Оценка технологических свойств трактора

1. Отрасль трактостроения

В отрасли трактостроения существует система оценки технического уровня трактора в рамках программы контроля его качества. Эта система позволяет сравнивать степень конструктивного совершенства отечественных тракторов с лучшими образцами зарубежной техники с целью повышения их конкурентоспособности. Несмотря на очень большую номенклатуру показателей, включающую оценку топливной экономичности, материалоемкости, эргономики, дизайна, параметров трактора и отдельных его систем и агрегатов, система оценки технического уровня трактора не учитывает целый ряд важных показателей, отражающих требования технологических процессов с.-х. производства, осуществляемых трактором в составе машинно-тракторного агрегата (МТА).

Предлагаемые автором методические основы оценки технологических свойств трактора позволяет более полно и точно выявить показатели функционального назначения с.-х. трактора.

Под мобильными энергетическими средствами принято понимать не все самоходные машины, а только те из них, конструкции которых не содержат встроенных рабочих органов, предназначенных для осуществления с.-х. технологических процессов. К ним относятся с.-х. тракторы различного назначения, их модификации и разновидности - тракторные самоходные шасси, энергетические средства типа «Полесье», мотоблоки и др. Поэтому мобильное энергетическое средство в общем случае можно именовать трактором.

Все многообразие тракторов поддается четкой классификации по двум основным признакам: назначению (или области применения) и силе тяги. В основе обоих классификационных признаков лежат технологические требования, предъявляемые к тракторам.

Основные требования, предъявляемые к тракторам общего назначения, - высокое тяговые свойства, низкое давление на почву и соответствие ширины колеи трактора ширине захвата плуга - обусловлены их назначением работать в основном с почвообрабатывающими машинами, создающими высокое тяговое сопротивление, и выполнять в сжатые агротехнические сроки ранневесенние работы по закрытию влаги при высокой влажности рыхлой почвы.

Основные требования к универсально-пропашным тракторам определяются операцией междурядной обработки пропашных культур. К ним относятся: регулируемая в соответствии с шириной междурядий колея ходовой системы, увеличенный агротехнический просвет, высокая маневренность и хорошая управляемость при движении агрегата в междурядьях. Универсально-пропашные тракторы по условию безопасного движения в транспортном потоке должны иметь тормозную систему с приводом на прицеп и световые приборы в соответствии с требованиями дорожной безопасности.

Типаж тракторов. Совокупность всех моделей тракторов (основных и модификаций), составленная на основе оптимизационных технико-экономических расчетом и опроса потребителей, исходя из необходимости качественного выполнения всего комплекса тракторных работ в стране, называется типажом тракторов. Основу типажа тракторов составляет их типоразмерный ряд. Перспективный типаж тракторов является основным справочным материалом при выборе параметров и создании новой модели трактора.

2. Примерный типаж с.-х. тракторов

Таблица 2.1

*Первым гусеничным трактором тягового класса 3 был трактор СХТЗ-НАТИ.

**Модель в конструктивной разработке

Параметрический ряд тракторов вырабатывался последовательно, начиная с первых тракторов, поставленных на серийное производство: гусеничного СХТЗ-НАТИ и колесного «Универсал», один из которых (по нынешней классификации) относился к тяговому классу 3, а второй - к тяговому классу 1,4. По мере развития с.-х. производства, обусловленного многообразием технологических процессов, природно-климатических почвенных условий их выполнения, количество тяговых классов тракторов увеличилось.

В табл. 2.1. приведен один из вариантом типажа с.-х. тракторов, регламентирующего параметра выпускаемых и перспективных тракторов. Основными параметрами являются его эксплуатационный вес Gтр и номинальная эксплутационная мощность Ne двигателя. Остальные параметры указывают в агротехнических требованиях и в техническом задании на трактор в зависимости о его назначения (модификации отсутствуют в табл. 2.1.).

Эффективность использования трактора в хозяйстве зависит от наличия комплекса с.-х. машин к нему. Тракторы не всех тяговых классов одинаково хорошо обеспечены шлейфом с.-х.

Технологические свойства мобильных энергетических средств.

В составе энерготехнологического комплекса трактор должен соответствовать многим технологическим требованиям, касающимся как режима выполнения операций, так и агротехнического их качества.

Свойства, характеризующие соответствие данного мобильного энергетического средства технологическим требованиям на всем комплексе с.-х. операций, для выполнения которых в составе МТА оно предназначено, называют технологическими свойствами.

Все многообразие технологических требований, предъявляемых в МТА, можно выразить следующими обобщенными показателями: производительность и агротехническим качеством выполняемой операции при низкой удельной себестоимости работ.

Производительность зависит от номинального тягового усилия трактора, мощности двигателя, агрегатируемости трактора с с.-х. машинами, способности трактора нести некоторый запас технологического материала; важную роль играют удобство и безопасность работы тракториста и надежность энергетического средства.

Агротехнические свойства определяются степенью вредного воздействия тракторных двигателей на почву, агротехническим просветом и повреждаемостью культурных растений, особенно при междурядной обработке: они зависят от обзорности с места водителя и управляемости.

Стоимостные показатели зависят от стоимости энергетического средства, топливной экономичности и эксплуатационных расходов.

В табл. 2.2 показана зависимость технологических показателей, технических характеристик и конструктивных параметров, обеспечивающих технологические свойства мобильных энергетических средств. Между технологическими показателями и техническими характеристиками энергетических средств существует четко выраженная, по большей части, однозначная зависимость. Однако некоторые характеристики связаны не с одним, а с двумя технологическими показателями. Так, управляемость энергетического средства и обзорность с места водителя влияют на агротехнические показатели и на производительность. От надежности зависит не только производительность, но и экономические показатели технологического процесса (стоимость ремонта, потери урожая).

Связь конструктивных параметров с техническими характеристиками и технологическими показателями энергетического средства не так однозначна, как связь между характеристиками и показателями. Один и тот же конструктивный параметр влияет на несколько показателей характеристик. Например, компоновочная схема энергетического средства влияет на все технологические показатели и на большинство технических характеристик, исключая задаваемые и регламентируемые (вес трактора, мощность двигателя, давление движителей на почву, агротехнический просвет, надежность, условия труда).

Но по некоторым регламентируемым характеристикам показателей принимают те или иные крайние значения в допустимом диапазоне в зависимости от конструктивного параметра. Так, при одинаковых характеристиках сиденья, дороги и других сопутствующих факторах, вертикальные колебанья на сиденье тракториста, расположенном между двумя осями трактора, всегда будут меньше, чем на сиденье, установленного над осью колес. Это пример влияния компоновочной схемы. Давление в почву гусеничного трактора всегда меньше, чем колесного в пределах допустимых значений.

От уровня автоматизации зависят все основные технологические показатели (производительность, агротехнические и стоимость).

В связи с совершенствованием с.-х. производства требования трактору постоянно возрастает, а его функциональные возможности расширяются. Совершенствование конструкции трактора проводится для повышения его технического уровня, что также улучшает его технологические показатели и способствует внедрению прогрессивных технологических процессов. Можно выделить несколько наиболее заметных этапов модернизации трактора.

Таблица 2.2. Взаимосвязь основных технологических показателей, технических характеристик и конструктивных параметров мобильных энергетических средств

Компоновочные схемы мобильных энергетических средств

Компоновочные схемы колесных тракторов отличаются большим разнообразием, что объясняется их более высокой универсальностью и широким распространением по сравнению с гусеничными.

Колесный трактор классической схемы, или традиционной компоновки - это трактор с передними управляемыми колесами меньшего размера, чем задние. Передние колеса могут быть ведомыми или иметь активный привод. По этой схеме были созданы первые тракторы массового производства в соответствии с существующими тогда представлениями о функциональном назначении этой машины, а многолетние эксплутационные показатели подтвердили рациональность такой компоновки.

Многочисленные исследовательские и конструкторские поиски лучшей компоновочной схемы привели к совершенствованию классической схемы. Наиболее существенно это выразилось в том, что на тракторе стали применять переднюю навесную систему и передний ВОМ. Наряду с другими конструктивными мероприятиями это позволило создать вместо одного два технологических пространства.

Под технологическим пространством понимается предусмотренное компоновкой энергетического средства место для расположения с.-х. машины или дополнительного технологического оборудования, например, емкостей с технологическим материалом (сменами, удобрениями, гербицидами).

Тракторы колесной формулы 4К4б общего назначения. Новая схема трактора появилась при создании «супертракторов» - колесных машин большой мощности и силы тяги (50кН и более). Для реализации столь высокой силой тяги при компоновке трактора по классической схеме потребовалось бы применить заднее ведущее колесо очень большого размера. Поэтому обе оси сделали ведущими, а передние задние колеса - одинакового размера.

Вес трактора при такой компоновке распределен по осям неравномерно: 60% приходится на переднюю ось и 40% - на заднюю. При работе трактора с высокой силой тяги на крюке нормальные реакции по передними и задними колесами примерно выравниваются, что способствует более полной реализации сцепного веса и тяговых свойств трактора в режиме максимальной тяговой нагрузки.

Универсально-пропашный трактор колесной формулы 4К4б. В технической литературе универсально-пропашной трактор такой компоновки получил название «системный» или «интегральный». Он отличается центральным расположение кабины (между осями), выдвинутым вперед двигателем (с целью распределения веса 60/40 % по осям) и четырьмя ведущими колесами одинакового размера.

На основании этого можно выделить следующие типы мобильных энергетических средств:

Классик - энергетическое средство с одним технологическим пространством сзади, обладающее изначальными технологическими свойствами, на уровне первых образцов тракторов;

Классик-м - энергетическое средство с двумя технологическими пространствами; модернизированная классическая схема передней навесной системой и передним ВОМ (по заказу), с запасом грузоподъемности и давлению на почву передних и задних колес, усиленным рулевым управлением, с запасом мощности двигателя;

Системный-з - энергетическое средство с тремя технологическими пространствами (ЛТЗ-155, «МБ-Трак»). По сравнению типом классик-м у такого трактора передние, ведущие и задние колеса одного размера. Этого тип энергетических средств обладает более высоким запасом грузоподъемности, имеет сзади кабины площадку для размещения емкости с технологическим материалом, реверсивную трансмиссию и пост управления;

Системный-4 (модель «Ксилон») и самоходные тракторное шасси - энергетическое средство с четырьмя технологическими пространствами: имеет идеальный передний и задний обзор поскольку двигатель размещен вместе с трансмиссией под кабиной, две площадки (сзади и впереди кабины) для размещения емкостей с технологическим материалом. У модели «Ксилон» полный реверс трансмиссии и поста управления, кроме того, пост управления может фиксироваться под углом к направлению движения. Трактор полностью оснащен технологическим оборудованием впереди и сзади.