УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СЦЕПНОГО ВЕСА ТРАКТОРА

Полезная модель относится к колесным тракторам, агрегатируемым с двухосными прицепами, а именно к устройствам увеличивающим сцепной вес тягача за счет перераспределения нагрузок с прицепа на колеса тягача.
Известно сцепное устройство сочлененного транспортного средства, содержащее тяговое звено между тягачом и двухосным прицепом, и силовую систему для увеличения сцепного веса тягача. Система включает в себя гибкое звено, жестко закрепленное одним концом к передней части дышла прицепа, и силовой гидроцилиндр, который одним концом шарнирно закреплен на передней части прицепа, а другим жестко соединен с упомянутым гибким звеном [А.с. №1197913 В62D 53/04 Сцепное устройство сочлененного транспортного средства / Опубл. 15.12.85, Бюл. №46]. Недостаток указанного устройства - уменьшение дорожного просвета транспортного средства.
Известно сцепное устройство для соединения тягача (трактора) с прицепом, содержащее буксирный крюк трактора, дышло прицепа, силовую систему для увеличения сцепного веса трактора, установленный на дышле прицепа ролик и пропущенный через него трос [Ах, №761306 В60D 1/00 Сцепное устройство для соединения трактора с прицепом / Опубл. 07.09,80, Бюл.№33]. Недостатком указанного устройства является необходимость изменения стандартного дышла прицепа и ограничения поворота тягача.
Задачей устройства, представляемого в качестве полезной модели, является перераспределение нагрузки между осями тракторного транспортного агрегата для догрузки задних ведущих колес трактора с целью увеличения его сцепного веса при работе агрегата в неблагоприятных условиях движения, заключающихся в недостаточном сцеплении колес с дорогой. Устройство работает от стандартной гидросистемы трактора.
Задача по переносу нагрузки на задние колеса трактора решается передачей усилия на штоке гидроцилиндра через стандартный рычажный механизм силовой гидросистемы трактора на удлинители и поперечину устройства, и далее через опору на дышло прицепа.
Действие силы на дышло прицепа вызывает реакцию в точке крепления дышла с рамой, снимая часть нагрузки с передних колес прицепа и перенося ее на задние колеса трактора. Момент сил относительно задней оси трактора разгружает частично и передние колеса трактора.
За счет разгрузки передних колес прицепа и трактора догружаются задние ведущие колеса трактора, увеличивая его сцепной вес. В результате повышается крюковое усилие трактора и возможность увеличения грузоподъемности прицепа и производительности агрегата. Увеличение сцепного веса снижает буксование и повышает скорость движения.
Устройство обеспечивает максимальную допустимую догрузку задних колес трактора 1200 кг. Догрузка обеспечивается и при маневрировании (криволинейном движении).
Фиг 1 - общий вид тракторно-транспортного агрегата с установленным устройством. Фиг.2 - общий вид предложенного устройства относительно дышла прицепа. Фиг.3 - диаграмма изменения догрузки задней оси трактора при различной длине дополнительных удлинителей (давление 2,8 МПа).
Устройство содержит буксирный крюк 1 трактора, дышло 7 двухосного прицепа, силовую систему 5 для увеличения сцепного веса трактора, установленную на дышле прицепа опору 4 и стандартные тяги 2 в сборе с удлинителями 3 с закрепленной на их концах поперечиной 6.
При движении трактора с прицепом по поверхности с низкими сцепными свойствами, для снижения буксования ведущих колес тягача возникает необходимость их догрузки. Для этого силовой системой 5 поднимают тяги 2 с дополнительными удлинителями 3 упирая поперечину 6 в опору 4, которая, воздействуя на дышло 7, разгружает переднюю ось прицепа и догружает заднюю трактора.
Величина догрузки регулируется за счет изменения давления в гидросистеме трактора.
Исходя из конструктивных особенностей трактора, определены следующие требования к устройству догрузки:
- сохранение управляемости трактора;
- ограничение нагрузки на шины трактора и опорные подшипники;
- простота и низкая стоимость изготовления конструкции;
- минимум времени для монтажа и демонтажа устройства;
- легкость в управлении и безопасность при эксплуатации;
- соблюдение установленного режима работы систем трактора;
- применение серийно выпускаемых узлов и деталей.
Проведены испытания устройства в период с ноября 2009 по июль 2010 года в учхозе «Уралец» УрГСХА на агрегате в составе трактора МТЗ-80 прицепа 2ПТС-6,0.
Установлено, что рационально использовать дополнительные удлинители размером 800 мм, т.к. в этом случае достигается максимальная эффективность их применения (см. Фиг.3), а опора 4 монтируется на дышло 7 прицепа. Следовательно, конструктивные изменения минимальны, обеспечивается простота конструкции и минимум времени на монтаж. Предлагаемое устройство можно изготовить в любом хозяйстве.
В ходе испытаний определено, что максимальная догрузка задней оси трактора при использовании предлагаемого устройства может достигать 1200 кг, что соответствует давлению в гидросистеме трактора 14,5 МПа. Такая догрузка должна носить кратковременный характер и использоваться для труднопроходимых участков дороги.
В результате лабораторных испытаний определены воздействия неровностей поверхности движения на эффективность догрузки. Изучен процесс движения агрегата через неровности 50, 100, 150 и 200 мм всеми осями агрегата при давлении в гидросистеме 10±5 МПа (соответствует догрузке задней оси трактора 670±37 кг, разгрузке передней трактора 400±21 кг) на различных скоростных режимах. Данные испытания проведены для определения возможности кратковременного использования устройства для преодоления агрегатом неровной поверхности с низкими сцепными свойствами (грязная полевая дорога, укатанный снег, лед).
Установлено, что при движении агрегата со стандартным буксирным устройством через неровности 50, 100 и 200 мм наблюдается увеличение амплитуды колебаний давления в гидросистеме тягача. Стабильность минимального значения амплитуды колебаний давления 3,1 МПа обеспечена благодаря применению штатного гидроаккумулятора.
Выявлена зависимость между увеличением скорости движения и образованием кратковременных изменений давления в гидросистеме трактора. На малых скоростях (до 1 м/с) амплитуда колебаний давления имеет стабильный характер, кратковременные переменные нагрузки в гидросистеме отсутствуют. При проезде через неровность задней оси трактора на скоростях не более 3,6 км/ч нагрузка на переднюю ось трактора сохраняется. Увеличение скорости движения ТТА через неровности с высотами от 100 до 200 мм свыше 3,6 км/ч не желательно из-за разгрузки передней оси трактора.
Установлено, что задняя ось трактора догружается и за счет разгрузки его передней оси. Догрузка задней оси прицепа незначительна - 5% от величины догрузки задней оси трактора.
Проведены полевые испытания для определения степени повышения технико-экономических показателей при использовании догрузки ведущих колес трактора в условиях недостаточного сцепления с почвой.
Исследования проводились в учхозе «Уралец» УрГСХА на полевой дороге после дождя. Длина участка 100 м.
При проведении испытаний замерялись следующие параметры: время опыта, число оборотов ведущих колес трактора, расход топлива, давление в системе ГСВ.
Результаты полевых испытаний показывают, что с увеличением давления подпора в системе ГСВ технико-экономические показатели работы агрегата повышаются. Скорость движения агрегата при увеличении давления от 0 до 2,8 МПа возросла с 8,64 до 9,40 км/ч, т.е. на 0,76 км/ч (8,8%). При этом буксование уменьшилось на 9,8 - по абсолютной величине, или относительно нулевого значения подпора на 60%.
Массовый (часовой) расход топлива уменьшился с 8,29 до 7,20 кг/ч (на 1,09 кг/ч), или на 13,2%.
Расход топлива на тонно-километр (за чистое время работы) снизился на 0,032 кг/т·км, или на 20%.
Более полное использование энергетических возможностей тракторно-транспортного агрегата за счет повышения сцепных свойств позволяе'1 поднять производительность агрегата увеличением его рабочей скорости движения (снижением буксования) и массы перевозимого груза.
Результаты испытаний показывают, что предлагаемое конструктивное решение технически выполнимо и работоспособно.