Тема: Загальна  будова трактора і автомобіля

 1. Історія автотракторобудування.

2. Основні конструктивні вузли трактора та автомобіля.

3. Класифікація тракторів та автомобілів.

1. Історія автотракторобудування. Пошук шляхів зниження затрат ручної праці, шляхом створення механізмів, триває із 18 сторіччя. Згідно з літературними джерелами вважається, що першим, хто побудував механізм перетворення однієї енергії (мускульної сили людини) в механічну – це винахідник-самоучка Леонтій Шамшуренков (рос.). У 1741 р. ним було запопоновно пристрій, який він назвав “самобеглая коляска” і вона дозволяла переміщатись не тільки по рівнині, але й у гору “где не весьма крутое место”. На колясці Шамшуренкова був встановлений лічильник пройденого шляху - прототип сучасного спідометра.

У 1759 р. І. Повзунов спроектував перший в світі паровий універсальний двигун.

 У 1791р. І.П. Кулибін побудував “самокат”, який теж приводився в дію від мускульної сили людини. На самокаті були: коробка передач, рульове керування, роликові вальниці, гальма, маховик. Таким чином, у самоката були всі механізми трансмісії майбутнього автомобіля.

Паралельно із створенням саморухомих екіпажів проводились роботи над створенням тягачів-всюдиходів. Широко відомі машини Ф.А. Блінова, який у 1879 р. отримав патент а у 1889 р. на виставці було представлено його перший паровий гусеничний трактор. Отже, перші трактори і автомобілі обладнувалися важкими і громіздкими паросиловими установками. Тому, для таких машин необхідно було створити інший двигун, меншої маси.

Перший бензиновий двигун внутрішнього згоряння на бензині з  електричним запалюванням суміші був запропонований в 1879 р і побудований у 1884 р. інженером Н.С. Костовичем. Двигун вісьмициліндровий, чотирьохтактний масою 240 кг., потужністю 80 к.с. Таким чином, його питома вага становила всього 3 кг/к. с., що є неперевершеним по сьогоднішній день. На основі таких досягнень,  у 1882 р. був побудований автомобіль із двигуном внутрішнього згоряння, названий “моторной пролеткой”.

Створення двигунів внутрішнього згоряння для тракторів відбувалось також у ряд етапів. У 1899 р. на заводі Нобеля побудували 25-сильний двигун із самозапаленням, який працював на важкому паливі. Цю дату можна вважати датою “народження” дизельних двигунів. Крім цього, у 1898 р. інженером Г.В. Тринклером був створений стаціонарний безкомпресійний двигун із пневматичним розпиленням палива. А перший безкомпресійний двигун з насосним розпиленням палива (за рахунок кінетичної енергії  струміння палива) був запропонований Я.В. Маминим у 1903-1908  роках.

Аналіз літературних джерел показує, що розвиток аналогічної техніки відставав на декілька років або десяток.

 Слід відмітити також вагомий вклад у подальший розвиток тракторів і автомобілів таких вчених, як професора В.І. Гіневецького, його учнів – професорів: Е.К. Мазінга, Н.Р. Брилінга, Б.С. Стєчкіна, В.А. Петрова. Капітальну працю з теорії, конструкції і розрахунку тракторних двигунів вперше опублікував у 1927 р. професор Е.Д. Львов. Основоположником науки про автомобілі можна вважати академіка Е.А. Чудакова.

2. Основні конструктивні вузли трактора та автомобіля.Трактор – самохідна силова машина, призначена для переміщення та приводу в дію робочих органів мобільних машин і знарядь, перевезення вантажів на причепах, приводу стаціонарних машин від вала відбору потужності або приводного шківа.

Трактор складається із взаємозв'язаних механізмів, які за призначенням поділяються на такі групи (або агрегати): двигун, силова передача, ходова частина, органи керування, робоче, допоміжне і електричне обладнання.

Двигун – це енергетичний пристрій, енергія якого використовується для привода трактора та виконання корисної роботи. На сучасних тракторах енергетичним пристроєм є поршневий двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ). ДВЗ перетворює теплову енергію палива, що згоряє в його циліндрах, у механічну роботу - обертальний рух колінчастого вала.

Силова передача (трансмісія) призначена для передачі обер­тального руху та крутного моменту від двигуна до ходової частини та зміни їх за величиною та напрямом. Складається силова передача з муфти зчеплення, проміжного з'єднаная, або карданної передачі, коробки передач, головної передачі, диференціала (колісні трактори) або планетарного механізму чи муфт керування (гусеничні трактори), а також кінцевої передачі.

Ходова частинапідтримує остов, перетворює обертальний рух коліс або зірочок у поступальний рух трактора та пом'якшує удари від нерівностей поля чи дороги.

У колісних тракторів ходова частина складається з рами, задніх ведучих й передніх напрямних коліс та елементів, що з'єднують колеса з остовом. У гусеничних тракторів ходова частина складається з рами, опорних котків і підтримуючих роликів, ведучих зірочок , натяжних коліс й гусениць.

Органи керування призначені для керування трактором, встановленими на ньому агрегатами та робочим обладнанням.

До органів керування належать: рульове колесо або важелі муфт поворотів чи планетарного механізму, педалі й важелі гальм, важелі переключення передач й діапазонів, педалі муфт зчеплення, важелі розподільників гідравлічних систем та інші.

Робоче обладнаннятрактора призначене для використання потужності його двигуна, а також приведення в дію механізмів навісних, напівнавісних, причіпних і стаціонарних машин, для приєднання машин, причепів та напівпричепів, для накачування шин.

До робочого обладнання належать: гідравлічна система з механізмом навішування, виносними циліндрами і донавантажувачем ведучих коліс, причіпний пристрій, гідрофікований гак, вали відбо­ру потужності (ВВП), шків та компресор.

Допоміжне обладнаннязабезпечує трактористу комфортні умови роботи. До нього відноситься кабіна з пристроями опалення і вентиляції, м'яким сидінням, приладами освітлення та сигналізації, змивачами скла, склоочисника, контрольними приладами, кон­диціонером то що.

Електричне обладнанняпризначене для пуску двигуна, освіт­лення і сигналізації.

Рис.1. Схема розміщення основних частин та механізмів гусеничного трактора ДТ-75: 1 - двигун; 2 - гідравлічна навісна система; 3 – причіпний пристрій; 4 – ведуче колесо; 5 – планетарний механізм; 6 – конічна передача;7 – коробка передач; 8 – вал; 9 – зчеплення; 10 – гусениця; 11- направляюче колесо;12 – головна передача

 

Рис.2. Схема розміщення основних частин та механізмів колісного трактора МТЗ-80:1 – керуюче колесо; 2 – передній міст; 3 – двигун; 4 – механізм навіски; 5 – ведуче колесо; 6 – кінцева передача; 7 –диференціал; 8 – головна передача; 9 – коробка передач; 10 – зчеплення

Автомобілем називають саморухомий екіпаж, який приводиться в рух встановленим на ньому двигуном і призначений для перевезення по безрейкових дорогах пасажирів, вантажів і т.д. а також транспортування причепів.

Механізми автомобіля за принциповою схемою їх розміщення (рис. 3) в цілому аналогічні механізмам колісного трактора з пневматичними шинами.

Рис.3. Схема розміщення основних частин та механізмів автомобіля:1 – керуюче колесо; 2 – передня підвіска; 3 – зчеплення; 4 – коробка передач;5 – кардана передача; 6 – головна передача; 7 –диференціал; 8 – задня підвіска; 9 – ведуче колесо; 10 – рама; 11 – рульове керування; 12 - двигун

 

3. Класифікація тракторів та автомобілів. Для забезпечення ефективного використання тракторів на сільськогосподарських роботах у різних грунтово-кліматичних зо­нах та галузях господарства потрібно, щоб їх конструкції були різноманітними.

За призначенням сільськогосподарські трактори поділяють на універсально-просапні, орно-просапні, спеціалізовані та трактори загального призначення (рис. 4).

Рис. 4. Схема класифікації сільськогосподарських тракторів

Універсально-просапнітрактори застосовуються для посіву та догляду за просапними культурами; збирання технічних, зернових культур, картоплі, овочів: оранки легких і середніх ґрунтів; суцільної культивації і боронування; виконання землерийних, транспортних і навантажувальних робіт тощо.

Характерні особливості універсально-просапних тракторів:

·                   тягове зусилля 2, 6. 9, 14 і 20 кН; збільшено відстань до 600...800 мм між поверхнею ґрунту і найнижче розташованими деталями між колесами або гусеницями (кліренс);

·                   невеликий радіус повороту (3...4 м); змінна колія; мінімально можлива ширина коліс або гусениць; робоча швидкість до 15 км/год; транспортна швидкість 25...35 км/год;

·                   потужність двигуна від 14 до 74 кВт.

Орно-просапні тракторивикористовуються для виконання всього комплексу обробітку грунту (оранки, культивації, сівби, збирання урожаю), а також для посіву, догляду і збирання просапних культур та виконання транспортних робіт.

Спеціалізовані тракторибудуються на основі конструкцій існуючих тракторів для роботи в специфічних умовах (болотиста або гірська місцевість), а також для виконання спеціальних робіт.

Конструктивні особливості спеціалізованих тракторів: у болотних - широкі гусениці для зменшення тиску на поверхню ґрунту; у гірських - горизонтальне положення остова при роботі поперек схи­лу: у бавовницьких - триколісна ходова частина зі збільшеним клі­ренсом та змінною колією ведучих коліс.

Трактори загального призначеннязастосовуються для енергоємних сільськогосподарських робіт: оранки середніх і важких грунтів, сівби, культивації, дискування, боронування, збирання вро­жаю та виконання транспортних, землерийних, будівельних, шля­хових і навантажувальних робіт. Ці трактори мають тягове зусилля від 20 до
60 кН, робочу швидкість 5...15 км/год; потужність двигуна 60...220 кВт; малий дорожний просвіт (кліренс) 250...350 мм; ши­рокі шини або гусениці від 390 до 530 мм.

За типом ходової частинирозрізняють гусеничні, колісні і колісно-гусеничні трактори.

Гусеничні тракторимають малий питомий тиск (0,035...0,050 МПа) на ґрунт, порівняно невеликі витрати на буксування, підвищене зчеплення ходової частини  із ґрунтом та поліпшену прохідність.

Колісні тракторивідрізняються порівняно невеликими витратами потужності на самопересування, підвищеними швидкостями при виконанні транспортних робіт, меншою металомісткістю, але мають підвищене буксування.

Колісно-гусеничні тракторимають спрощений гусеничний рушій (задні колеса  тракторів обладнуються гусеницями  з натяжними опорними котками). Вони створюються на базі універсально-просапних колісних тракторів, кожний з яких складається з ведучого колеса, опорного кот­ка та полегшеної гусениці.

За типом остова розрізняють рамні, напіврамні та безрамні трактори.

У рамних тракторівостовом є зварна (К-701) або клепана (Т-150) рама, до якої кріпляться всі час­тини і механізми. Рамний остов відрізняється підвищеною жорсткістю взаємного положення механізмів та вузлів, що особли­во важливо для забезпечення співвісності валів силової передачі.

Остов напіврамнихтракторів складається з корпусу трансмісії, до якого кріпляться дві поздовжні балки, зв'язані в передній час­тині поперечною балкою (МТЗ-80, Т-70С).

Остов безрамнихтракторів складається із корпусів окремих механізмів.

Головною класифікаційною ознакою трактора є номінальне тя­гове зусилля. Це найбільше тягове зусилля, яке забезпечує трактор на стерні середньої щільності та нормальної вологості ґрунту при допустимому буксуванні. Для колісних тракторів 4К2 допустиме буксування не повинне перевищувати 16%, колісних тракторів 4К4 - 14%, гусеничних - 3%.

Типаж тракторів - це технологічно й економічно обґрунтована сукупність їх моделей. Виділяють класи, в кожному з яких є базова модель або її модифікація. Складається типаж з певного числа базо­вих моделей та достатньої кількості модифікацій для забезпечення ефективної роботи тракторів у специфічних умовах сільськогоспо­дарського виробництва. Типаж тракторів наведено у табл.1.

Малогабаритні трактори і мотоблоки класу тяги 0,2 тс (Т-012, ХТЗ-1410, ХТЗ-1210, ХТЗ-1611. МТЗ-08БС, МТЗ-112ТС) призначені для роботи на дрібноконтурних, садових, парникових та се­лекційних господарствах. Такі трактори агрегатують із спеціальними плугами, культиваторами, жатками та знаряддям.

Трактори малої потужності і самохідні шасі класу тяги 0,6 тс (ХТЗ-2511, ХТЗ-2512, ХТЗ-3510, ХТЗ-3521. МТЗ-310, МТЗ-320А, СШ-2540, Т-25ФМ, Т-16МГ) призначені для виконання малоенергомістких робіт у тваринництві, садівництві, овочівництві, перед­посівного обробітку ґрунту, посіву, догляду за посівами, транспорт­них робіт та приводу в дію стаціонарних машин.

Самохідні шасі - це різновидність трактора, на рамі якого змонтована платформа для перевезення вантажу або навішування робочих органів сільськогосподарських машин і знарядь.

Трактори класу тяги 0,9 тс (ХТЗ-3130, ХТЗ-5020, ХТЗ-6020, ХТЗ-6021, ЛТЗ-55, Т-40М, Т-28Х4М) використовують на сільсько­господарських роботах: передпосівний обробіток грунту, посів, хім­захист рослин і садів, міжрядний обробіток і збирання просапних, технічних, овочевих культур, оранка легких грунтів на малій площі; транспортних перевезеннях і для приводу стаціонарних машин.

 Таблиця 1. Типаж сільськогосподарських тракторів(за їх класом і тяговим зусиллям)

Клас тяги трактора, тс	Номінальне тягове зусилля, кН	Трактори
0,2	2	Т-012, ХТЗ-1410, ХТЗ-1210, ХТЗ-1611, МТЗ-08БС,  МТЗ-112ТС
0.6	6	ХТЗ-2511, ХТЗ-2512, ХТЗ-3510, ХТЗ-3521, МТЗ-310, МТЗ-320А, СШ-2540, Т-25ФМ, Т- 16МГ
0,9	9	ХТЗ-3130, ХТЗ-5020, ХТЗ-6020, ХТЗ-6021, ЛТЗ-55, Т-40М, Т-28Х4М
1,4	14	ЮМЗ-6АКЛ, ЮМЗ-650, ЮМЗ-8070, ЮМЗ-8271, ЮМЗ-8274, ЮМЗ-8280, МТЗ-8060, МТЗ-100, МТЗ-570, МТЗ-590,  МТЗ-800,  МТЗ-900, ЛТЗ-60АБ
2.0	20	ХТЗ-100, Т-70СМ, Т-70В, Т-90С, МТЗ-1021, МТЗ-1221, МТЗ-1222, ЛТЗ-95, ЛТЗ-155
3,0	30	ХТЗ-150К-03, ХТЗ-150К-09, ХТЗ-150К-12, МТЗ-1523, ХТЗ-151К, ХТЗ-17021, ХТЗ-17022, ХТЗ-17221, ХТЗ-17321, ХТЗ-17421, ХТЗ-121, ХТЗ-16131, ХТЗ-І6331, ХТЗ-150-03, Т-150-05-09, ХТЗ-153Б, ХТЗ-150-07, ХТЗ-150-08, Т-156А, Т-156Б, ХТЗ-156М, Т-150Д, ХТЗ-150Д-03, Т-150Д-05-09, ДТ-75Д ДТ-75Н, ДТ-75МЛ, ДТ-175М, ДТ-175С
4,0	40	ХТЗ-180Р, ХТЗ-181, ХТЗ-201, ХТЗ-18040, ХТЗ-21042
5,0	50	ХТЗ-220, К-700А, К-701, К-701М, К-734, К-744
6,0	60	Т-130, Т-170М

 

Трактори класу тяги 1,4 тс (ЮМЗ-6АКЛ, ЮМЗ-650, ЮМЗ-8070, ЮМЗ-8271, ЮМЗ-8274, ЮМЗ-8280, МТЗ-8082. МТЗ-100 МТЗ-570, МТЗ-590, МТЗ-800, МТЗ-900, ЛТЗ-60АБ) широко і ефективно використовуються для обробітку і збирання технічних і овочевих культур. В агрегаті з сільськогосподарськими машинами і знаряддями вони служать для виконання широкого спектру робіт в рослинництві і тваринництві: оранка, культивація, передпосівний обробіток, внесення сипучих і рідких добрив, транспортні переве­зення та привад у дію через ВВП начіпних і стаціонарних машин.

Усі базові моделі та їх модифікації в тягових класах 0,6; 0,9 і 1,4 відносяться до універсально-просапних тракторів.

Трактори класу тяги 2 тс (ХТЗ-100, Т-70СМ, Т-70В, Т-90С, МТЗ-1021, МТЗ-1221, МТЗ-1222, ЛТЗ-95, ЛТЗ-155) використовують для виконання всіх операцій основного обробітку грунту, вирощування просапних культур особливо для механізації робіт на бурякових плантаціях, у садах і виноградниках.

Трактори класу тяги 3 тс - колісні сільськогосподарські трактори загального призначення серії 150 (ХТЗ-150К-03, ХТЗ-150К-09, ХТЗ-150К-12,  МТЗ-1523); серії 170 (ХТЗ-151К, ХТЗ-17021, ХТЗ-17221, ХТЗ-17321, ХТЗ-17421); орно-просапні трактори серії 160 (ХТЗ-121, ХТЗ-16131, 16331); гусеничні трактори загального при­значення серії 150 (ХТЗ-150-03, Т-150-05-09); серії 180 (ХТЗ-153Б, ХТЗ-150-07, ХТЗ-150-08); універсальні трактори класичної компоновки серії 210 (ХТЗ-18040, ХТЗ-21042); спеціалізовані колісні трактори  серії  156 (фронтальні навантажувачі Т-156А, Т-156Б, 156М), гусеничні з бульдозерним обладнанням (Т-150Д, ХТЗ-150Д-03, Т-150Д-05-09). Крім тракторів виробництва Харківського тракторного заводу до цього класу відносяться трактори  виробництва Волгоградського (Росія) і Павлодарського (Казахстан) тракторних заводів (ДТ-75Д, ДТ-75Н, ДТ-75 МЛ, ДТ-175 М, ДТ-175 С).

Трактори класу тяги 4 тс (ХТЗ-180Р, ХТЗ-181, ХТЗ-201, ХТЗ-18040, ХТЗ-21042 і гусеничний трактор Т-4А Алтайського тракторного заводу (м.Руйцовськ, Росія) призначені для виконання енергомістких робіт загального призначення на полях великої площі. Для цієї мети розроблено трактор Т-402 для степових зон.

Трактори класу тяги 5 тс (гусеничний трактор ХТЗ-220 і коліс­ні трактори К-700А, К-701, К-701М, К-734, К-744) виготовляють на Кіровському заводі м. С.-Петербург (Росія) для виконання оран­ки, культивації, лущення стерні, посіву на великих площах і для транспортування вантажів. Розроблено гусеничний трактор Т-250 цього тягового класу.

Трактори класу тяги 6 тс (гусеничні трактори Т-130, Т-170М) виготовляють на Челябінському тракторному заводі (Росія). Трак­тори цього класу використовують на полях великої площі при ви­конанні енергомістких сільськогосподарських і меліоративних робіт.

Сучасні автомобілі класифікують за такими ознаками:

а) за призначенням:

- пасажирські;

- вантажні;

- спеціального  призначення ;

б) за типом двигуна:

- автомобілі з карбюраторним двигунам;

- автомобілі з дизельним двигуном;

- автомобілі з електродвигуном.

в)  за  пристосованістю  до дорожніх  умов:

- дорожньої (нормальної)  прохідності – призначенні головним чином для роботи на дорогах з твердим покриттям і сухих дорогах ;

- підвищеної прохідності – які можуть працювати на поганих дорогах і в умовах бездоріжжя;

Автомобілі нормальної прохідності мають привід на одну (задню) вісь, а підвищеної прохідності двохвісні – на обидві вісі і трьох вісні – на дві або три вісі.