Zařízení traktoru je určeno jeho hlavním účelem a závisí na vlastnostech zamýšlené práce.
Traktor se skládá z následujících mechanismů a systémů:
Nosný systém (kostra) traktoru slouží k uložení mechanismů a systémů a vnímá hmotnost a reakční síly těchto prvků. Existují tři nejběžnější typy systémů nosičů traktorů: rámové, polorámové a bezrámové. Rám rámu předpokládá přítomnost rámu, na kterém jsou zavěšeny všechny jednotky tahače. U polorámového systému přebírají některé funkce rámu převodové jednotky, na jejichž karoserii jsou upevněna všechna ostatní zařízení a motor je zavěšen na předním polorámu. U bezrámových traktorů má kliková skříň motoru i nosnou funkci.
Uspořádání traktoru určuje typ použitého rámu a vybírá se na základě účelu traktoru, trakční třídy a typu použitého motoru. Moderní traktory jsou obvykle stavěny podle klasických schémat rozložení.
Univerzální kolové traktory jsou stavěny podle dvou klasických schémat: se zvětšenými zadními koly a s koly stejného průměru [1] .
Traktory s většími zadními koly| Traktory s pohonem zadních kol s většími zadními koly |
|---|
|
| Traktory s pohonem všech kol se zvětšenými zadními koly |
|
Traktory se zvětšenými zadními koly, např. MTZ-80 , mají polorámový rám [1] [2] . Zároveň jsou klikové skříně převodových jednotek a dvoupaprskový polorám v přední části traktoru vnímány jako součást rámu, který vnímá síly vznikající působením hmotnosti, tažné síly a setrvačných sil. traktoru. K polorámu je připevněna přední náprava, přední podpěra motoru a jeho systémů a přední příslušenství. Takové traktory mají přední motor a zadní ovládací stanoviště. Polorámový skelet zjednodušuje konstrukci traktoru, ale komplikuje proces jeho demontáže a montáže při opravách. Velká proměnná zatížení klikových skříní převodových jednotek navíc snižují její životnost a neumožňují použití vysoce přesných ozubených kol [1] . Řízení je ovládáno předními koly.
Traktory s koly stejného průměru| Traktory s pohonem všech kol s koly stejného průměru |
|---|
|
Traktory s koly stejného průměru, například K-700 , mají zpravidla rám rámu sestávající ze dvou polorámů spojených závěsy. Na každém z polorámů je instalována hnací náprava. Otáčení je řízeno otáčením polorámů. Toto uspořádání umožňuje použití kol většího průměru a šířky, ale zhoršuje stabilitu traktoru, protože při zatáčení se těžiště posouvá od podélné osy. Umístění tahačů na polorámech může být různé. Například u traktoru K-700 jsou motor, převodovka a kabina umístěny na předním polovičním rámu a na zadním polovičním rámu je pouze spojovací mechanismus. U traktoru MoAZ-531 jsou motor a vývodová převodovka umístěny na zadním polorámu a kabina a převodovka jsou na přední straně.
Kolový samohybný podvozekDispozice traktorového kolového univerzálního samojízdného podvozku vychází z potřeby umístit na rám traktoru těžké nebo velké stroje, nářadí nebo sklápěcí korbu. Kolové samohybné podvozky proto mívají vzadu umístěnou kompaktní pohonnou jednotku (motor s převodovkou). Vpředu je otevřený rám.
Klasické pro pásové traktory je schéma s předním motorem a zadní polohou ovládacího stanoviště. Takové schéma je optimální pro zemědělský traktor, protože poskytuje za prvé dobrý přehled o nesených strojích a nářadí a na druhé straně přední umístění těžiště. Přední umístění těžiště je u zemědělského traktoru nezbytné, protože jeho zadní část je za provozu zatížena hmotností a reakcí neseného nářadí. Existují další schémata, například s přední kabinou a zadním motorem. Takové schéma je aplikováno na průmyslový traktor T-330 . Přední poloha kabiny poskytuje dobrý přehled o vybavení buldozeru a zadní poloha motoru zajišťuje optimální rozložení hmotnosti (vzhledem k tomu, že přední část je zatížena hmotností a reakcí radlice dozeru). Traktory Caterpillar mohou mít rámový, polorámový nebo bezrámový rám. Typ rámu pásového traktoru je určen jeho odpružením.
Traktory s individuálním nebo párovým elastickým odpružením silničních kol mají rám rámu, například traktory DT-75 a T-180 . V tomto případě jsou tahače namontovány na společném rámu, kterým je svařovaná kovová konstrukce. Rám traktoru se obvykle skládá ze dvou podélných nosníků spojených několika příčnými propojkami. Toto schéma umožňuje snadnou demontáž a montáž traktoru během oprav. Další výhodou rámového rámu je možnost použití lehkých skříní pro jednotky a sestavy, které jsou odlehčeny od hmotnosti traktoru a jeho trakce. Svařovaný rám má však nízkou tuhost, což způsobuje relativní posunutí hřídelů tahačů a vyžaduje jejich spojení pružnými spojkami nebo kardanovými klouby . Tyto prvky mají omezené zdroje a nemohou přenášet vysoký točivý moment.
Polorámové traktory mají polotuhé odpružení, např. T-4 a T-130 .
Traktory se skupinovým elastickým nebo tuhým zavěšením silničních kol na vyvažovací tyč, například traktory T-330 , mají bezrámový rám . Výhodou bezrámového rámu je vysoká tuhost, která umožňuje upustit od elastických spojek mezi hřídelemi jednotek. Nevýhodou bezrámového rámu je obtížnost uchycení upevňovacích systémů a vybavení traktoru. Tahače s polorámovým a bezrámovým rámem mají poklopy ve stěnách klikové skříně, které umožňují kontrolu a opravu jednotlivých mechanismů a systémů bez demontáže celého traktoru.
Motory pro traktory jsou nízkootáčkové, s nízkým počtem otáček za minutu, což umožňuje snížit převodové poměry v převodovce vzhledem k tomu, že traktor je v provozu relativně nízkootáčkový stroj [3] .
Hlavním typem motoru v moderních traktorech je čtyřtaktní diesel , protože má vysoké hodnoty točivého momentu při nízkých otáčkách a vysokou účinnost. Ultralehké zahradní a zahradní traktory používají benzínové motory a těžké traktory používají plynové turbíny. Existují také traktory s elektromotorem (uvnitř), které přijímají elektřinu kabelem nebo dráty troleje.
Dříve se vyráběly traktory s parními motory, s benzínovými nebo petrolejovými karburátorovými motory, s petrolejovými výhřevnými motory .
Na lehkých traktorech s trakční třídou síly do 1 tuny se hojně používají vzduchem chlazené vznětové motory bez přeplňování o výkonu až 50 k . Takové motory jsou jednoduché konstrukce, docela levné, nenáročné na kvalitu paliv a maziv, kompaktní. Jejich nevýhodou je obtížnost regulace tepelného režimu, zvýšená hlučnost a velké energetické ztráty pro pohon ventilátoru. Z domácích traktorů jsou vzduchem chlazené motory vybaveny např. samohybným podvozkem T-16 , kultivačními traktory T-25 a T-40 . Těžší traktory používají kapalinou chlazené dieselové motory. Pro průmyslový traktor T-330 byl však vyvinut vzduchem chlazený motor o výkonu 330 koní.
Hlavní část kostry motoru traktoru - kliková skříň je obvykle litinový nebo hliníkový odlitek složitého tvaru. Bloková kliková skříň kombinuje vložky válců, ložiska klikového hřídele a ložiska pro díly rozvodů. Spodní poloviny ložisek klikového hřídele jsou zespodu připevněny ke bloku klikové skříně. Spodní část klikové skříně je uzavřena olejovou vanou, která může být lehká nebo nosná. Před blokem klikové skříně je umístěn pohon mechanismu rozvodu plynu a pomocných systémů. Zadní část klikové skříně motoru je spojena s klikovou skříní převodových jednotek.
Vzduchem chlazené motory většinou nemají jedinou klikovou skříň. Jejich válce jsou samostatné, odnímatelné s žebry chladiče na vnější straně pro zlepšení odvodu tepla.
Hlava válců motoru traktoru je obvykle litá hliníková slitina, ale může být také litina. V hlavě válců jsou umístěny ventily a další části mechanismu distribuce plynu, kanály výměny plynu a sedla pro vstřikovače paliva. Kromě toho může být v hlavě válců umístěna jednoduchá nebo dělená spalovací komora. Hlavy válců vzduchem chlazených motorů jsou jednotlivé, mají vnější chladič. Hlavy válců kapalinou chlazených motorů jsou obvykle společné pro několik válců a mají uvnitř kanály pro cirkulaci chladicí kapaliny.
Klikový mechanismus motoru traktoru nemá žádné významné rozdíly od podobné sestavy automobilového motoru. Avšak vzhledem k tomu, že motory traktoru jsou nuceny nikoli podle rychlosti otáčení, ale podle průměrného tlaku cyklu, píst motoru traktoru vnímá velké síly od tlaku plynu a menší setrvačné síly ve srovnání s automobilovým. Proto jsou písty motorů traktorů obvykle litinové, ačkoli hliníkové písty jsou široce používány u moderních modelů traktorů. Písty výkonných traktorových motorů jsou zpravidla nuceně chlazeny olejem.
Klikové hřídele motorů traktorů jsou obvykle plně podepřeny, to znamená, že jsou uloženy na každém hlavním čepu. Ložiska jsou tlakově mazaná kluzná ložiska. U traktorů se nejčastěji vyskytují jednodílné kované ocelové klikové hřídele, dříve se však setkaly i s prefabrikovanými.
Traktorové motory mají obvykle řadové válce nebo válce ve tvaru V. Uspořádání řádků je typické pro traktory na řádkové plodiny, protože pro práci s roztečí řádků potřebují mít co nejmenší šířku. U jiných typů traktorů jsou motory V široce používány, protože jsou kompaktnější než řadové motory a mají kratší, a proto tužší klikový hřídel.
Traktorové motory mívají méně válců než automobilové motory stejného zdvihového objemu a menší poměr vrtání ke zdvihu (tj. traktorové motory jsou více „dlouhozdvihové“). To je způsobeno nižší rychlostí a potřebou získat větší točivý moment. V poslední době je však tendence zvyšovat frekvenci otáčení traktorových motorů a jejich hlavní poměry se blíží hodnotám charakteristických pro automobilové motory.
Mechanismus distribuce plynu traktorových motorů má malý rozdíl od podobného mechanismu automobilových motorů. Traktorové motory se vyznačují použitím mechanismu s ventily umístěnými v hlavě válců a vačkovým hřídelem v klikové skříni s přenosem pohybu pomocí táhla a vahadel. Takové schéma zjednodušuje pohon vačkového hřídele a jeho hlavní nevýhodou je velká setrvačnost, která není pro motor traktoru vzhledem k nízkým otáčkám podstatná. Traktory starých typů, například DT-75 , jako součást mechanismu distribuce plynu, mají dekompresní mechanismus, který umožňuje počáteční roztočení klikového hřídele motoru při spouštění bez komprese ve vzduchových válcích. Dekompresním mechanismem byl obvykle vačkový hřídel působící na vahadla sacích ventilů, který je během dekomprese držel otevřený. Na moderních motorech traktorů v souvislosti se zlepšením startovacích systémů neexistují žádné dekompresní mechanismy.
Mazací systém motorů traktorů je obvykle kombinovaný. Ložiska klikového a vačkového hřídele jsou mazána pod tlakem a zbývající třecí páry jsou mazány rozstřikováním. Mazací systém má zpravidla jedno čerpadlo a olejovou lázeň v klikové skříni. Silné traktory však mají motory se „suchou jímkou“, kde se olej z klikové skříně sbírá speciálním čerpadlem do olejové nádrže, ve které se usazuje a zbavuje pěny. Systém „suché jímky“ je složitější, ale poskytuje výrazně delší životnost oleje, protože olej je vystaven negativním účinkům tepla a vyfukovaných plynů po výrazně kratší dobu.
Na traktorech starších typů se olej čistil odstředivou metodou v odstředivkách s hydrodynamickým pohonem rotoru. Moderní motory traktorů používají papírové filtry automobilového typu a také kombinované čisticí systémy.
Tepelné zatížení oleje v motorech traktorů je výrazně vyšší než u motorů automobilů, proto je nutné olej chladit. K tomu se v mazacím systému používají chladiče oleje nebo žebrované a vzduchem ofukované povrchy olejových van nebo nádrží. U nových typů traktorů mohou kvůli použití vysoce kvalitních olejů schopných provozu za zvýšených teplot chybět chladiče oleje.
Systém přívodu vzduchu motorů traktorů by měl zajistit vysokou účinnost jeho čištění, protože traktory obvykle pracují v podmínkách zvýšené prašnosti vzduchu a znečištění ovzduší zbytky plodin, listím a hmyzem. Čističe vzduchu motorů traktorů jsou vícestupňové. První stupeň zajišťuje odstranění největších částic: hromady, listy, hmyz. Obvykle se provádí ve formě kovového síťového válce rotujícího vysokou frekvencí. Odstředivé síly, které vznikají při rotaci, neumožňují usazování velkých částic na mřížce. Druhý stupeň zajišťuje odstranění značného podílu prachu. K tomu se používají cyklónové čističe . Značné množství prachu [4] shromážděného cyklony vyžaduje automatizaci procesu jejich čištění, nejlépe bez zastavení motoru traktoru. To se obvykle provádí ejekčním systémem poháněným energií výfukových plynů - prach z vany čističe je nasáván do výfukového systému a odváděn výfukovým potrubím. Třetí stupeň zajišťuje konečné čištění vzduchu. Na starších typech traktorů se k tomuto účelu používaly olejové vláknité filtry a na moderních suché papírové filtry (podobné automobilovým). Při práci traktorů v uhelných dolech je v sacím traktu instalován filtr zvlhčovače, který účinně usazuje částice uhelného prachu [5] .
Traktorové motory jsou obvykle dodávány s přeplňováním turbodmychadlem , které umožňuje výrazné zvýšení výkonu motoru v nízkých otáčkách. Použití variabilního turbodmychadla navíc umožňuje poskytovat konstantní výkon motoru v širokém rozsahu otáček motoru. Takové motory se nazývají motory s konstantním výkonem (CDP). Použití motorů s konstantním výkonem může výrazně zjednodušit převod traktoru, snížit počet převodových stupňů a usnadnit práci řidiče [6] . V současné době jsou motory s konstantním výkonem široce používány u traktorů všech tříd.
Palivový systém traktorových motorů nemá žádné podstatné vlastnosti. Skládá se z palivových filtrů, pomocného čerpadla, vysokotlakého palivového čerpadla (TNVD), vstřikovačů a regulátoru. Staré typy traktorů měly blokové vstřikovací čerpadlo a mechanický odstředivý regulátor . Takové systémy mají jednoduchou konstrukci, ale mají řadu nevýhod: stabilitu při nízké rychlosti, zvýšenou spotřebu paliva a kouř v přechodných podmínkách. Zvyšující se požadavky na efektivitu a ekologickou kompatibilitu traktorů vyžadují použití složitějších palivových systémů s elektronicky řízeným množstvím vstřiku paliva a časováním vstřiků. Elektronický řídicí systém moderního traktoru dávkuje zásobu paliva s přihlédnutím k aktuálnímu plnění válců vzduchem, velikosti a trendu změn zatížení motoru, rychlosti a tažné síle traktoru a řadě dalších faktorů. . Tato opatření umožnila snížit spotřebu paliva ze 180 g/hp h, typických pro traktory 60. a 70. let, na 100 g/hp h, čímž se eliminovaly emise toxických produktů nedokonalého spalování paliva do atmosféry.
Naftové motory traktorů lze nastartovat různými způsoby:
Řada motorů traktorů má několik modifikací, které se liší typem použitého startovacího zařízení. Například motor D-37 traktoru T-40 může být vybaven elektrickým startérem nebo startovacím benzínovým motorem a motor D-21 traktoru T-25 může být vybaven elektrickým startérem nebo inerciálním startérem. V poslední době v důsledku zlepšování startovacích kvalit dieselových motorů a zvyšování energetické náročnosti akumulátorů upadá výroba traktorových motorů vybavených benzinovým startovacím motorem. Například motor D-245 používaný na traktorech MTZ-100 nemá modifikaci se startovacím benzínovým motorem.
Výkon dieselových motorů zemědělských traktorů zpravidla nepřesahuje 500 koní. Jeho další nárůst je spojen s neodůvodněným nárůstem hmotnosti traktoru, což povede ke zvýšení měrného tlaku na půdu a neumožní realizovat hlavní výhodu energeticky nasyceného traktoru - vysokou rychlost. Pouze na průmyslových traktorech, které potřebují zvýšenou hmotnost k vytvoření velkého tažného úsilí, se používají dieselové motory o výkonu asi 1000 hp. Zlepšené technologie zpracování půdy v posledních letech přitom umožňují efektivně využívat výkonnější zemědělské traktory. Důležitou rezervou pro zvýšení energetické saturace traktorů je použití plynových turbín s nízkou měrnou hmotností. Například ve Spojených státech již řadu let vyrábí Big Roy a Elis Walters traktory s plynovou turbínou o výkonu až 700 koní. Pokusy o výrobu traktorů s plynovou turbínou byly dělány také v SSSR . Závod Kirov spolu s NATI vyvinul traktor s plynovou turbínou Kirovets-Turbo založený na elektrárně s plynovou turbínou tanku T-80 . Rozšířenosti plynových turbín na traktorech brání vysoké otáčky výstupního hřídele turbíny (asi 20 000 ot./min), které komplikují převod traktoru a zvyšují spotřebu paliva oproti dieselovým motorům.
Benzinovými motory jsou v současné době vybaveny pouze velmi lehké traktory (mikrotraktory, pojízdné traktory, zahradní traktory, ridery). Výhodou benzínových motorů je nižší hmotnost a cena, snadné startování (může být ruční) a relativně jednoduchá údržba. Nevýhody - vysoká měrná spotřeba paliva (benzín - dražší a hořlavější) a malý kroutící moment, který komplikuje převodovku traktoru.
Úlohy traktorů vyžadují různé rychlosti. Například při orbě nesmí být rychlost nižší než 3,2 km/h, protože jinak se pluh přes vrstvu nepřetočí. Na druhou stranu nadměrná rychlost vede ke ztrátě trakce na háku, zmenšení šířky pluhu a orba v úzkých pruzích je nerentabilní vzhledem k tomu, že se hodně energie vynakládá na samotný pohyb traktoru. Pro pohyb nebo přepravu zboží je rychlost na orné půdě nízká a pro ostatní práce může být vysoká, proto jsou převody traktorů vícestupňové [3] .
Traktorová převodovka bývá vícezávitová, to znamená, že přenáší výkon motoru nejen na podvozek, ale i na pohon agregovaných strojů a pomocných mechanismů.
Moderní traktory jsou vybaveny několika různými typy převodovek:
Mechanické stupňovité převodovky jsou nejlevnější a nejkompaktnější se stejným množstvím přenášeného výkonu, ale neumožňují plynule upravovat rychlost a tažnou sílu traktoru.
Mechanický převod traktoru se skládá z hlavní třecí spojky, převodovky, centrálního (hlavního) převodu, koncových převodů, vývodového převodu. Kromě toho může mechanická převodovka obsahovat: zesilovač točivého momentu, plazivý prvek , násobič převodovky pro počet převodů, převodovou skříň. U pásových traktorů navíc převodovka obsahuje otočný mechanismus.
Hlavní třecí spojka spojky umožňuje odpojit a plynule připojit motor a převodovku traktoru. Suché spojky našly největší uplatnění u traktorů, protože se vyznačují nejmenší prací na vypínání, což umožňuje ovládat traktor bez použití servo mechanismů. Existují ale také spojky pracující v oleji. Ty poskytují hladší záběr, ale k jejich pohonu vyžadují hydraulická serva. Hlavní třecí spojka může být jednoproudá a dvouproudová. Dvouproudové spojky ve skutečnosti obsahují dvě samostatné spojky, jedna slouží k odpojení převodovky podvozku a druhá k odpojení převodovky pomocného náhonu. Například traktory T-40 [7] a YuMZ-6 [8] jsou vybaveny dvouproudovými spojkami.Dvouproudé spojky mají složitější konstrukci a jejich údržba je nepohodlná. Z tohoto důvodu se u novějších modelů traktorů nepoužívají – pomocný náhon je ovládán samostatnou spojkou.
U traktorů byly použity hlavní třecí spojky s různými typy přítlačných mechanismů. Nejběžnější jsou trvale uzavřené spojky s pružinovým přítlačným mechanismem automobilového typu. Vypínání těchto spojek se provádí stlačením pružin pomocí mechanického pohonu u lehkých traktorů nebo hydraulických a pneumatických servo mechanismů u těžkých traktorů. Trvale zavřená spojka nemůže být delší dobu ve vypnutém stavu. Dvouproudové spojky mohou mít dva nezávislé ovládací mechanismy, např. u traktoru T-40 nebo jednopedálové ovládání ( UMZ-6 ).
Kromě spojek s pružinovým přítlačným mechanismem se u traktorů používají také odstředivé spojky (u lehkých traktorů s benzínovými motory), hydraulické spojky (u těžkých traktorů) a elektromagnetické spojky.
Stupňovité převodovky traktorů mohou mít pohyblivá ozubená kola a ozubená kola s konstantním záběrem [1] . Převodovky s pohyblivými převody jsou konstrukčně jednodušší, ale neumožňují řazení za jízdy traktoru. Kromě toho nelze šroubová kola použít ve skříních s pohyblivými ozubenými koly. Z tohoto důvodu jejich využití klesá. Převodovky s ozubenými koly s konstantním záběrem mohou mít blokovací spojky různých typů: vačkové, čepové, drážkované se synchronizátory , třecí. První dva typy jsou nejjednodušší, ale neposkytují beznárazové řazení. Drážkované spojky se synchronizátory (podobně jako u automobilových) zajišťují beznárazové řazení za jízdy traktoru, ale pouze s přerušením toku výkonu (při vypnuté spojce). Třecí spojky umožňují přepínání bez přerušení toku energie. Třecí spojky v manuálních převodovkách mají obvykle hydraulický přítlačný mechanismus a převodovka je vybavena hydraulickým systémem.
Na domácích traktorech se používají všechny typy výše uvedených převodovek:
Převodové poměry stupňovitých převodovek se obvykle dělí do několika rozsahů:
Přepínání rozsahů se obvykle provádí samostatnou dvou- nebo třístupňovou převodovkou , nazývanou převodový násobič (multiplier gearbox). Použití reduktoru násobiče zjednodušuje převodovku, ale ztěžuje volbu optimálních převodových poměrů. Převodovka-násobič může být instalována jak před převodovkou, tak za ní. Vzhledem k tomu, že přechod z jednoho rozsahu otáček do druhého se provádí vždy při zastaveném traktoru, má násobící převodovka většinou pohyblivá ozubená kola nebo jednoduché vačkové spojky.
Řada modelů traktorů je vybavena zpátečkou, která vám umožňuje získat plný rozsah rychlostí vpřed i vzad. Takové traktory se nazývají reverzibilní. Zpátečky jsou obvykle vybaveny převodovkami průmyslových traktorů (K-702, T-156, T-330) a u traktoru T-156 je zpětný chod instalován mezi motor a převodovku, u traktoru T-330 - mezi převodovkou a hlavními převody a pro K-702 - v předních můstcích. Mezi zemědělskými traktory jsou reverzibilní T-25 a T-40 a také samohybný podvozek T-16M.
Při práci se stroji, které vyžadují sníženou pracovní rychlost (vyorávače brambor, nakladače řepy, zákopová rypadla) jsou traktory vybaveny plazivými . Plazák může být vyroben ve formě běžného převodového ústrojí nebo plynule měnitelné převodovky. Ten umožňuje plynule upravovat rychlost traktoru a zatížení agregovaného stroje. Popínavé rostliny jsou obvykle vyrobeny ve formě sestavy pro rychlou montáž. Popínavé rostliny jsou obvykle dodávány s přílohami, které je vyžadují.
Mechanické plynulé převodovky ( variátory ) umožňují plynule regulovat rychlost traktoru při konstantních otáčkách klikového hřídele motoru. Našly uplatnění na specializovaných traktorech (například řepařských), ale i na různých zemědělských kombajnech vytvořených na bázi traktorových jednotek. Zpravidla se CVT používají ve spojení s nejjednoduššími převodovkami, které umožňují volit rozsahy otáček. U traktorů a kombajnů našly uplatnění klínové, řetězové a třecí variátory. Nevýhody těchto převodovek zahrnují přítomnost opotřebitelných dílů a nízký přenášený točivý moment .
Skládají se z měniče točivého momentu a mechanické převodovky. Použití měniče točivého momentu umožňuje plně využít výkon motoru v podmínkách proměnlivého zatížení traktoru a zjednodušuje proces jeho řízení. Rychlostní převodovka umožňuje zvolit požadovaný rozsah otáček. Na rozdíl od automobilů, kde jsou hydromechanické převodovky obvykle automatické , traktory takovou automatizaci nepotřebují a řazení provádí obsluha. Zpočátku byly těžké průmyslové traktory (například T-330 nebo Caterpillar) vybaveny hydromechanickou převodovkou , ale v současné době jsou jí vybaveny téměř všechny nové typy traktorů. Stupňovité převodovky mohou být buď planetové nebo konvenční. Mezi nevýhody takových převodovek patří nízká účinnost. a vysokou složitostí.
Hydrostatické převodovky (HOT) se skládají z hydraulického čerpadla otáčeného motorem a hydromotoru (nebo několika), který pohání podvozek. Neexistuje žádné pevné mechanické spojení. Výhoda hydrostatických převodovek: plynulá regulace otáček, kompaktnost, možnost zapustit hydromotory přímo do kol, což zjednodušuje podvozek. Nevýhody - malá účinnost, nutnost mít velký objem pracovní kapaliny a její chlazení. V posledních letech se však hydraulické převodovky zdvihového objemu staly běžnějšími u traktorů a zejména u kombajnů, kde velká vzdálenost mezi hřídelemi ztěžuje použití jiných typů převodů.
Skládají se z trakčního generátoru otáčeného spalovacím motorem, jednoho nebo více trakčních motorů a jejich řídicího systému. Hlavní výhodou je dobrá přizpůsobivost traktoru proměnlivému zatížení a výrazné zlepšení pracovních podmínek obsluhy, díky vyloučení operací ovládání převodovky. Nevýhody: velká hmotnost elektrických strojů, nebezpečí úrazu elektrickým proudem. Starší systémy stejnosměrných motorů měly nízkou účinnost. Prototypy traktorů s elektromechanickou převodovkou vyráběli v různých dobách různí výrobci, sériové jsou však pouze traktory DET-250 a DET-320 vyráběné Čeljabinským traktorovým závodem .
Složení převodovek housenkových traktorů zahrnuje otočné mechanismy, které poskytují schopnost sdělovat housenkám různé rychlosti.
Na traktorech se používají následující typy otočných mechanismů:
Diferenciální systémy mají nejširší možnosti, až po schopnost otáčet se na místě kolem vlastního těžiště.
Palubní třecí spojky a brzdy byly dominantní u traktorů vyvinutých před 70. lety 20. století díky své jednoduché konstrukci, ale u moderních typů traktorů se nepoužívají z následujících důvodů: přítomnost velkého množství opotřebitelných dílů, nemožnost získat proměnný poloměr otáčení, velké rozměry a hmotnost.
Planetové převodovky se v nejjednodušší verzi svými schopnostmi blíží palubním třecím spojkám a ve složitější dokážou zajistit stabilní poloměr otáčení při současném pohonu obou pásů. Jsou poměrně skladné, obsahují minimální počet opotřebitelných dílů. Jejich hlavní nevýhodou je velká složitost designu.
Široce používané na moderních traktorech a samostatný pohon levé a pravé housenky, který lze provádět pomocí dvoulinkové převodovky, spínat pod zatížením (například traktory T-150 a T-330) nebo pohánět každou housenkou z samostatný hydraulický nebo elektrický motor.
Hnací nápravy jsou navrženy tak, aby měnily směr přenosu točivého momentu, zvyšovaly jej a rozdělovaly mezi hnací kola. Hnací náprava se skládá z hlavního (centrálního) ozubeného kola, diferenciálu a koncových soukolí.
U traktorů s podélným uspořádáním hřídelů převodovky je centrální ozubení kuželové a u traktorů s příčným uspořádáním hřídelů převodovky válcové nebo řetězové.
Diferenciál se většinou vyrábí kuželový, ale existují i jiná řešení: válcové planetové diferenciály, automatické volnoběžky, řízené třecí nebo ozubené spojky. Pro zlepšení trakce na měkkých půdách jsou diferenciály vyráběny uzamykatelné pomocí čepových nebo ozubených spojek (u starších typů traktorů), hydraulických spojek (u moderních traktorů), kulových uzávěrů (u lehkých traktorů). Výhodou aretace s hydraulickými spojkami je možnost jejího zapnutí bez zastavení traktoru a automatizace procesu uzamykání. Například u traktoru MTZ-80 je možné automatické ovládání blokovací spojky. Při přímočarém pohybu a vychýlení řízených kol pod úhlem do 13 stupňů se diferenciál automaticky zablokuje a při větší odchylce (při zatáčení) se odblokuje. U řady traktorů se používají samosvorné diferenciály a samosvorné diferenciály.
Koncové (koncové) převody jsou navrženy tak, aby konečně zvýšily točivý moment a poháněly hnací kola. Koncové převody mohou být provedeny v centrální skříni převodovky (například na traktoru MTZ-80) nebo v samostatných klikových skříních. U řádkových traktorů lze centrální převodové skříně otáčet vzhledem ke skříni zadní nápravy pro regulaci agrotechnické vůle.
U traktorů s vysokou světlostí (pěstování bavlny, pěstování čaje) mohou být koncové převody vyrobeny ve tvaru Z , řetězové nebo vícepárové válcové.
U traktorů se všemi hnacími koly stejné velikosti a kloubovým rámem jsou koncové převody obvykle planetové.
Podvozek kolového traktoru se skládá z hnacích a řídicích kol, jakož i prvků jejich spojení s rámem - odpružení.
Traktory obvykle používají kola s pneumatikami s nízkým a ultranízkým tlakem (někdy se např. u užitkových traktorů používají kola se středotlakými pneumatikami). Traktorové pneumatiky pro hnací kola mají zpravidla dezén ve tvaru rybí kosti a hnaná kola mají podélné protiskluzové drážky.
Traktor sám o sobě nemůže vykonávat žádnou užitečnou práci a používá se pouze v kombinaci s různými stroji (jako součást strojně-traktorové jednotky). Strojní traktorové jednotky (MTA) se podle způsobu využití výkonu motoru traktoru dělí na tažné, trakční a pohonné.
Trakční MTA využívají ke své práci pouze tažnou sílu vytvářenou podvozkem traktoru. Příklady strojů, které využívají pouze traktorovou trakci, jsou pluhy , buldozery , grejdry , přepravní přívěsy .
Trakční pohonné jednotky využívají jak tažnou sílu generovanou traktorem, tak i vývodový náhon z motoru prostřednictvím vývodového systému, který obchází podvozek. Mezi takové jednotky patří různé tažené a nesené kombajny (například sklízeče brambor), secí stroje, užitková vozidla, skrejpry na nakládání.
Pohonné jednotky nevyužívají tažnou sílu traktoru, ale jsou poháněny přes vývodový systém. Mohou to být čerpací a generátorová soustrojí, traktorové jeřáby, bagry, výtahy, stacionární zemědělské stroje.
Podle způsobu přenosu hmotnosti a dalších sil vytvářených stroji agregovanými s traktorem na zem se rozlišují stroje nesené, polonesené (návěsné) a tažené.
Nesené stroje a nářadí nemají vlastní podvozek a veškerou hmotnost a tažnou sílu přenášejí na podvozek traktoru. Příklady nesených strojů jsou radlice dozeru, pluh, nakladač, bagr. Některé nesené stroje a nářadí, jako jsou pluhy, mohou mít opěrná kola, která řídí hloubku zpracování půdy, ale přenáší se na ně jen malý zlomek hmotnosti. Podle umístění neseného stroje vůči traktoru se rozlišují přední, střední, boční, zadní a kombinované závěsy.
S čelním nástavcem se před traktor umístí agregovaný stroj nebo nářadí, například radlice buldozeru, sklízecí řezačka, křovinořez, čelní nakladač.
S centrálním závěsem je agregovaný stroj umístěn pod rám traktoru. Může to být například kultivátor, řezačka asfaltu, zařízení pro značení silnic, čerpací agregát.
Při boční montáži je agregovaný stroj umístěn na boku traktoru. Může to být sekačka, postřikovač, příkop .
Se zadním závěsem je agregovaný stroj umístěn za traktorem. Může to být pluh, brány, secí stroj.
Řada strojů má kombinovaný závěs. Například před traktorem je instalována radlice buldozeru a vzadu je instalováno zařízení bagru. Postřikovače mají také kombinovaný závěs: vpředu a po stranách traktoru jsou instalovány konzoly s postřikovači, zespodu čerpadlo a vzadu nádrž na pesticidy.
Polonesené (návěsové) stroje mají vlastní podvozek, který přebírá podstatnou část hmotnosti stroje. Zbytek hmotnosti se přenese na podvozek traktoru. Příklady polonesených strojů jsou jednonápravové přívěsy, lisy, jednonápravové tažené kombajny. Obvykle se návěsové stroje montují za traktor, ale existují i stroje montované vpředu, jako jsou traktorové finišery nebo nakladače okopanin.
Tažené stroje mají vlastní podvozek, plně absorbující jejich hmotnost. Takové stroje zatěžují traktor pouze trakcí. Příkladem přívěsů jsou dvounápravové přívěsy, skrejpry, sekačky, saně.
Existuje také způsob agregace, kdy je na agregovaný stroj instalován traktor s demontovanými prvky podvozku. Zároveň je podvozek stroje spojen mechanickými převody s výstupními hřídeli hnacích náprav traktoru. Příkladem je sklízeč řepy "Slavutich" spojený s traktorem MTZ a také malý říční přívoz z produkce loděnice Oka s lopatkovými koly, která jsou poháněna z hnacích řetězových kol traktoru DT-75 namontovaného na pontonu. z trajektu.
Agregační systém zahrnuje závěsný systém určený pro spojení traktoru s nesenými stroji a ovládání jejich polohy, přívěsy pro tažení tažených strojů a vývodový systém pro pohon pracovních orgánů spřažených strojů objíždějících podvozek.
Nesený systém vnímá hmotnost a další síly vytvářené neseným strojem a zajišťuje kontrolu jeho polohy. Nesené systémy moderních traktorů jsou poháněny hydraulicky a často se jim říká hydraulicky nesené.
Zadní upevňovací systém zemědělského traktoru má zpravidla víceprvkový pákový mechanismus s jednotnými upevňovacími body. Takový mechanismus se skládá ze dvou spodních podélných tyčí otočně připevněných k rámu traktoru, jedné nebo dvou horních pák spojených svislými tyčemi s nastavitelnou délkou se spodními podélnými tyčemi, hydraulického válce spojeného s horními tyčemi a konzoly pro upevnění centrálního článku.
Při zavěšení stroje na takový mechanismus jsou jeho dva spodní závěsy spojeny s odpovídajícími závěsy spodních tyčí a horní závěs je spojen s konzolou prostřednictvím centrální tyče. Kinematika pohybu neseného stroje se nastavuje délkou a bodem uchycení centrálního táhla. Takový mechanismus umožňuje agregovat traktor s širokou škálou nářadí pro zpracování půdy, poskytující výškovou, výkonovou a polohovou regulaci hloubky zpracování půdy. Moderní zemědělské traktory jsou vybaveny automatickým spojovacím mechanismem s nesenými stroji.
Zadní nesený systém průmyslových traktorů je jednodušší a jedná se o jednopákový mechanismus, který zajišťuje pouze výškové nastavení polohy pracovního těla.
Přední nesený systém zemědělského traktoru (pokud existuje) je konstrukčně podobný jeho zadnímu nesenému systému.
Průmyslové a některé zemědělské traktory jsou vybaveny předním zvedacím systémem pro práci s radlicí dozeru, nakladačem a dalšími zemními stroji. Zvedací kloubový systém se skládá ze zvedacího rámu a hnacích hydraulických válců.
Hydraulický pohon kloubového systémuKonstrukce a provoz: olej z nádrže, kde je skladován a chlazen, je přiváděn zubovým čerpadlem konstantního výkonu do hydraulického rozvaděče, odkud je posílán buď do hydraulických válců / hydromotorů (s tlakovým limitem max. 20-25 MPa), nebo bez tlaku zpět do nádrže (přes filtry a někdy chladič pro chlazení). Pohon čerpadla - od motoru, lze vypnout (pro snížení opotřebení v případě nepoužívání nebo úniku oleje).
V ruských a běloruských zemědělských traktorech se používá jednotný (stejný typ) třísekční šoupátko. Každá sekce je ovládána samostatnou pákou zasunutou do kabiny a má čtyři polohy (podle linie):
Nevýhody tohoto rozvaděče jsou: špatná škrtící schopnost (částečná dodávka oleje, omezení rychlosti nebo tlaku) a "zvedání" nebo "spouštění" vždy pouze jedné sekce (díky paralelnímu spojení sekcí ustojí velké zatížení nebo se dokonce posuňte dolů a uvolněte tlak na menší zátěž).
Špatné škrcení je však vyrovnáno relativně malým průtokem čerpadla, což umožňuje přijatelnou přesnost polohování při krátkodobém přepínání. Současný provoz dvou sekcí pro ovládání přídavných zařízení většinou není nutný a k ovládání přídavných zařízení lze instalovat další hydraulické rozvaděče - „joysticky“, které zajišťují škrcení a současný provoz dvou sekcí.
U univerzálních traktorů je jedna ze sekcí (zpravidla prostřední), obvykle s delší ovládací pákou, připojena k hydraulickému válci zadního závěsu. Vývody dalších dvou sekcí jsou vyvedeny v zadní části traktoru (plus někdy uprostřed, na každé straně) a jsou uzavřeny zátkami. Pro rychlé a pohodlné připojení hadic agregovaných strojů lze použít rychlospojky s kulovými uzavíracími ventily (při připojení spojky se odpružené kuličky vzájemně vytlačí ze sedel a otevřou průchod pro olej).
Tuzemské kombajny používají (odděleně od případné hydraulické převodovky) hydraulický pohon pro ovládání pracovních orgánů, sjednocený s traktory. Hlavním rozdílem je další (také cívkový, ale vícesekční) hydraulický ventil, ve kterém není fixace polohy „zdvih“ a „uvolnění“ a neexistuje žádná „plovoucí“ poloha. Také mnoho zvedacích hydraulických válců má pouze tlakové vedení - ke spouštění dochází působením hmotnosti nářadí.
Hydraulický pohon může být také vybaven systémem hydraulického akumulátoru a ventilů, který udržuje mírný přetlak ve „zdvihací“ lince v „plovoucím“ režimu. To umožňuje (při zapnutí) přenést část hmotnosti (gravitace) neseného nářadí na traktor při zachování volnosti jejich vzájemného pohybu (nahoru a dolů). Zjednodušeně to lze popsat jako „pružinové plovoucí“. Používá se u lehkých traktorů (zejména MTZ-80 - "zvýšovač hmotnosti spojky") ke zvýšení zatížení hnacích kol při orbě a také u některých kombajnů - aby se minimalizovalo úsilí na podpěry nástavce.
Tažné zařízení slouží k agregaci traktoru s taženými a návěsovými stroji. Mohou být tvrdé a zvládnutelné. Pevný závěs je hák, konzola, kulová podpěra nebo prvek automatického závěsu připevněný k zadní části rámu traktoru. Pevný závěs je nepohodlný při agregaci s návěsovými stroji, protože při zapřažení musíte ručně zvedat oj tohoto stroje. Pohodlnější jsou hydraulická spojovací zařízení, která umožňují nastavit polohu háku pomocí hydraulického válce.
Pomocný náhon je určen pro pohon aktivních pracovních orgánů strojů agregovaných s traktorem. U traktorů pro všeobecné použití byly použity mechanické a hydraulické vývodové systémy a u některých specializovaných traktorů byly použity elektrické a pneumatické.
Mechanický pomocný náhonMechanický vývodový systém přenáší výkon motoru traktoru na pracovní orgány stroje prostřednictvím systému mechanických převodů. Posledním prvkem mechanického vývodového systému na traktoru je vývodový hřídel (PTO). Výstupní konec vývodového hřídele je připojen k přijímacímu hřídeli připojeného stroje. U traktorů starého typu byla hnací řemenice koncovým prvkem systému mechanického vývodového hřídele a pohon agregovaného stroje byl realizován řemenovým převodem.
Převodovky pohonu vývodového hřídele u jednotlivých modelů traktorů mohou být poměrně složité a zahrnují všechny stejné součásti jako hlavní převodovka traktoru: spojku, převodovku, koncové převody.
Existují nezávislé, polonezávislé, závislé a synchronní režimy pohonu PTO. S nezávislým pohonem vývodového hřídele je tok výkonu rozdělen před hlavní převodovku traktoru, což umožňuje pohánět agregované stroje bez ohledu na to, zda se traktor pohybuje nebo stojí, a také zapínat, vypínat a měnit otáčky vývodového hřídele, když se traktor pohybuje. Polonezávislý pohon vývodového hřídele je jiný v tom, že neumožňuje jeho zapínání a vypínání za jízdy traktoru.
U závislého pohonu PTO je tok výkonu rozdělen za hlavní spojkou (nebo měničem momentu). Závislý pohon je konstrukčně jednodušší než nezávislý, protože je vyveden z jednoho z hřídelů převodovky, ale neumožňuje pohon agregovaných strojů s vypnutou spojkou a také zapínání a vypínání PTO při traktor jede. Závislý pohon PTO je vybaven převážně průmyslovými traktory.
U synchronního pohonu PTO je výkon odebírán z hlavního převodového stupně a otáčení PTO je koordinováno s rychlostí traktoru.
Moderní traktory mají zpravidla vícerežimové PTO. Otáčky vývodového hřídele lze řídit stupňovitými nebo plynule měnitelnými převody. V Rusku jsou standardně zavedeny následující režimy provozu vývodového mechanismu zemědělských traktorů: nezávislý 540 a 1000 ot / min při jmenovitých otáčkách klikového hřídele motoru a synchronní režim - 3,6 otáček PTO na 1 metr ujeté vzdálenosti .
Při práci se stroji se používá nezávislý pohon vývodového hřídele, jehož rychlost otáčení pracovních orgánů by neměla být závislá na rychlosti traktoru. Tyto stroje zahrnují různé nesené a tažené harvestory, rýhovače, čerpací a kompresorová zařízení. Synchronní pohon - pro práci se secími agregáty a stroji pro aplikaci dopravního značení.
Řada modelů traktorů má několik vývodových mechanismů, jejichž výstupní hřídele mohou být umístěny v zadní, boční a přední části traktoru. Každý z mechanismů může být vícerežimový, jako například u tahače T-40, nebo jednorežimový, jako u samohybného podvozku T-16. Přední pomocný náhon lze provádět ze speciální spojky nebo řemenice na přední části klikového hřídele motoru, jako je tomu u traktoru T-100 .
Hydraulický vývodový systémHydraulický vývodový systém (GPS) přenáší výkon motoru traktoru na pracovní orgány strojů prostřednictvím proudění kapaliny. GPS je ve svém jádru hydrostatický přenos. Od hydraulického kloubového systému se liší tím, že může pracovat za podmínek konstantního průtoku kapaliny hydromotorem hnané jednotky. Rozšířil se na moderních traktorech pro pohon pracovních orgánů složitých zemědělských a komunálních strojů. Součástí HPS je hydraulické čerpadlo (typ axiálně pístové nebo radiálně pístové, méně často ozubené), zásobník pracovní kapaliny (nejčastěji olej, mohou být i jiné kapaliny), chladič pracovní kapaliny, rozdělovač, spojky. Výhodou GPS je možnost plynulé regulace rychlosti otáčení nebo rychlosti pohybu pracovních orgánů, možnost nezávislého rozdělení výkonu na velký počet pracovních orgánů, možnost automatizace. Nevýhody jsou stejné jako u hydrostatických převodovek. GPS lze zabudovat do konstrukce traktoru (například MTZ-100) nebo namontovat s pohonem PTO.
Elektrický pomocný náhonElektrický vývodový systém (ESOM) přenáší výkon motoru traktoru na pracovní orgány strojů pomocí elektrického proudu. Traktor vybavený ECOM je vlastně mobilní elektrocentrála. ESOM se obvykle používá při agregaci traktoru se stroji, které mají samostatný elektrický pohon pracovních těles (např. jeřáby), stejně jako při nutnosti přeměny výkonu motoru traktoru na nemechanické formy energie. ESOM obvykle není součástí konstrukce traktoru, ale instaluje se při dodatečné montáži, aby fungoval jako součást požadovaného MTA. Některé traktory, jako například T-130 a K-700, však mají na rámu místa pro připevnění generátoru. ESOM zahrnuje elektrický generátor a zařízení pro distribuci elektrické energie.
Řídicí systém traktoru zahrnuje následující podsystémy:
Všechny ovládací prvky traktoru jsou rozděleny do čtyř skupin:
Ovládací prvky prvních tří skupin musí být nutně soustředěny v centrálním řídicím stanovišti (obvykle v pilotní kabině) a ovladače čtvrté skupiny mohou být instalovány mimo řídicí stanoviště.
Vnější a vnitřní vybavení traktoru je souborem systémů, které se nepodílejí na procesu provádění užitečné práce traktoru, ale zvyšují jeho provozní vlastnosti (komfort, bezpečnost).
Elektrické vybavení moderního traktoru se málo liší od automobilového elektrického vybavení a je často založeno na unifikovaných automobilových součástech: generátory, baterie, relé, svítidla. Moderní traktory jsou vybaveny dostatečně výkonným generátorem (nad 1 kW), který umožňuje napájet palubní elektrospotřebiče v libovolné kombinaci ve všech provozních režimech motoru. Dříve, když měly traktory omezenou sadu elektrického vybavení, výkon generátorů nebyl velký. Například na sovětské traktory vyrobené do roku 1977 byl instalován generátor o výkonu pouze 180 W a na traktoru DT-54 byl výkon generátoru vůbec 90 W.
Moderní traktor má velké množství různých externích osvětlovacích zařízení, včetně:
Rolnická zemědělská encyklopedie, díl 7 / kap., ed. prof. P. Ya Gurov. - Moskva, Leningrad: GIZ, 1928. - 1218 s.