Лебедєв А.Т., Антощенков В.М., Бойко М.Ф. та ін. Трактори та автомобілі. Частина 3. Шасі

Подождите немного. Документ загружается.

ній — 1,8 – 3,5 л; вели-

кий — понад 3,5 л;

вищий — не регламен-

тується.

За основу класифі-

кації автобусів взято їх

довжину (в метрах), за

якою їх поділено на

такі класи: особливо

малий — до 5 м; ма-

лий — 6 – 7,5 м; серед-

ній — 8 – 9,5 м; вели-

кий — 10,5 – 12 м; особ-

ливо великий (зчлено-

ваний) — 16,5 м і бі-

льше.

Вантажні автомо-

білі поділяють на сім

класів залежно від їх-

ньої повної маси (в

тоннах): до 1,2; 1,3 – 2;

2,1 – 8; 9 – 14; 15 – 20;

21 – 40; понад 40. У

характеристиці ванта-

жних автомобілів за-

значають їхню ванта-

жопідйомність, тобто

масу вантажу, яку він

може перевозити в ку-

зові по дорогах із твер-

дим покриттям. Під

час роботи на ґрунтових дорогах зазначена вантажопідйомність зни-

жується приблизно на 25 %.

Спеціальні автомобілі виконують переважно нетранспортні робо-

ти. До них належать автомобілі комунального господарства, пожежні,

автокрани тощо.

Спеціалізовані автомобілі перевозять спеціальні вантажі: сипкі,

рідкі, швидкопсувні і т.д. До них належать самоскиди, фургони, пане-

левози, рефрижератори тощо.

Рис. 1.3. Основні частини вантажного

автомобіля:

а — загальний вигляд; б — двигун; в — кузов; г

—

трансмісія; д — гальмова система; е — рульове керу-

вання; є — ходова частина; 1 — кабіна; 2 — вантажн

платформа; 3 — зчеплення; 4 — коробка передач; 5

—

карданна передача; 6 — ведучий міст

Таблиця 1.2. Індексація автомобілів

Легкові автомобілі

Робочий об’єм двигуна, л До 1,2 1,3–1,8 1,9–3,5 Понад 3,5

Індекс 11 21 31 41

Автобуси

Довжина, м До 5 6–7,5 8–9,5 10,5–12

Понад

16,5

Індекс 22 32 42 52 62

Вантажні автомобілі

Повна маса, т До 1,2 1,3–2,0 2,1–8 9–14 15–20 21–40

Понад

Індекс

y автомобіля с бортовою

платформою

y сідельного тягача

y самоскида

y цистерни

y фургона

y спеціального

Автомобілі, пристосовані для буксирування причепів і напівпри-

чепів, називають автомобілями-тягачами. Автомобіль-тягач разом з

одним чи декількома причепами утворює автопоїзд.

За пристосованістю до дорожніх умов автомобілі поділяють на

звичайної та підвищеної прохідності; їх характеризує колісна форму-

ла: 4 × 2, 4 × 4, 6 × 4, 6 × 6 і т.д. (перша цифра означає число коліс,

друга — число ведучих коліс).

Автомобілі позначають літерами і цифрами. Літери вказують за-

вод-виготівник: ЗАЗ, ВАЗ, КамАЗ і т.д. Цифрові позначення для базо-

вих моделей складаються з чотирьох цифр, перші дві з яких означа-

ють клас і вид автомобіля, дві наступні — номер моделі. Наприклад,

цифрові позначення ЗАЗ-1102 означають: 1 — робочий об’єм до 1,2 л,

1 — легковий, 02 — модель; вантажний автомобіль ЗІЛ-431410: 43 —

повна маса автомобіля в межах 9 – 14 т, 14 — модель, 1 — номер мо-

дифікації. Шостою цифрою позначають номер експортного варіанта

виконання.

До конструкції автомобіля ставлять експлуатаційні або виробничі і

споживчі вимоги. Експлуатаційні — це економічність за питомою ви-

тратою паливна, курсова стійкість, керованість, маневреність, плав-

ність ходу, прохідність, надійність, технологічність обслуговування і

ремонту, мінімальна собівартість транспортних робіт. Споживчі вимо-

ги — нижча порівняно з аналогічними марками вартість придбання та

експлуатації автомобіля, його безвідмовність і ремонтопридатність,

безпека, комфортабельність, легкість керування. Вимоги безпеки по-

ширюються на ймовірність зниження кількості дорожньо-тран-

спортних пригод і зменшення шкідливого впливу автомобіля на навко-

лишнє середовище.

До вантажних автомобілів у сільському господарстві крім зазначених

ставлять специфічні вимоги за вантажопідйомністю і вантажомісткістю,

рівнем мінімально стійкої швидкості руху під час спільної роботи зі зби-

ральними машинами, конструкцією і герметичністю кузова.

Найбільш поширені чотири варіанти компонувальних схем вантаж-

них автомобілів, що різняться між собою розміщенням двигуна і ка-

біни (рис. 1.4).

а) капотна (рис. 1.4, а; автомобілі типу КрАЗ-6505) — двигун зна-

ходиться над переднім мостом, кабіна — за двигуном; перевагами

такого розміщення є добра доступність до двигуна, зручність входу і

виходу з кабіни, найменше можливе навантаження на передній міст;

недоліком — обмежений передній огляд;

б) короткокапотна (рис. 1.4, б; автомобілі типу ЗІЛ-433100) — дви-

гун знаходиться над переднім мостом, кабіна частково «насунута» на

двигун; переваги — можливість зменшення колісної бази і довжини

автомобіля, оптимальне навантаження на передній міст; недоліки —

збільшена висота розміщення підлоги кабіни, утруднений доступ до

задньої частини двигуна, менша ширина дверей, підвищений рівень

шуму у кабіні;

в) кабіна розміщена над двигуном, двигун — над переднім мостом,

(рис. 1.4, в; автомобілі

типу ГАЗ-66); перева-

ги — можливість отри-

мання мінімальних колі-

сної бази і довжини ав-

томобіля, збільшення на-

вантаження на передні

колеса для повнопривід-

них автомобілів, досяг-

нення доброго огляду з

кабіни; недоліки — вели-

ка висота підлоги кабіни,

Рис. 1.4. Основні компонувальні схеми вантаж-

них автомобілів:

а — капотна; б — короткокапотна; в — кабіна над

двигуном; г — передня кабіна

ускладнений вхід і вихід із неї, неможливість розміщення в кабіні

більше ніж дві людини, для доступу до двигуна необхідне відкидання

кабіни на шарнірах передньої опори;

г) кабіна максимально зміщена вперед, двигун знаходиться позаду

переднього моста (рис. 1.4, г; автомобілі типу КамАЗ-5320); перева-

ги — добрий огляд із кабіни, зручність входу і виходу з неї, помірна

висота і рівна поверхня підлоги; недоліки — для доступу до двигуна

необхідність підіймання кабіни або капота, з’єднаного з крилами,

вплив на водія великих вертикальних навантажень; навантаження на

дорогу від переднього моста у таких автомобілях становлять 33 –

35 % його повної маси, що для неповнопривідних автомобілів погір-

шує їх прохідність.

Автомобілі сільськогосподарського призначення мають в основ-

ному схеми компонувань короткокапотну і з переднім розміщенням

кабіни, які забезпечують зручний рух на дорогах будь-якої категорії.

За класифікаційними ознаками визначають клас, модель, модифі-

кацію трактора чи автомобіля.

Клас — це сукупність моделей тракторів і автомобілів, які мають

однакові основні класифікаційні ознаки.

Модель — це конкретна конструкція трактора чи автомобіля. У

кожному класі є основна (базова) модель масового виробництва, на

основі якої створюють їх модифікації.

Модифікація — це модель, яка належить до того самого класу, що

й базова і цілком уніфікована з нею. Модифікацію створюють з ме-

тою економічнішого і продуктивнішого виконання технологічних

операцій сільськогосподарського виробництва.

Типаж тракторів — це мінімальний технічно й економічно об-

ґрунтований ряд випуску або намічених до випуску тракторів, які під

час агрегатування з відповідними машинами й агрегатами можуть

забезпечити комплексну механізацію сільськогосподарського вироб-

ництва з найменшими затратами праці.

Типаж автомобілів — це економічно оптимізований за номенкла-

турою і технологічними параметрами типорозмірний ряд, у який ав-

томобілі об’єднані спільністю призначення. Типаж складається розді-

льно за видами автомобілів та їх параметрами, які у вантажних авто-

мобілів відбивають повну масу, базову модель, основні її модифікації,

вантажопідйомність, колісну формулу, потужність двигуна, число

циліндрів, питому потужність, осьове навантаження.

1.2. ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ

Експлуатаційні властивості тракторів та автомобілів визначають

ступінь їхньої пристосованості до експлуатації. Для тракторів їх поді-

ляють на техніко-економічні (продуктивність в агрегаті із сільського-

сподарськими знаряддями, витрата палива на одиницю роботи), тех-

нічні (клас, потужність двигуна, тягові властивості, наявність робочо-

го і допоміжного обладнання), агротехнічні (питомий тиск на ґрунт,

прохідність у міжряддях, маневреність в агрегаті), ергономічні (умови

праці механізатора, трудомісткість технічного обслуговування) та ін.

Вантажні сільськогосподарські автомобілі мають задовольняти

специфічні експлуатаційні вимоги за вантажопідйомністю, вантажо-

місткістю, прохідністю, мінімально стійкою швидкістю руху під час

спільної роботи зі збиральними машинами, конструкцією і герметич-

ністю кузова.

Технологічні показники і технічні характеристики тракторів взає-

мозв’язані (табл. 1.3).

Таблиця 1.3. Взаємозв’язок основних технологічних показників,

технічних і конструктивних параметрів трактора

Технологічний

показник

Характеристика, що визначає

технологічний показник

Конструктивний

параметр

Продуктивність Номінальне тягове зусилля трактора,

номінальна потужність двигуна, агре-

гатування, технологічні простори, наві-

создатність, ергономіка, надійність

Агротехнічні

властивості

Питомий тиск на ґрунт, дорожній та

агротехнічний просвіт, керованість,

оглядовість

Вартість Ціна трактора, надійність, витрата

паливно-мастильних матеріалів

Основні:

маса трактора і потуж-

ність двигуна, компону-

вальна схема, відповід-

ність призначенню тра-

ктора двигуна, трансмі-

сії, ходової системи,

рівень автоматизації,

оснащеність техноло-

гічним обладнанням

З даних таблиці випливає, що деякі характеристики зв’язані не з

одним, а з двома технологічними показниками. Так, керованість трак-

тора й оглядовість з місця водія впливають на агротехнічні показники

і на продуктивність. Від надійності залежать не тільки продуктив-

ність, а й економічні показники технологічного процесу. Один і той

самий конструктивний параметр впливає на кілька технологічних па-

раметрів і характеристик трактора. Наприклад, компонувальна схема

трактора впливає на всі технологічні показники і на більшість техніч-

них характеристик трактора крім заданих і регламентованих техніч-

ними умовами (маса трактора, потужність двигуна, питомий тиск ру-

шія на ґрунт, агротехнічний просвіт, надійність, умови праці).

Шасі, що поєднує механізми й агрегати трансмісії, рульового ке-

рування, гальмової системи й остова, впливає на всі технологічні по-

казники трактора.

1.3. ТЯГОВІ ЯКОСТІ ТРАКТОРА Й АВТОМОБІЛЯ

Тягове зусилля колісного трактора й автомобіля забезпечується

зчіпними властивостями взаємодії ведучого колеса з опорною повер-

хнею, при коченні якого його обертальний рух перетворюється на

поступальний. У цьому

разі залежно від тягового

зусилля і стану опорної

поверхні можливий рух

колеса з ковзанням у на-

прямку поступальної

швидкості (v) і з ковзан-

ням у протилежному на-

прямку (рис. 1.5). У пер-

шому випадку вважають,

що колесо рухається з

юзом, у другому — з бук-

суванням. Буксування оці-

нюють коефіцієнтом бук-

сування δ:

1100%,



δ= − ⋅





(1.1)

де

v — теоретична швидкість руху.

При коченні колеса зі швидкістю

v без ковзання відношення по-

ступальної швидкості центра колеса

О до його кутової швидкості ω

називають

радіусом кочення без ковзання:

(1.2)

Відстань від центра

О нерухомого заднього колеса, що несе нор-

мальне навантаження

G , до горизонтальної опорної поверхні нази-

Рис. 1.5. Сили, прикладені до коліс трактора

з колісною формулою 4К2

вають статичним радіусом

r колеса. Відстань від центра О до опор-

ної поверхні колеса, що рухається, називають

динамічним радіусом

r колеса.

Крутний момент на ведучих колесах

вд

визначається парамет-

рами двигуна і трансмісії

вд д тр тр

Mi (1.3)

де

— крутний момент двигуна, Н•м;

тр

— коефіцієнт корисної

дії (ККД) трансмісії, що визначається добутком коефіцієнтів корисної

дії окремих шестерень, які знаходяться в зачепленні;

тр

i — передатне

число трансмісії.

Момент

вд

створює на колесі силу тяги

ко

P :

вд

ко

, (1.4)

де

r — радіус кочення колеса, м.

Сила тяги

ко

P безпосередньо на трактор (автомобіль) не переда-

ється, але викликає появу однакової за величиною і напрямком штов-

хальної сили

. Це пояснюють так. Момент

вд

на колесі можна

подати парою сил

ко

P і

ко

′

. Умовно можна вважати, що

ко

P прикла-

дена до центра

О колеса, а

ко

′

— до обода колеса. Повна колова сила

ко

′

діє на опорну поверхню (ґрунт або полотно дороги), спричинює

поздовжню реакцію опорної поверхні

, спрямовану в протилежний

бік і таку, що дорівнює їй за величиною.

Під час кочення колеса частина підведеного до нього ведучого

моменту витрачається на деформацію опорної поверхні, тертя в шині

при її деформації та в підшипниках колеса. Ці витрати оцінюють си-

лою опору кочення на горизонтальній ділянці шляху:

коч

PfG

, (1.5)

де

— коефіцієнт опору кочення; G — сила ваги трактора, кг.

Сила

кoч

P для передніх і задніх коліс трактора (автомобіля) визна-

чається зчіпною силою, що припадає на колесо. В універсально-

просапних тракторах на задні колеса припадає близько

зч

0,67 ,=GG а

на передні напрямні —

зч

0,33 .=GG Для тракторів загального при-

значення відповідно

зч

0,35=GG і

зч

0,65 .=GG

Коефіцієнт

залежить від виду, стану і властивостей ґрунту або

шляху (щільність, структура, вологість тощо), від конструкції рушіїв і

їхнього технічного стану.

Для забезпечення руху трактора (автомобіля) без буксування по-

трібно, щоб зчіпні якості колеса, зумовлені силою тяги по зчепленню

зчϕ

=ϕPG (ϕ — коефіцієнт зчеплення колеса з ґрунтом), перевищува-

ли силу тяги

ко

P , тобто

зч ко

.≥PP

За нерівномірного руху трактора (автомобіля) у різних дорожніх

умовах сила

ко

P знижується за рахунок додаткових втрат на підйом,

інерційних втрат і т.д.

ПРИКЛАД 1.1. Розрахувати зміну ведучого моменту трактора МТЗ-80 за рів-

номірного руху із силою тяги на гаку

кр

P = 12 кН на другій і третій передачах, якщо

потужність двигуна

= 58 кВт, частота обертання колінчастого вала двигуна

ω = 230 с

–1

, передатні числа трансмісії

i = 142,1,

III

i = 83,55, ККД трансмісії

тр

η = 0,9.

Розв’язок. Крутний момент від двигуна на ведучих колесах

вд

визначимо із

залежності (1.3). При цьому

ддд

/MN

ω = 252,2 Н•м.

За

i = 142,1 маємо

ІІ

вд

= 252,2⋅142,1⋅0,9 = 32 250,5 Н•м;

за

III

i = 83,55 маємо

ІІІ

вд

M = 252,2⋅83,55⋅0,9 = 18 962,2 Н•м;

вд

ІІ

вд

–

ІІІ

вд

M = 32 250,5 – 18 962,2 = 13 288,3 Н•м.

Відповідь. Зі зменшенням передатного числа трансмісії трактора МТЗ-80 з

i = 142,1 до

III

i = 83,55 ведучий момент на колесах знижується на 13 288,3 Н•м.

ПРИКЛАД 1.2. Визначити зменшення дійсної швидкості гусеничного трак-

тора в разі зростання буксування від

= 0,02 до

= 0,12.

Розв’язок. Зменшення швидкості гусеничного трактора за підвищення буксуван-

ня рушіїв визначимо із залежності (1.1):

10,12

100 % 100 % 89 %.

110,02

−δ

−

∆= ⋅ = ⋅ =

−δ −

Відповідь. За зростання буксування від

= 0,02 до

= 0,12 швидкість гусенич-

ного трактора зменшиться на 11 %.

ПРИКЛАД 1.3. Визначити моменти опору кочення веденого колеса наванта-

женого автомобіля ГАЗ-3307 під час руху по асфальтованому шляху і по стерні. Кое-

фіцієнт опору кочення колеса по асфальтованому шляху

= 0,02, по стерні — 0,10;

маса навантаженого автомобіля, що припадає на ведене колесо

зч

= 10 кН; динаміч-

ний радіус колеса

r = 455 мм.

Розв’язок. Момент опору веденого колеса автомобіля визначатимемо з урахуван-

ням залежності (1.5) із формули

зч к д

Gfr

За

= 0,02 маємо

= 10⋅0,02⋅0,455 = 0,091 кН⋅м;

за

= 0,10 маємо

= 10⋅0,10⋅0,455 = 0,455 кН⋅м.

Відповідь. У разі підвищення коефіцієнта опору кочення веденого колеса наван-

таженого автомобіля ГАЗ-3307 від

=0,02 до 0,10 момент опору кочення зростає на

–

= 0,455 – 0,091 = 0,364 кН⋅м.

Розв’язок прикладів 1.1 – 1.3 показує, що зі зміною швидкості ру-

ху, умов роботи змінюються навантажувальні і тягові показники трак-

торів та автомобілів.

Реалізація потужності двигуна трактора як тягової машини здійс-

нюється в основному за рахунок підвищення сили тяги

ко

P і знижен-

ня швидкості руху

v (див. рис. 1.5), для автомобіля за підвищених

значень

v як транспортної машини маємо знижені значення

ко

P . Це

положення має велике значення для механізмів конструкції трактора

й автомобіля. У тракторах механізми передачі моменту від двигуна до

ведучих коліс передають підвищені моменти за малої частоти обер-

тання валів, в автомобілях механізми передачі моменту розраховані

на підвищену частоту обертання і знижені моменти.

Контрольні запитання і завдання

1. Яке призначення тракторів та автомобілів? Які роботи вони можуть виконува-

ти? 2. З яких основних частин складається трактор? 3. За якими ознаками класифіку-

ють трактори сільськогосподарського призначення? Наведіть приклади моделей трак-

торів кожної з груп. 4. На які види поділяють мобільні енергетичні засоби? В яких

компонувальних схемах вони можуть реалізовуватись? 5. Що таке клас, модель, мо-

дифікація автомобіля чи трактора? 6. За якими показниками визначають експлуата-

ційні властивості тракторів та автомобілів? 7. Від яких показників залежить крутний

момент на ведучих колесах, а від яких — сила тяги? 8. Проаналізуйте, як саме коефі-

цієнт опору коченню та сила ваги трактора впливають на силу опору кочення. За

яких умов експлуатації сила опору кочення буде найбільшою і за яких найменшою?

10. Якої умови слід дотримувати для забезпечення руху трактора (автомобіля) без

буксування за відомої сили тяги по зчепленню? Як в умовах експлуатації зменшити

буксування трактора?

ТРАНСМIСIЯ

ЗЧЕПЛЕННЯ

2.1. ПРИЗНАЧЕННЯ, ВИМОГИ

Зчеплення призначене для передачі крутного моменту від двигуна

до трансмісії, короткочасного роз’єднання їх і наступного плавного

з’єднання при рушанні трактора чи автомобіля з місця, перемиканні

передач, а також для захисту деталей двигуна і трансмісії від пошко-

джень і поломок від перевантажень.

До зчеплень ставлять такі вимоги:

y надійна передача крутного моменту від двигуна до трансмісії;

y плавність і повнота вмикання;

y чистота вимикання;

y мінімальний момент інерції ведених елементів;

y добре відведення теплоти від поверхні тертя;

y захист трансмісії від динамічних навантажень;

y мінімальні витрати фізичних зусиль на керування;

y добра зрівноваженість.

Крім того, до зчеплень тракторів та автомобілів, як і до інших ме-

ханізмів, ставлять загальні вимоги: забезпечення мінімальних розмі-

рів і маси, простота будови й обслуговування, технологічність, ре-

монтопридатність, низький рівень шуму, екологічна безпечність.