Какие существуют способы улучшения тяговых свойств трактора

Низкие тягово-сцепные свойства колесных тракторов ограничивают рабочие скорости движения из-за буксования ведущих колес, снижают ширину захвата машинно-тракторных агрегатов и приводят к снижению их производительности. Поэтому для повышения эффективности использования тракторов нужно обеспечить необходимое сцепление движителей с опорной поверхностью.

Все способы повышения тягово-сцепных свойств колесных тракторов делят на две группы: способы, основанные на увеличении сцепления движителей с почвой, и способы, базирующиеся на увеличении сцепного веса трактора.

Увеличения сцепления движителей можно добиться с помощью рационального подбора типа шин. Это связано с тем, что универсальнопропашные тракторы, как правило, комплектуют набором шин ведущих колес, что объясняется различными условиями работы и необходимостью вписываться в междурядья пропашных культур.

Также на проходимость колесных тракторов оказывает влияние давление воздуха в шинах. Снижение внутреннего давления в шинах на переувлажненных почвах ведет к увеличению площади контакта шины с почвой и уменьшению удельного давления в контакте шины с почвой. Это способствует повышению тяговых качеств трактора. Так, например, при крюковом усилии 10 кН снижение давления воздуха с 0,14 до 0,10 МПа ведет к уменьшению буксования до 33%, а с 0,10 до 0,08 МПа — до 23%. При работе на плотных почвах, наоборот, для уменьшения потерь на качение целесообразно давление воздуха в шинах несколько увеличивать. Однако при снижении давления ускоряется износ шин и может произойти их проворачивание относительно обода.

Применение широкопрофильных и арочных шин также способствует повышению тягово-сцепных свойств тракторов, но при увеличении влажности почвы свыше 40% наблюдается полное буксование. Перестановка колес требует дополнительных затрат энергии, средств и времени.

Для повышения проходимости колесные тракторы тягового класса 1,4 могут комплектоваться полугусеничным ходом, предназначенным для работы на влажных и рыхлых почвах, а также в зимний период. На рыхлой, влажной почве таким образом можно увеличить тяговую мощность трактора класса 1,4 примерно на 50%, а тяговое усилие — на 60%. Однако при этом возрастает сопротивление повороту трактора и в процессе эксплуатации резинотканевые ленты вытягиваются. Полугусеничный ход используют только в те периоды, когда трактор имеет повышенное буксование, оставляет глубокую колею и не развивает необходимой силы тяги на крюке. В остальное время применять полугусеничный ход не рекомендуется, так как при этом снижаются технико-экономические показатели трактора. Также для повышения тягово-сцепных свойств возможно применение уширителей колес и специальных металлических почвозацепов.

Универсально-пропашной трактор с уширителями на рыхлой почве с влажностью 30% обладает более высокими тяговыми показателями, чем без них на почве с влажностью 15%. Существенный недостаток уширителей — их повреждаемость при переезде с одного поля на другое.

Специальные металлические почвозацепы, как правило, не снижают удельного давления на почву и не уменьшают глубину следа. Поэтому на полевых работах их применяют при крайней необходимости, а в основном используют при движении по влажным грунтовым и лесным дорогам. Они могут быть трех видов: накидные, выдвижные лопа- точковые, расположенные сбоку колеса. Испытания показали, что накидные почвозацепы эффективно могут быть использованы на зимней укатанной дороге, неплотной влажной почве и на влажной грунтовой дороге. На рыхлом влажном грунте почвозацепы почти не повышают тяговых качеств из-за их залипания влажной почвой. Также накидные почвозацепы ухудшают плавность хода трактора.

Выдвижные почвозацепы применяют в том случае, когда ширина колеса не ограничена размерами междурядий.

Сдваивание ведущих колес — очень энергоемкая операция, но позволяет увеличить мощность в зоне больших тяговых усилий и малых скоростей. В зоне малых тяговых усилий и больших скоростей движения, характерных для транспортных агрегатов, тяговая мощность на сдвоенных колесах меньше, чем на одинарных, из-за повышенного сопротивления качению. Увеличение силы сцепления и соответственно тягового усилия при этом происходит в основном за счет повышения сцепного веса (от комплекта приставных колес, проставок, шпилек и других деталей). Об этом свидетельствует тот факт, что значения коэффициента использования сцепного веса трактора со сдвоенными и одинарными колесами при одинаковом буксовании и прочих равных условиях находятся на одном уровне.

На современных тракторах используют автоматическую и принудительную блокировку дифференциала, которую рекомендуется применять как кратковременную меру для повышения проходимости в неблагоприятных условиях. Для обеспечения поворота колесного трактора ведущие колеса закрепляют на разрезном валу, состоящем из двух половин — полуосей, между которыми расположен специальный механизм, называемый дифференциалом. Облегчая поворот машины, дифференциал вреден в тех случаях, когда сцепление правого или левого колеса с почвой недостаточно для движения машины (происходит буксование одного колеса и остановка другого). Для устранения этого вводят механизм блокировки дифференциала. Для того чтобы заблокировать дифференциал, достаточно одну из полуосей жестко соединить с корпусом дифференциала или же полуоси соединить между собой. У некоторых тракторов блокировка дифференциала заднего моста производится автоматически.

Для полного использования сцепного веса и повышения проходимости в трудных условиях выпускаются тракторы с передними ведущими мостами. Наибольшее распространение получили универсальнопропашные тракторы с четырьмя ведущими колесами (4К4а и 4К46). При достижении номинального тягового усилия происходит выравнивание распределения массы по опорам трактора, и оба ведущих моста работают с одинаковым сцепным весом.

На малоэнергоемких полевых и транспортных работах для снижения сопротивления качению бывает экономически целесообразно применять только один ведущий мост. Поэтому в конструкции тракторов предусматривается автоматическое включение переднего моста при повышенном буксовании задних колес в труднопроходимых местах.

При использовании прицепов и полуприцепов с активными осями улучшаются тягово-сцепные свойства трактора за счет дополнительной тяги, создаваемой активной осью прицепа (полуприцепа) и приходящимся на нее сцепным весом прицепа. Подвод мощности к активной оси осуществляется через ВОМ трактора. Наибольшее применение агрегаты с активной осью находят на снежных и других труднопроходимых дорогах.

Наиболее простым вариантом увеличения сцепного веса трактора является балластирование. Для балластирования могут использоваться чугунные грузы, навешиваемые на ведущие колеса или остов трактора. Кроме того, возможно применение балластной жидкости, которой наполняются шины трактора.

Балластировка трактора имеет отрицательные стороны. При переходе с больших тяговых усилий на малые и с низких на высокие скорости движения балласт способствует росту потерь на качение и снижение КПД трактора. С увеличением сцепного веса трактора шина становится более жесткой, глубина следа и уплотнение почвы повышаются. Также считается неперспективным и применение балластных жидкостей, особенно на высоких скоростях движения и при низких температурах.

Для повышения тягово-сцепных свойств колесные тракторы оснащают специальными устройствами. Среди них гидроувеличитель сцепного веса (ГСВ), который поддерживает постоянным напор масла в основном силовом цилиндре, позволяя частично разгрузить опорные колеса навесных сельскохозяйственных орудий и тем самым увеличить нагрузку на ведущие колеса трактора, улучшая их сцепление с почвой.

Кроме того, на тракторах устанавливается механический увеличитель сцепного веса (механический догружатель ведущих колес), который при недостаточном сцеплении ведущих колес трактора с почвой обеспечивает перенос на них части веса навесного орудия, уменьшив нагрузку на его опорные колеса. Для этого нужно изменить угол наклона центральной тяги, т.е. сместить мгновенный центр вращения системы навесного орудия.

Помимо этого возможно применение различных вариантов автоматического регулирования положения рабочих органов навесных машин, с помощью которых можно регулировать сцепной вес трактора за счет переноса части агрегатируемой с трактором машины на задние ведущие колеса трактора (более подробно эти способы описаны в разделе 14).