Главная
страница 1страница 2страница 3
Лекция I. ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТРАКТОРАМ И АВТОМОБИЛЯМ

Тракторы и автомобили — сложные мобильные энергетические и транспортные средства, используемые для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства, а также для перевозки сельскохозяйственных грузов и пассажиров.

Тракторы и автомобили должны отвечать определенным эксп­луатационным требованиям, базирующимся на научно обоснован­ных свойствах и показателях. К числу этих требований относятся прежде всего обеспечение высокой производительности и эконо­мичности, выполнение всего комплекса сельскохозяйственных работ качественно, в наилучшие агротехнические сроки. Важное значение имеют требования агроэкологического характера, связанное с засорением атмосферы вредными компонентами, содер­жащимися в выпускных газах двигателей, и воздействием ходовой части этих машин на почву. Ходовая часть уплотняет и истирает почву, что отрицательно влияет на ее плодородие и урожайность культур. Поэтому снижение отрицательного воздействия тракто­ров и автомобилей на почву — одно из важнейших эксплуатацион­ных требований.

Производительность трактора, работающего в агрегате с сель­скохозяйственными машинами, зависит от их ширины захвата, мощности тракторного двигателя, тягового сопротивления ма­шин, средней скорости движения машинно-тракторного агрегата (МТА) и других факторов. В связи с этим производительность агрегата определяется энергонасыщенностью и тягово-сцепными свойствами тракторов. Кроме того, производительность зависит от степени утомляемости тракториста, которая, в свою очередь, зависит от плавности хода трактора, защищенности кабины от шума, газов, пыли и температуры окружающей среды, легкости управления и обслуживания, обзорности кабины, т. е. от так называемых эргономических свойств тракторов, характеризующих условия труда тракториста и обслуживающего персонала. Интегральный показатель производительности и экономичности трактора - себестоимость выполняемых сельскохозяйственных работ.

Производительность автомобиля определяется массой перевозимого груза или численностью пассажиров, а также средней скоростью движения. В связи с этим она зависит от мощности двигателя,

проходимости, плавности хода и надежности автомобиля, состоя­ния дорожного покрытия, легкости управления и других факторов, характеризующих условия труда водителя. Интегральный показа­тель производительности и экономичности автомобиля — себесто­имость перевозок. Для перевозки сельскохозяйственных грузов кроме автомобилей используют и тракторы, особенно колесные, в агрегате с прицепами и полуприцепами. Так, до 50 % всего рабочего времени колесных тракторов затрачивается на транспортные рабо­ты. В связи с этим к тракторам предъявляют те же требования, что и к автомобилям, например обеспечение безопасности движения и хорошей плавности хода на повышенных скоростях, наличие средств сигнализации автомобильного типа и т. п.

Требования, направленные на обеспечение высокой произво­дительности, должны выполняться совместно с агротехническими требованиями. Эти требования взаимосвязаны. Агротехнические требования, предъявляемые к тракторам сельскохозяйственного назначения: обеспечение проходимости машин по любой поверх­ности и в междурядьях пропашных культур; соблюдение необхо­димых диапазонов тягового усилия и скорости движения, а также маневренности; минимальное вредное воздействие ходовой части на почву; качественное выполнение технологических процессов.

Количественные характеристики основных агротехнических требований следующие:



  1. буксование движителей гусеничных тракторов и колесных с двумя и четырьмя ведущими колесами должно быть не более соот­ветственно 3, 14 и 16 %;

  2. давление движителей на почву допускается не более 45 кПа для гусеничных машин и 110 кПа для колесных;

  3. дорожный просвет (наименьшее расстояние по вертикали от опорной поверхности до элементов конструкции трактора) дол­жен быть не менее 36 см у гусеничных тракторов и 47 см под зад­ним мостом у универсально-пропашных тракторов;

  4. агротехнический просвет (расстояние по вертикали от опор­ной поверхности до наименее удаленных элементов конструкции трактора над рядком культурных растений) должен составлять 40...55 см для основных низкостебельных культур (картофель, свекла и др.) и 65...75 см для высокостебельных культур (кукуруза, подсолнечник и др.);

  5. защитная зона (расстояние по горизонтали от середины ряд­ка до края колеса или гусеницы трактора, зависящее от фазы раз­вития растений и вида обработки) при возделывании пропашных культур должна быть 12...15 см (минимальная);

  6. колея и габаритные размеры трактора должны обеспечивать взаимную конструктивную увязку с агрегатируемыми сельскохо­зяйственными машинами, а также возможность работы универ­сально-пропашных тракторов в междурядьях 45, 60, 70, 90 см и на транспортных работах;

7) наименьший радиус поворота трактора должен составлять 3...4,5 м для колесных универсально-пропашных тракторов, 6,5...7,5 м для колесных тракторов общего назначения и 2...2,5 м для гусеничных тракторов.



КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАКТОРОВ

Трактором называют колесную или гусеничную самоходную машину, предназначенную для передвижения прицепных или навесных сельскохозяйственных и дорожных машин, а также прице­пок. Рабочие органы и механизмы этих машин могут приводиться и действие от двигателя трактора через вал отбора мощности (НОМ).

Тракторы применяют на сельскохозяйственных, строительных и дорожных работах, на лесоразработках, при осушении и ороше­нии земель, для транспортировки грузов.

Чтобы выполнить большое количество разнообразных по свое­му характеру работ, народному хозяйству нужны тракторы различ­ных типов. Совокупность моделей тракторов, выпускаемых для удовлетворения потребностей народного хозяйства, образует ти­паж тракторов. Классификационный показатель типажа — тяго­вый класс. Современный типаж тракторов состоит из тяговых клacсoв, каждый из которых отличается от другого значением но­минального тягового усилия. Такое усилие трактор может реализовать на стерне (чернозем или суглинок) нормальной влажности и плотности при условии, что буксование движителей не превы­шает определенных значений.

В сельскохозяйственном производстве наибольшее примене­ние получили тракторы девяти классов с тяговым усилием 2; 6; 9; 14: 20; 30; 40; 50; 60 кН.

Каждый класс содержит одну основную (базовую) модель трактора и несколько ее разновидностей (модификаций). Последние используют для выполнения специальных сельскохозяйственных операций. По конструкции модификация представляет собой видоизмененную модель базового трактора, сохраняющую его основные агрегаты, т.е. имеющую высокую степень единообразия (унификации).

Сельскохозяйственные тракторы классифицируют по следую­щим признакам:

по назначению — общего назначения, универсально-пропаш­ные, специализированные;

по типу ходовой части — колесные и гусеничные;

по типу остова — рамные, полурамные, безрамные.
КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

Автомобили классифицируют по следующим основным при­знакам. По назначению различают пассажирские, грузовые и спе­циальные автомобили

Пассажирские автомобили, вметающие не более восьми чело­век с учетом водителя, называют легковыми, а для перевозки бо­лее восьми человек — автобусами. Легковые автомобили выпуска­ют с закрытыми и открывающимися кузовами. Автобусы делят по месту их эксплуатации на городские, междугородные и туристи­ческие.

Грузовые автомобили различают по грузоподъемности, т.е. по массе груза, который можно перевезти в кузове. Ее указывают в технической характеристике автомобиля для дорог с твердым по­крытием. В зависимости от характера использования автомобили могут быть общего назначения с неопрокидывающимся бортовым кузовом, специализированные (самосвалы, цистерны, контейне­ровозы и т.д.) и тягачи (для постоянной работы с прицепами и полуприцепами). Автомобили-тягачи и общего назначения в сцепке с прицепом (полуприцепом) называют автопоездами.

На автомобилях устанавливают дизельные, карбюраторные, га­зовые и электрические двигатели.

По приспособленности к дорожным условиям различают авто­мобили дорожной (нормальной) проходимости (для работы глав­ным образом на дорогах с твердым покрытием и сухих грунтовых) и повышенной проходимости (для движения по плохим дорогам и в условиях бездорожья).

Автомобили дорожной проходимости имеют привод на одну ось (два ведущих колеса), а повышенной проходимости — на две оси (четыре ведущих колеса) или при наличии нескольких осей — на три-четыре оси (шесть—восемь ведущих колес).

Все автомобили условно обозначают колесной формулой, где первая цифра — общее число колес, а вторая — число ведущих ко­лес, причем сдвоенные ведущие колеса считают за одно колесо. Например, автомобиль типа 4x2 имеет четыре колеса, из них два ведущих, а типа 4x4 —также четыре колеса, все ведущие.


ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Основные части трактора и автомобиля: двигатель, трансмис­сия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее и вспомога­тельное оборудование.



Гусеничный трактор. Расположение основных частей и сбороч­ных единиц гусеничного трактора показано на рисунке 1.1.

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.




Рис. 1.1. 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 нал; 9—сцепление; 10— гусеничная цепь; 11—направляющее колесо; 12—глав­ная передача

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.



Колесный трактор. Назначение составных частей колесного фактора (рис. 1.2) то же, что у гусеничного.

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.



Автомобиль. Основные части автомобиля (рис. 1.3) — двигатель, шасси и кузов. Принципиальная схема расположения основных частей и механизмов автомобиля мало отличается от схемы их рас­положения у колесного трактора.

Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. На шасси устанавливают кузов для раз­мещения пассажиров или груза.



Рис. 1.2. Схема расположения основных частей, механизмов и деталей колесного

трактора:

/ — управляемое колесо; 2 — передний мост. Jдвигатель; 4 — чеханпчм навески: /> — веду­щее колесо; 6— конечная передача; 7 — дифференциал: S ~ главная передача; У - коробка пе­редач; 10-спепление





Рис. 1.3. 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.

Компоновочная схема легковых переднеприводных автомоби­лей отличается от классической (см. рис. 1.3) тем, что двигатель расположен поперек кузова и ведущими являются передние коле­са. Это позволило уменьшить массу автомобиля, эффективнее ис­пользовать его пространство, повысить устойчивость и проходи­мость.

КЛАССИФИКАЦИЯ, ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЕЙ

На современных тракторах и автомобилях в основном приме­няют поршневые двигатели внутреннего сгорания. Внутри этих двигателей сгорает горючая смесь (смесь топлива с воздухом в оп­ределенных соотношениях и количествах). Часть выделяющейся при этом теплоты преобразуется в механическую работу.



Классификация двигателей. Поршневые двигатели классифици­руют по следующим признакам:

по способу воспламенения горючей смеси — от сжатия (дизе­ли) и от электрической искры;

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

способу осуществления рабочего цикла — четырех- и двухтакт­ные;

виду применяемого топлива — работающие на жидком (бензин или дизельное топливо), газообразном (сжатый или сжиженный газ) топливе и многотопливные;

числу цилиндров — одно- и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шестицилиндровые и т.д.);

расположению цилиндров —однорядные, или линейные (ци­линдры расположены в один ряд), и двухрядные, или V-образные (один ряд цилиндров размещен под углом к другому).

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.



Основные механизмы и системы двигателя. Поршневой двига­тель внутреннего сгорания состоит из корпусных деталей, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, систем питания, охлаждения, смазочной, зажигания и пуска, регулятора частоты вращения.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямо­линейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала и наоборот.

Механизм газораспределения (ГРМ) предназначен для свое­временного соединения надпоршневого объема с системой впуска свежего заряда и выпуска из цилиндра продуктов сгорания (отра­ботавших газов) в определенные промежутки времени.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (в карбюраторном и газовом двигателях) или наполнения цилиндра воздухом и подачи в него топлива под давлением.



РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя: Рас­смотрим подробно каждый такт цикла.

Такт впуска. Поршень 4 (рис. 1.6, а) движется от верхней мертвой точки (в.м.т.) к нижней мертвой точке (н.м.т.). Над ним в полости цилиндра 1 создается paзpежeниe. Впускной клапан 6 при этом открыт, цилиндр через впускную трубу 7 и карбюратор 8 сообщается 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. Заполнение цилиндра 1 горючей смесью продолжается до прихода поршня в и. м. т. К этому времени впускной клапан закрывается.




Рис. 1.6. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного

двигателя:

а — 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


Такт сжатия. При дальнейшем повороте коленчатого вала 10 (рис. 1.6, 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 возника­ем 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. 1.6, 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. 1.6, г) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы.

Далее рабочий цикл повторяется.



Рабочий цикл четырехтактного дизеля. В отличие от карбюраторного двигателя в цилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.

Такт впуска. Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рис. 1.7, а), впускной клапан открыт, в цилиндр поступает воздух.

Такт сжатия. Оба клапана закрыты. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 1.7, б) и сжимает воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14... 18) температура воздуха становится выше температуры самовоспламенения топлива.

В конце такта сжатия при положении поршня, близком к в.м.т., в цилиндр через форсунку начинает впрыскиваться жидкое топли­во. Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе.

Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и оставшимися газами, образуется рабочая смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает, давление и температура газов повышаются.

Такт расширения. Оба клапана закрыты. Поршень дви­жется от в.м.т. к н.м.т. (рис. 1.7, в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива.

Такт выпуска. Выпускной клапан открывается. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 1.7, г) и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы в атмосферу.

Далее рабочий цикл повторяется.

У описанных двигателей в течение рабочего цикла только в такте расширения поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит коленчатый вал во вращательное движение.



Рис. 1.7. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизели:

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

При выполнении остальных тактов — выпуске, впуске и сжатии — нужно перемещать поршень, вращая коленчатый вал. Эти такты являются подготовительными и осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком в такте расшире­ния. Маховик, обладающий значительной массой, крепят на кон­це коленчатого вала.

Дизель по сравнению с карбюраторным двигателем имеет сле­дующие основные преимущества: на единицу произведенной ра­боты расходуется в среднем на 20...25 % (по массе) меньше топли­ва; работа на более дешевом топливе, которое менее пожароопас­но. Недостатки дизеля: более высокое давление газов в цилиндре требует повышенной прочности деталей, а это приводит к увели­чению размеров и массы дизеля; пуск его затруднен, особенно в зимнее время. Хорошие экономические показатели дизелей обус­ловили их широкое применение в качестве двигателей для тракто­ров, грузовых и легковых автомобилей.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ

От работы системы питания существенно зависят мощность, экономичность, надежность, безотказность и долговечность рабо­ты двигателя в различных условиях эксплуатации, токсичность от­работавших газов.

Системы питания карбюраторных двигателей и дизелей суще­ственно различаются способами смесеобразования, воспламене­ния и сгорания. Так, в карбюраторном двигателе топливо из бака 2 (рис. 1.10, а) засасывается диафрагменным насосом 4, проходит фильтр грубой очистки 3 и подается насосом в фильтр тонкой очистки и далее в поплавковую камеру карбюратора 8. При враще­нии коленчатого вала и перемещении поршней в цилиндрах дви­гателя в карбюраторе создается разрежение. Вследствие этого в карбюратор засасываются топливо и воздух. Топливо распыливается в потоке воздуха и испаряется, образуя горючую смесь. Далее горючая смесь по впускному трубопроводу 9 поступает в цилинд­ры и там сгорает. Отработавшие газы отводятся в выпускной тру­бопровод 11, проходят глушитель 12 и выбрасываются в окружаю­щую среду.

В системах питания карбюраторных двигателей топливный на­сос подает в 1,5...2 раза больше топлива, чем необходимо для работы двигателя при полной нагрузке. Избыточное топливо возвра­щается через жиклер 6 и отводящий топливопровод в бак, обеспе­чивая хороший отвод пузырьков пара и воздуха.

В системе питания дизеля (рис. 1.10, о) подача и очистка возду­ха и удаление отработавших газов, по существу, не отличаются от аналогичных процессов в системе питания карбюраторного двига­теля. Принципиально система отличается приборами топливоподачи и смесеобразования, основными из которых являются топ­ливный насос высокого давления 5 и форсунка 7.

Из топливного бака 1 по топливопроводу через фильтр грубой очистки 2 топливо засасывается подкачивающим насосом 3 и по­дается через фильтр тонкой очистки в полость насоса высокого давления 5, с помощью которого топливо дозируется, подается по топливопроводу высокого давления и через форсунку 7 впрыски­вается в цилиндр. Излишки подаваемого топлива из полости на­соса высокого давления по трубопроводу 6 возвращаются в бак.

Простейший карбюратор (рис. 1.11) состоит из поплавковой камеры 2 с поплавком 1, запорной иглы 4, жиклера 12 с распыли­телем 9, диффузора 8, дроссельной 10 и воздушной 7 заслонок и смесительной камеры 11. Топливо из бака по топливопроводу 3 поступает в поплавковую камеру 2 и заполняет ее. Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет верхнего предела, попла­вок 1 прижмет запорную иглу 4 к ее седлу и поступление топлива прекратится. При понижении уровня поплавок опустится и игла откроет доступ топливу в поплавковую камеру.





следующая страница >>
Смотрите также:
Лекция I. Тракторы и автомобили, применяемые в сельском хозяйстве требования, предъявляемые к тракторам и автомобилям
455.9kb.
3 стр.
Технические требования к автомобилям
203.78kb.
1 стр.
Требования к автомобилям д2-«классика» и Д2-2500
153.29kb.
1 стр.
Современные системы водоснабжения в сельском хозяйстве
93.97kb.
1 стр.
Программа по поддержке российского высшего образования в сельском хозяйстве 2011 год
27.64kb.
1 стр.
Программа по поддержке российского высшего образования в сельском хозяйстве 2011 год
54.64kb.
1 стр.
Разработка методики поиска рациональных передаточных чисел трансмиссии с учетом эксплуатационных свойств и назначения автомобиля
525.47kb.
3 стр.
Многоклеточные водоросли. Красные и бурые водоросли. Искусственное культивирование водорослей. Значение водорослей в природе и сельском хозяйстве
39.22kb.
1 стр.
Повышение надёжности электроснабжения удалённых сельскохозяйственных объектов
242.78kb.
1 стр.
Технические требования для открытого Чемпионата Ульяновской области 2013 года
18.04kb.
1 стр.
Параметры и Режимы энергосберегающего светодиодного электрооптического преобразователя для мониторинга численности и вида насекомых вредителей
224.96kb.
1 стр.
Урок по теме «Аграрная реформа Столыпина»
91.89kb.
1 стр.