По типу остова тракторы подразделяются на рамные, полурамные и безрамные.

По типу Двигателя тракторы бывают с двигателями внутреннего сгорания и дизельэлектрическим приводом (ДЭТ-250). По типу трансмиссии тракторы могут быть с механической, гидравлической и электрической силовыми передачами.

Автомобили повышенной проходимости используются в качестве базовых для стреловых кранов различной грузоподъемности, одноковшовых экскаваторов, бурильных установок.

Благодаря высоким тягово-динамическим свойствам автомобили повышенной проходимости могут преодолевать подъемы до 30 ⁰ и уклоны до 20 ⁰, могут двигаться по снежной целине и вне дорог. Максимальные скорости движения составляют 80—95 км/ч.

Высокие показатели тягово-динамических свойств полноприводных автомобилей достигаются значительной удельной мощностью (10—15 кВт/т) и сравнительно небольшим удельным давлением на опорную поверхность (0,08—0,13 МПа).

Грузоподъемность базовых полноприводных автомобилей — от 0,6 до 9 т.

На автомобили устанавливаются как дизельные, так и карбюраторные, Х(-образные, водяного охлаждения поршневые двигатели. Для облегчения пуска они оборудованы предпусковыми подогревателями. Карбюраторные двигатели имеют удельную массу (2,7— 3,9 кг/кВт). У дизельного двигателя удельная масса достигает 5,7 кг/кВт, но он более экономичен. Удельный расход топлива у него равен 240 г/кВт-ч, а у карбюраторных — 325 г/кВт-ч.

В целях увеличения сцепления и уменьшения сопротивления движению в тяжелых дорожных условиях на автомобили повышенной проходимости устанавливают широкопрофильные шины в сочетании с возможностью изменения давления воздуха в них в пределах (0,05—0,07) (0,28—0,32) МПа. Автомобили оборудуются системой регулирования давления воздуха в шинах.

Автомобили повышенной проходимости имеют довольно высокую плавность хода. Современные автомобили грузоподъемностью 2 т могут двигаться по булыжному шоссе со скоростью 41 км/ч. Это обеспечивается высокой эластичностью шин, удлинением рессор и установкой телескопических амортизаторов на все колеса. Рессоры передних мостов автомобилей грузоподъемностью 2; 7,5 и 9 т соединяются с рамой через резиновые подушки. Подвески мостов тележек трехосных автомобилей балансирно-рессорные. Передача тяговых и тормозных усилий на раму осуществляется реактивными штангами.

Отбор мощности на привод специального оборудования может осуществляться от коробок передач и раздаточных коробок. От раздаточных коробок разрешается отбирать мощность как в стационарных условиях, так и в движении, а от коробок передач во избежание чрезмерного износа синхронизаторов — только в стационарных условиях. На некоторые автомобили лимитируется величина отбираемой мощности. Так, коробка отбора мощности, установленная на коробке передач автомобиля грузоподъемностью 4,5 т, позволяет отбирать только 20 ⁰ о максимальной мощности двигателя, а коробка отбора мощности, установленная на его раздаточной коробке, — 40 ⁰ 0. Приводы колес всех автомобилей, кроме автомобиля грузоподъемностью 2 т, осуществляются через неблокируемые дифференциалы малого трения. У двухосного автомобиля грузоподъемностью 2 т привод осуществляется через дифференциал повышенного трения кулачкового типа, обеспечивающий значительное перераспределение крутящих моментов между колесами одного моста.

Приводы колес передних ведущих мостов снабжены шарнирами равных угловых скоростей (шарикового или дискового типа), благодаря которым достигается равномерное вращение колес при повороте с включенным приводом.

Общее устройство автомобиля. Основными частями автомобиля являются: двигатель, шасси и кузов (рис. 1.2).

Двигатель 1 предназначен для преобразования тепловой энергии, получаемой при сгорании топлива, в механическую работу. Шасси представляет собой комплекс агрегатов и механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, передвижения автомобиля и управления им. Шасси состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Трансмиссия (силовая передача) предназначена для изменения, распределения и передачи крутящего момента от вала двигателя 1 к ведущим колесам машины. Она состоит из механизма сцепления З, коробки передач 4, карданной передачи 5, главной передачи 6, дифференциала 7 и полуосей. В ходовую часть входят рама 9, на которой крепятся все узды и агрегаты автомобиля, подвеска (передняя и задняя), передний 2 и задний 8 мосты и колеса автомобиля. У безрамных автомобилей агрегаты крепятся непосредственно к основанию кузова.

Рис. 1.2. Схема расположишя основных агрегатов и механизмов на автомобиле

Механизмы управления автомобиля состоят из двух самостоятельных систем: рулевого управления 10 и тормозной системы.

Кузов автомобиля служит для размещения водителя, пассажиров или груза. В зависимости от назначения автомобилей кузовы имеют различное устройство.

Общее устройство трактора. Трактор состоит из следующих основных механизмов и агрегатов: двигателя, трансмиссии, ходовой части, механизмов управления, рабочего и вспомогательного оборудования. Назначение и расположение основных частей колесного трактора (рис. 2.2, а) принципиально не отличается от аналогичных частей автомобиля и дополнительных пояснений не требуют.

Рис. 2.2. Схемы расположения основных агрегатов и механизмов на тракторах: а — колесном; б — гусеничном; 1 — двигатель; 2 — сцепление; З — коробка передач; 4 центральная передача; 5 — задний мост; 6 — дифференциал; 7 — бортовые фрикционы; 8 конечная передача; 5 — ведущие колеса (гусеницы); 10 — направляющие колеса

Рассмотрим особенности устройства гусеничного трактора (рис. 2.2, б). Назначение двигателя 1 у гусеничного трактора аналогично назначению его у автомобиля и колесного трактора. В трансмиссию трактора входят: сцепление 2, промежуточные соединения, коробка передач З, главная (центральная) 4 и конечные (бортовые) 8 передачи.

Ходовая часть гусеничного трактора состоит из остова, гусеничного движителя (гусениц 9 с ведущими и направляющими колесами), подвески, опорных и направляющих катков. Управление днижением гусеничного трактора производится механизмом поворота, основной частью которого являются муфты поворота 7 (бортовые фрикционы).

Рабочее и вспомогательное оборудование трактора предназначено для использования мощности тракторного двигателя для привода рабочих органов прицепных и навесных машин и другого оборудования. К нему относятся навесные и прицепные устройства и крюки, валы отбора мощности, приводной шкив, приводные лебедки.

В качестве базовых машин для навесного и прицепного оборудования используют специальные колесные тягачи.

Общее устройство колесного тягача. Колесные тягачи по ходовому устройству разделяют на одноосные и двухосные (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Компоновочные схемы колесных тягачей:

а — одноосного; б — двухосного; 1 — двигатель; 2 — сцепление; З — ведущие мосты:

4 — карданные валы; 5 — коробка передач; 6 — шарнир сцепного устройства с агрегатируемым оборудованием

Одноосные тягачи могут передвигаться и выполнять рабочие операции, только будучи агрегатированными с различными видами оборудования. Примеры таких тягачей показаны на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Схемы агрегатирования одноосного тягача с рабочим оборудованием:

а — землевозная тележка; б — скрепер; в — грейдер-элеватор; г — пневмоколесный каток

Отличительной особенностью агрегатирования одноосных тягачей с рабочим оборудованием является наличие шарнирного седельно-сцепного устройства, обеспечивающего возможность поворота на угол до 90 ⁰ под действием двух цилиндров, расположенных в горизонтальной плоскости (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схемы поворотного механизма и поворота агрегата:

1 — поворотный кронштейн; 2, 5 — гидроцилиндры поворота; З — рама тягача; 4 — гидрораспределитель; 6 — скрепер; 7 — тягач

Одноосные тягачи выпускаются массой 9...27 т и мощностью 145...900 кВт. Кинематическая схема одноосного тягача показана на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Кинематическая схема одноосного тягача:

1 — двигатель; 2 — раздаточная коробка; З — сцепление; 4 — гидротрансформатор; 5 конечная планетарная передача; 6 — карданный вал; 7 — коробка передач; 8 — главная передача; 9 — дифференциал; 10 — полуось; 11 — вал отбора мощности

Двухосные тягачи в отличие от одноосных могут передвигаться самостоятельно без агрегатирования. По схеме поворота они подразделяются на машины с одной управляемой осью — передней или задней (рис. 7.2, а), с бортовым поворотом (рис. 7.2, в) и с шарнирно-сочлененной рамой (рис. 7.2, г).

Реже встречаются машины с двумя синхронно или автономно управляемыми осями (рис. 7.2, б). Схемы двух последних типов обеспечивают наилучшую маневренность, однако тягачи с шарнирно-сочлененной рамой менее устойчивы при поворотах. На рис. 7.2, б штриховой линией показана автономная установка управляемых колес, обеспечивающая перемещение машины в любом направлении («краб»).

6) е)

Рис. 7.2. Схемы поворота двухосных колесных тягачей:

а — с одной управляемой осью; б — с двумя автономно управляемыми осями; в бортовым поворотом; г — с шарнирно-сочлененной рамой

Лекция З.

Тема .N2 2 Основы теории базовых машин

Занятие № 1 Силы и моменты, действующие на колесные и гусеничные шасси

Учебный вопрос 1. Силы и моменты, действующие на колесные и гусеничшме шасси

3.1.1. Сила тяги на ведущих элементах машины

Развиваемый двигателем крутящий момент Ме передается через трансмиссию на ведущие колеса автомобиля. Момент на ведущих колесах (Н-м) М к =М Ј Ј 77

где М — эффективный момент двигателя (Н-м); ik передаточное число коробки передач; io — передаточное число главной передачи; КПД трансмиссии.

Действие момента М вызывает в зоне контакта колеса с дорогой касательную силу трения Хк, равную по величине тяговой силе Рк. , которая движет автомобиль. Величина силы Р зависит от момента на колесе М и радиуса качения колеса 1“к. (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Силы, действующие на ведущее колесо

Отношение

называется тяговой силой.

Величина тяговой силы колесного трактора, так же как и у автомобиля, зависит от величины номинального крутящего момента Мен , развиваемого двигателем в регуляторном режиме.

Для колесного трактора величина тяговой силы (Н) определится из выражения

где Мен — вращающий момент двигателя при номинальных оборотах, Н-м; Ик. КПД одной пары конических шестерен; — КПД одной пары цилиндрических шестерен; п, т— число пар, находящихся в зацеплении; imp передаточное число трансмиссии; радиус стального обода колеса, м; К— коэффициент усадки; 11— высота пневматической шины, м.

При установившемся движении гусеничного трактора к ведущим колесам гусеницы приложен крутящий момент Мк. (рис. 2.3). В зоне контакта между гусеничными звеньями и дорогой возникает реакция Рк” , направленная по движению трактора, называемая касательной силой тяги:

ен тр З тр

где Рк” — касательная сила тяги, Н; КПД трансмиссии; — КПД, учитывающий потери на трение в шарнирах ведущего участка гусеничного движителя, — радиус зацепления ведущего колеса гусеничного движителя.

Рис. 2.3. Силы, действующие на ведущее колесо гусеничного движителя

Таким образом, для определения силы тяги необходимо знать крутящий момент двигателя М (Ме передаточное число и КПД трансмиссии и радиус качения колеса (для колесных машин) или радиус зацепления ведущего колеса гусеничного движителя.

На колесах современных автомобилей и тракторов устанавливаются пневматические шины. В связи с тем, что шина имеет большую эластичность, радиус колеса может меняться под действием различных деформаций: радиальной (нормальной), поперечной (боковой), окружной (тангенциальной) и угловой. Деформация шины выражается в уменьшении расстояния от оси колеса до поверхности дороги. Ниже даны определения различных радиусов колес.

Статический раДиус с — расстояние от дороги до оси неподвижного колеса, находящегося под действием вертикальной нагрузки. Величина зависит от величины нагрузки и внутреннего давления в шине.

Динамический раДиус 1“д— расстояние от дороги до оси катящегося колеса. Величина увеличивается с уменьшением вертикальной нагрузки на колесо и увеличением внутреннего давления в шине. С увеличением скорости движения под действием центробежных сил шина растягивается в радиальном направлении, и радиус увеличивается.

РаДиус качения 1“к— расстояние от дороги до оси катящегося колеса, нагруженного вертикальной нагрузкой, а также крутящим или тормозным моментом, при этом элементы шины подвергаются сжатию или растяжению и колесо при той же частоте вращения проходит больший или меньший путь, чем при свободном качении.

Радиус качения колеса определяется измерением пути Sк , пройденного колесом за определенное число оборотов п

2101

При отсутствии проскальзывания колеса можно принять 1“к. = и определить его величину по приближенной формуле. Для автомобиля

0,0127d +0,00085В'

где 1“к— радиус качения колеса автомобиля, м; d — посадочный диаметр шины, дюймы; В ' — ширина профиля, шины, мм.

Радиус качения колеса колесного трактора также можно определить по приближенной формуле

где о — радиус стального обода колеса, м; К— коэффициент усадки шины; h — высота пневматической шины, м.

Под радиусом зацепления ведущих колес гусеничного движителя следует понимать радиус окружности, длина которой равна периметру многоугольника I 36 z к ' описанного вокруг ведущего колеса, с длиной стороны, равной шагу гусеничного звена (рис.

2.3):

Zkl36

где z — число звеньев.

КПД трансмиссии. Развиваемая двигателем мощность передается к движителям машины агрегатами трансмиссии, при этом часть мощности затрачивается на преодоление трения между зубьями шестерен коробки передач, раздаточной коробки, ведущих мостов, в подшипниках и сальниках, а также на преодоление трения шестерен о масло, находящееся в агрегатах, и на его разбрызгивание. Поэтому мощность Ук. , подводимая к движителю при равномерном движении машины, равна Л^К = Л^К — Утр, следовательно, КПД трансмиссии колесной машины

где Ук. мощность на ведущих колесах, кВт; Л^К эффективная мощность двигателя, кВт; Л^К мощность, теряемая в трансмиссии на трение, кВт. тр

Величина мощности зависит от конструкции трансмиссии, величины переда-

ваемого крутящего момента, частоты вращения валов и т. д.

КПД трансмиссии гусеничных машин зависит от количества элементов кинематической цепи:

= оии!^п ,

где ти^п , — КПД одной пары цилиндрических и конических шестерен; п, т— количество пар соответствующих шестерен.

КПД трансмиссии не остается постоянным в течение всего срока службы машины. После выпуска машины с завода детали трансмиссии ходовой части прирабатываются, и на это время несколько увеличивается. Затем длительное время остается вели-

чиной постоянной, после чего начинает уменьшаться в результате изнашивания деталей, нарушения их номинальных размеров и образования чрезмерных зазоров.

У машин с гидравлическими элементами в трансмиссии (гидромуфты, гидротрансформаторы) равен произведению механического и гидравлического КПД, т. е.