Особенности гидравлических систем автотракторной техники

Введение. Для поступательного развития сельскохозяйственного производства необходима поддержка со стороны аграрной науки [1-4]. Во многом этому способствуют современные разработки технологий и технических средств механизации сельского хозяйства [5-7]. Существенную роль при решении проблем агропромышленного комплекса играет автотракторная техника. Механизация производственных    процессов    зачастую    сопровождается    тракторами сельскохозяйственного назначения. В настоящее время автотракторная техника оснащена самыми передовыми узлами и механизмами. Одной из важнейших систем трактора является гидравлика.

Цель исследования. Определить положительные и отрицательные стороны гидравлической системы трактора на основе изучения особенностей её конструкции и принципа действия для формирования основы модернизации.

Материалы и методы исследования . Изучение современного устройства гидравлической системы сельскохозяйственного трактора. Обзор литературных источников и их анализ. Определение плюсов и минусов этих технических устройств.

Результаты исследования. Гидравлика для трактора – это незаменимый механизм,    функция    которого заключается    в обеспечении    работы сельскохозяйственной машины в паре с навесным и полунавесным оборудованием, а также прицепами, в конструкцию которых входит гидравлическая система [8, 9].

Гидросистема осуществляет трансформацию, а также передачи энергии мотора трактора к имеющимся исполнительным устройствам с целью:

—   оперативного управления навесной машиной

—   с помощью гидроцилиндров управлять прицепной техникой

—    посредством гидравлическую систему отбора мощности трактора приводить в действие рабочие органы навесных, в том числе прицепных машин

—    осуществления автосцепки с навесной, а также прицепной техникой

• —    варьирования, включая автоматическую поддержку заданной глубины

обработки почвы

• —   своевременной корректировки реакции почвы по вертикали на

конструкцию движителя трактора, а также выполнения операций вспомогательного характера по техническому обслуживанию трактора (например, изменение базы, в том числе изменение колеи, включая подъем остова и т.п.).

В настоящее время наибольшее распространение нашла гидросистема раздельноагрегатного типа.

В унифицированную гидравлическую навесную систему тракторов раздельноагрегатного типа (рис. 1) входят:

• —    масляный насос с приводом, а также механизмом включения

• —    бак для хранения масла

• —   масляный фильтр

• —   стальные трубопроводы

• —   золотниковый распределитель с механизмом управления

• —   рукава эластичные

• —   муфты запорные с быстросоединительным эффектом

• —   основной гидроцилиндр

• —    в том числе - штуцера проходные, замедлительный клапан, а также

уплотнительные устройства.

Гидросистемы ряда тракторов включают в себя специальный гидроувеличитель сцепного веса, оснащенный гидроаккумулятором, в том числе силовой регулятор или так называемую систему автоматического регулирования глубины обработки почвы (САРГ), а также гидросистему отбора мощности (ГСОМ).

Рисунок 1 – Схема раздельноагрегатной гидравлической навесной системы: 1 – насос; 2 – масляный бак; 3 – фильтр; 4 – стальной трубопровод; 5 – распределитель; 6 – эластичный рукав; 7 – быстросоединяемая муфта;

8 – гидроцилиндр

Гидросистема устроена таким образом, чтобы гарантировать максимально широкий диапазон функционирования исполнительного звена – гидроцилиндра с двухсторонним принципом действия (или же нескольких гидроцилиндров с независимым принципом управления).

Для осуществления защиты гидросистемы от чрезмерного повышения величины давления распределитель оборудован предохранительным клапаном с порогом значения давления не выше 20,50 МПа.

Гидронасос представляет собой ключевой элемент гидросистемы. С ним главным образом коррелирует эффективность функционирования гидропривода. Всё активнее используются шестеренные насосы типа НШ одно. В тяжелых тракторах сельскохозяйственного назначения, а также промышленных эксплуатируют, в том числе аксиально-поршневые типы насосов.

Насос нагнетает масло через всасывающую магистраль из бака, емкость которого должна соответствовать 0,51-0,81 минутной производительности насоса. Очистка масла осуществляется сетчатым фильтром, удаляющим посторонние частицы величиной от 26 мкм для жидкости, подаваемой от шестеренных насосов, а также распределителей с механическим управлением, и размером от 11 мкм для поршневых насосов, в том числе электрогидравлических распределителей.

Принцип функционирования гидравлики на тракторе относительно прост. Масло поступает в работающий насос вследствие разрежения, образовавшегося в зоне всасывания из-за вращательных движений шестерней. За направление масла от гидронасоса к гидромотору прицепного агрегата, а также гидравлическому цилиндру отвечает специальный распределитель. Он, в том числе применяется для перенаправления потока масла в имеющийся бак, переключая, таким образом, систему в режим холостого хода, и тем самым ограничивает величину создаваемого давления, когда возникают перегрузки в гидравлической системе трактора.

Основные положительные свойства гидропривода:

• —    возможность универсального трансформирования механической

характеристики приводного мотора адекватно к требованиям нагрузки;

• —    простота управления, а также автоматизации;

• —    простота защиты приводного мотора, в том числе исполнительных

органов технических средств от перегрузок;

• —    высокая надёжность эксплуатации;

• —    широкий предел бесступенчатого варьирования скорости выходного

звена;

• —    большая мощность передачи на единицу массы приводного устройства; в

частности, масса гидравлических машин приблизительно в 11-16 раз меньше массы электрических технических средств такой же мощности;

• —     самосмазываемость трущихся рабочих поверхностей при использовании

минеральных, а также синтетических масел в качестве рабочих жидкостей;

• —    простота формирования различных видов движения — поступательного,

включая вращательное и поворотное;

• —    возможность частых, а также быстрых переключений при возвратно

поступательных, в том числе вращательных прямых и реверсивных вилах движения;

• —     возможность реализации равномерного распределения усилий при

одновременной передаче на несколько приводов;

• —    простота компоновки главных узлов гидропривода.

Недостатки:

• —    утечки рабочей жидкости через различные уплотнения, а также зазоры,

особенно при высоких значениях давления в гидросистеме;

• —     нагрев рабочей жидкости при функционировании, что отрицательно

влияет на вязкость рабочей жидкости, а также на утечки;

• —   более низкий КПД по сравнению с механическими передачами;

• —    необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей

жидкости, иначе система будет работать не корректно;

• —    необходимость защиты гидросистемы от проникновения в неё воздуха,

что отрицательно влияет на работу системы;

• —    пожароопасность в условиях использования горючих рабочих жидкостей;

• —    корреляция вязкости рабочей жидкости со значением температуры

окружающей среды;

Вывод. Изучено устройство современной гидравлической системы сельскохозяйственных тракторов. Обзор литературных источников и их анализ позволил установить особенности их конструкции и принципа действия, а также определить плюсы и минусы этих технических устройств. На этой основе можно искать пути дальнейшей модернизации гидравлической системы автотракторной техники.