трактором с электростартерной систе мой пуска (ЭССП)

Расположение рабочих органов управления показано на рис. 7, символика обозначения действия дана на рис. 5.

Отличие органов управления трактора с ЭССП от описанных выше заключается в отсутствии органов управления пусковым двигателем.

На щитке приборов трактора с ЭССП дополнительно установлены:

— выключатель ВК-862 для включения маслозакачивающе го насоса и электростартера;

— выключатель (кнопка) системы «термостарт»;

— фонарь контрольной лампы (зеленого цвета), указыва ющий на готовность системы «термостарт» к пуску дизеля.

Рис. 7. Органы управления дизелем с ЭССП и щиток приборов:

1 — кольцо цепочки управления шторкой радиатора; 2 — сигнализатор засоренно сти воздухоочистителя; 3 — указатель напряжения; 4 — фонарь контрольной лампы датчика аварийного давления то плива ( рубиновый); 5 — указатель да вления масла в системе смазки дизеля; 6 — фонарь контрольной лампы указателя аварийного давления в системе смазки КП (рубиновый); 7 — указатель темпе ратуры охлаждающей жидкости; 8-— фо нарь контрольной лампы аварийного да вления масла в системе смазки на входе в турбокомпрессор (рубиновый); 9 — вы ключатель МЗН и стартера; 10 — вы ключатель освещения кабины и щитка приборов; 11 — выключатель передних фар; 12 — выключатель задних фар; 13

— выключатель фар на капоте; 14 — вы ключатель вентилятора кабины; 15 — фо нарь контрольной лампы системы «тер мостарт» (зеленый); 16 —■ выключатель системы «термостартч; 17 — рукоятка ак селератора; 18 — фонарь контрольной лампы сигнализатора засоренности фильтра гидросистемы (зеленый); 19

— кнопка сигнала; 20 — рукоятка де компрессора; 21 — педаль деселератора; 22 — указатель ВМТ

Пятая клавиша в блоке клавишных переключателей свободна.

Внутри корпуса щитка приборов установлены предохрани тели, реле блокировки стартера и электрофакельного устрой ства, коммутационное электрооборудование.

Ходовая часть гусеничных тракторов

Назначение ходовой части и ее основных элементов (остова, движителя и подвески) гусеничных тракторов такое же, как и колесных. На гусеничных тракторах в подавляющем большинстве применяются остовы рамной конструкции.

Гусеничный движитель

(рис. 9.8) включает в себя: ведущую звездочку 5, гусеничную цепь
4,
опорные катки
6,
направляющее колесо
1
с натяжным устройством
2
и поддерживающие ролики
3.
Звездочка 5 приводит в действие гусеничную цепь
4
и обеспечивает движение трактора. Гусеничная цепь
4
состоит из звеньев, соединенных шарнирно с помощью пальцев. Она огибает звездочку 5, направляющее колесо
1,
опорные катки
6
и поддерживающие ролики
3,
образует замкнутый контур, называемый гусеничным обводом. Вес трактора через опорные катки
6
распределяется на опорную часть гусеницы. При этом среднее условное давление на грунт небольшое, а сцепление с ним хорошее.

Гусеничная цепь

снабжена почвозацепами и служит дорожкой для качения по ней остова трактора. Ролики
3
поддерживают гусеничную цепь и удерживают ее от бокового раскачивания во время движения трактора.

Направляющее колесо 1

и натяжное устройство
2
предназначены для обеспечения правильного направления движению гусеничной цепи
4,
ее натяжения и амортизации гусеничного движителя.

Гусеничный движитель работает следующим образом. Ведущий момент, приложенный к звездочкам 5, заставляет гусеничные цепи 4

перематываться и расстилаться под опорными катками
6.
При этом возникающие от взаимодействия гусеницы с грунтом касательные реакции передаются остову и приводят трактор в движение, заставляя опорные катки
6
перекатываться по внутренним беговым дорожкам цепи
4
как по рельсам.

К преимуществам гусеничного движителя можно отнести высокие сцепные качества и проходимость, низкое среднее давление на грунт. Вместе с тем гусеничные тракторы уступают колесным по массе, ско-

Рис. 9.8. Гусеничный движитель:

• 1 — направляющее колесо; 2—
  натяжное устройство;
• 3 — поддерживающие ролики; 4
  — гусеничная цепь; 5 — ведущая звездочка;
  6
  — опорные катки; 7— пружина балансиров подвески;
• 8— внутренний балансир; 9—
  шарнир;
  10—
  внешний балансир

роста движения, универсальности использования в сельском хозяйстве. К основным требованиям, предъявляемым к гусеничным тракторам, можно отнести: высокую плавность хода, хорошее сцепление с грунтом, малое среднее давление на него, самоочищаемость гусениц, меньший шум. Плавность хода и снижение шума приобретают важное значение в связи с ростом скоростей движения.

По типу направляющих устройств подвески гусеничных тракторов

подразделяются на жесткие, полужесткие и упругие (эластичные).

Жесткая подвеска

упругих элементов не имеет, оси опорных катков жестко прикреплены к гусеничным тележкам, которые в свою очередь жестко соединены с остовом трактора. Такой тип подвески применяется на тихоходных тракторах специализированного назначения (трубоукладчики, погрузчики).

Полужесткая подвеска

(рис. 9.9) представляет собой гусеничную тележку, выполненную из балок различного сечения, на которых устанавливают все элементы движителя. Рама
4
тележки соединяется с остовом трактора
1
сзади шарниром
3;
впереди на нее опирается остов через упругий элемент
2
(тракторы Т-130, Т-402). Название подвески — полужесткая — связано с тем, что в момент наезда движителя на препятствие одной или двумя гусеницами сразу происходит их упругое угловое перемещение относительно задних шарниров крепления тележек к остову трактора и последний «мягко» наезжает на препятствие. Однако по мере его пересечения остов поднимается на всю его высоту и резко (жестко) сходит с него, что сопровождается возникновением динамических нагрузок во всем тракторе.

В существующих моделях тракторов используемые трансмиссии можно поделить на два вида:

Механические. Основу таких трансмиссий составляют механизмы и шестерни, работа которых приводит к получению требуемого результата. Гидромеханические. Здесь тоже присутствуют механизмы, но также используются гидродинамические преобразователи.

Механическая трансмиссия

Самая востребованная, недорога и практичная модель устройства. Преимущество трансмиссии в виде механизмов и шестеренок – удобство эксплуатации. Устройство не требует особого ухода и при этом служит много лет без серьезных поломок. В конструкции механической коробки предусмотрено наличие следующих элементов:

• сцепления;
• коробки передач;
• главной передачи;
• дифференциала;
• механизма поворота;
• карданной передачи;
• конечных передач.

В зависимости от того, каким производителем был выпущен трактор, трансмиссия может включать дополнительные элементы в виде ходоуменьшителей или раздаточной коробки. Также в некоторых моделях предусмотрена система повышения крутящего момента, с помощью которой удается повысить мощность трактора.

Введение

Сельскохозяйственная техника — широкий спектр технических средств, предназначенных для повышения производительности труда в сельском хозяйстве путем механизации и автоматизации отдельных операций или технологических процессов.

Производителями сельскохозяйственной техники являются такие фирмы как Claas (Германия, производит Зерноуборочные комбайны, Deere & Company (США, производит тракторы и комбайны), Гомсельмаш (силосоуборочные, свеклоуборочные, зерноуборочные комбайны, жатки), Zetor (чеш. Zetor Чехия, трактора).

В России выпуском зерноуборочных комбайнов занимаются Красноярский завод комбайнов, Ростсельмаш.

Стремление к повышению производительности сельскохозяйственных машин, на сегодняшний день, привело к созданию экономичных и многофункциональных единиц техники, позволяющих механизировать практически любой сельскохозяйственный процесс.

К слову, сельскохозяйственная техника является одной из самых наиболее часто совершенствуемых в угоду техническому прогрессу и потребностям сельхозпроизводства. Ежегодно ведутся практические исследования и внедрение новых образцов сельскохозяйственных машин, разрабатываются системы автоматического управления сельхоз. агрегатами, оригинальные приводы уборочных машин, модернизируются наиболее прогрессивные виды техники, внедряются ресурсосберегающие технологии. И все же наибольшим спросом у сельхозпредприятий стабильно пользуется сельскохозяйственная техника на основе отечественных и импортных тракторов. Преимущества её неоспоримы именно потому, что огромный выбор навесного и прицепного оборудования позволяют из единицы тракторной техники быстро переоборудовать сельскохозяйственную машину различного назначения.

https://znayavto.ru/drugoe/naznachenie-i-sostav-transmissii-osnovnye-trebovaniya-k-transmissii/
https://foksevmash.ru/avtomarki/shema-kolesnogo-traktora.html