Способы повышения тягово-сцепных свойств тракторов

УДК 631.3:629.114.2

А. Н. ТИТОРЕНКО

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТЯГОВО-СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ ТРАКТОРОВ

Описаны существующие способы повышения тягово-сцепных свойств тракторов с указанием их преимуществ и недостатков. Указана необходимость использования тракторов со сдвоенными задними ведущими колесами при проведении культивационных работ как более дешевого и не менее эффективного способа повышения тягово-сцепных свойств тракторов.

Значительная часть сельскохозяйственных работ выполняется с помощью колесных тракторов. Однако их применение ограничено ранней весной, а также осенью из-за плохой несущей способности почвы, и как следствие этого, ухудшения тягово-сцепных качеств тракторов. Это приводит к увеличению сроков выполнения технологических операций, часто превышающих лучшие агротехнические сроки. Снижается годовая выработка тракторов. Кроме того, глубокая колея, оставляемая шинами колесных тракторов на почве, приводит к неравномерности заделки семян по глубине. Все это, в конечном счете, ведет к снижению урожайности, а значит и к снижению эффективности использования машинно-тракторных агрегатов.

При буксовании движителей трактора теряется мощность двигателя, увеличивается расход топлива, а также происходит разрушение структуры пахотного слоя (распыление, истирание и т. д.).

Повышение эффективности использования трактора в сельском хозяйстве путем повышения тягово-сцепных качеств остается весьма действенным способом. Повышение тягово-сцепных свойств трактора происходит, в основном, двумя способами:

- за счет увеличения вертикальной силы давления ведущих колес на почву и перераспределения нагрузок между ведущими колесами;

- за счет совершенствования конструкции ведущего аппарата трактора при неизменном сцепном весе.

Первый способ характеризуется увеличением сцепного веса (постановка дополнительных грузов, заполнение шин водой, перенос части массы сельскохозяйственной машины или орудия на ведущие колеса трактора, использование блокировки ведущих колес и др.).

Второй способ предполагает использование дополнительных устройств на колесах и регулируемого давления воздуха в шинах (накидные или каркасные почвозацепы, уширители на передних и задних колесах, полугусеничный ход, оптимальное давление воздуха в шинах в зависимости от нагрузки и почвенных условий). Также конструкция ведущего аппарата трактора совершенствуется за счет применения сдвоенных задних ведущих колес трактора или применения широкопрофильных шин.

Установка балластных грузов весьма трудоемкая операция, поэтому маневрированием постановкой и снятием грузов практически не занимаются, несмотря на то, что условия эксплуатации тракторов изменяются. Заполнение шин ведущих колес водой также связано с определенными трудностями и затратой времени, хотя повышение тяговых показателей этим способом составляет 5 - 9% [1], но плавность хода трактора ухудшается.

Увеличивая нагрузку на ведущие колеса можно уменьшить буксование, повысить тяговое усилие трактора. Так, английскими специалистами из Национального института сельскохозяйственной техники (NIAE), были проведены исследования, направленные на определение оптимального балластирования ведущих колес тракторов с колесной формулой 4x2. В результате исследований была получена формула, определяющая зависимость между оптимальным весом, приходящимся на ведущие колеса трактора, его мощностью и скоростью передвижения [2]:

„ 650Nrom

Р=-

V

где Р - оптимальный вес, приходящийся на ведущие колеса трактора, кг; Nbom - мощность на вале отбора мощности (ВОМ) трактора, кВт; V - скорость передвижения трактора, км/ч.

В исследованиях использовались три трактора модели Leyland 702 с приводом на два колеса. Буксование у трактора с оптимальным весом, определенным по формуле (1), оказалось меньше в 1,65 раза, чем у трактора с весом на 2000 кг меньше оптимального, и в 1,5 раза, чем у трактора с весом на 1400 кг меньше оптимального веса.

Указанная формула, по мнению специалистов института [2], верна для тракторов с мощностью до 60 кВт. Для тракторов с большей мощностью и тракторов со всеми ведущими колесами необходима поправка.

На отечественных тракторах МТЗ-5Л, MT3-5J1/C, МТЗ-5М/С, Т-28, Т-40 и др. используются догружатели ведущих колес (ДВК), принцип работы которых основан на изменении угла наклона верхней центральной тяги, для чего используются кронштейны-понизители. В результате центр тяжести орудия приближается к оси ведущих колес трактора. Так, при смещении точки крепления верхней тяги вниз тяговое сопротивление снижается на 200 кг и более при незначительном уменьшении устойчивости плуга [1].

При изменении вылета опорного колеса плуга происходит увеличение догрузки всего трактора. Проводимые на Западной МИС испытания показали, что при перемещении опорного колеса плуга из переднего положения в заднее догрузка трактора увеличилась с 1-4,5 до 6,5-7,9% веса трактора [1].

Использование гидроувеличителей сцепного веса (ГСВ) также повышает производительность машинно-тракторного агрегата и снижает буксование ведущих колес, а значит повышается эффективность использования машинно-тракторного парка.

Асимметричная колея позволяет устранить разницу в весе, приходящуюся на левое и правое ведущие колеса, в связи с наличием крена, особенно при пахоте. В результате уменьшается буксование движителей.

Использование блокировки ведущих колес с помощью кулачковых или штифтовых муфт, замыкающих корпус дифференциала с полуосью, способствуя повышению тягово-сцепных свойств, вызыва-

ет ударные нагрузки при включении муфты, что опасно при использовании блокировки при работе трактора с большими тяговыми усилиями.

Применение дополнительных почвозацепов влечет за собой ряд неудобств: повреждение покрышек колеса, значительная тряска на плотной почве, забрасывание земли на трактор и орудие, увеличение сопротивления передвижению трактора, повышенное образование пыли. Однако, несмотря на недостатки, применение дополнительных почвозацепов увеличивает тягово-сцепные качества, что снижает буксование движителей трактора.

Снижение уплотняющего воздействия движителей на почву можно также достичь за счет автоматического регулирования давления воздуха в шинах. При этом появляется возможность повысить эффективность использования техники и снизить буксование, так как снижение внутреннего давления в шинах на рыхлых и влажных почвах способствует увеличению площади контакта шины с почвой.

Рациональное распределение массы трактора по осям также значительно улучшает его тягово-сцепные качества. За счет использования всех колес одинакового размера, отказа от сдвоенных задних колес улучшается маневренность, повышается тяговый КПД, что было подтверждено фирмой International Harvester (Великобритания) при испытании тракторов с соотношением веса, приходящегося на переднюю и заднюю оси, 54:46 [3].

Уширители колес позволяют повысить тягово-сцепные качества тракторов в условиях значительной влажности почвы. Так, сравнительные испытания, проведенные на торфяно-болотистых почвах, показали, что комбайн СК-5 без использования уширителей имел полное (100%) буксование, а при использовании последних оно составило 10,2 - 12,2%. В качестве уширителей использовались дополнительные колеса меньшего диаметра от комбайна СК-4 [4].

Увеличение опорной поверхности движителей проводится также за счет сдваивания колес одинакового размера. Сдваивание колес, несмотря на определенные недостатки, позволяет уменьшить буксование движителей, расход топлива и повысить проходимость и

тяговые свойства трактора. Применение сдвоенных колес на тракторе МТЗ-80 позволяет повышать его тяговые качества на 13-18% [5]. При этом происходит догружение задней оси трактора на вес дополнительных колес (около 340 кг).

Однако сдваивание колес на мощных тракторах типа К-701 вызывает некоторое снижение производительности за смену (до 1,8%), обеспечивая при этом рост производительности за время основной работы на 2,3-7,0%. Это происходит из-за увеличения продолжительности поворота на 7-18 секунд и усложнения технического обслуживания [6].

При проведении культивационных работ происходит значительное переуплотнение почвы движителями тракторов. Использование сдвоенных колес на предпосевной обработке почвы уменьшает уплотнение почвы и глубину колеи, что ведет к уменьшению потерь урожая.

В данном направлении повышения эффективности работы МТА за счет использования трактора со сдвоенными задними ведущими колесами на предпосевной и основной обработке почвы в Северо-Западном научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (СЗНИИМЭСХ) ведутся исследования [7]. Разработана и изготовлена соединительная ступица для сдваивания задних ведущих колес трактора МТЗ-82 (см. рисунок).

Широко используются для повышения проходимости широкопрофильные шины. Так, применение на тракторе, работающем на вспаханном поле, шин 465-868 вместо 400-965 снижает буксование в 2 раза [8]. При этом различия между средними показателями плотности почвы после использования сдвоенных колес и широкопрофильных шин незначительны.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт, повышение тягово-сцепных свойств тракторов путем увеличения сцепного веса на ведущих колесах, применения цепей противоскольжения, автоматического изменения внутреннего давления воздуха в шинах и др. позволяет значительно повысить их проходимость и производительность, снизить расход топлива.

луч'

22С 25С

АЛ

К

¡Щт

Ч

К

V

Соединительная ступица для сдваивания задних ведущих колес трактора МТЗ - 82:

1 - стержень; 2 - фланец; 3 - труба

Для снижения уплотняющего воздействия движителей на почву и для повышения тягово-сцепных свойств трактора при культивации, бороновании, лущении, прикатывании и др. технологических операциях самым приемлемым по эффективности и по своей дешевизне (можно использовать старые, отслужившие срок шины) способом является сдваивание задних ведущих колес. При этом способе уменьшается вредное воздействие движителей на почву, происходит догружение трактора и увеличивается площадь контакта движителей трактора с почвой, что способствует увеличению тяговой мощности и снижению буксования при уменьшении расхода топлива.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Венченков Н. А. и др. Механизация обработки почвы. - М.: Колос, 1972.

2. Still slipping up on traktor ballast. - British Farmer and Stockbreeder, 1982, v. 2, № 245, p. 34 - 36.

3. International Hervester announces a new line fuel efficient traktors. - Sugar beet Grower, 1982, v.20, № 2, p. 22 - 23.

4. Лосев В. И. и др. Повышение проходимости зерноуборочных комбайнов //Техника в сельском хозяйстве. - 1981. -№ 8. -С. 47-50.

5. Алексейчик Н. А. Использование машинно-тракторного парка на торфяно-болотных почвах. - Л.: Колос, 1978. - 240 с.

6. Марянин А. Н. К-701 со сдвоенными колесами //Сельский механизатор. - 1980. - № 3. - С. 10 - 12.

7. Вайнруб В.И., Нисин С.М., Щербаков В.А. Проблемы механизации основной обработки почвы в аспекте подбора тракторов в России //Micdzynarodowa konfereneja naukowo- techniczna " Technika w produkeji roslinnej w perspektywie integraeji Polski z Unia Europejsk^." Kielce, 7-8 marca 2001 г., str. 44-51.

8. Бычков H. И. Резервы высокопроизводительного использования машинно-тракторных агрегатов. - М.: ВНИИТЭИСХ, 1983.

Получено 27. 02. 02.