> Техника, страница 86 > Трактор

Трактор

Трактор, самоходная по бездорожью машина-двигатель с большой свободной силой тяги на прицепном крюке, используемой для передвижных машин-орудий и для перевозки тяжестей. Началом развития современного типа Т. следует признать 1903 г.·—год выпуска первых тракторов с двигателем внутреннего сгорания. Изобретение гусеничных Т. принадлежит аме-рик. фирме Холт в 1912 году Массовое производство и массовое применение в эксплуатации Т. положено америк. фирмой Форд, с выпуском в 1917 году Т. «Фордзон» [^г]. Производство Т. в СССР положено в 1918 году одновременно двумя заводами: ленинградским з-дом «Большевик»— серийное и опытное производство гусеничных Т. «Большевик» и ГХПЗ (Государственным харьковским паровозостроительным заводом)— серийное производство нескольких гусеничных типов Т. «Коммунар», различающихся главным образом по мощности и скорости, и опытное, с 1930 г., производство Т. «Коминтерн».

«Коломенец», «Запорожец», «Карлик», все с нефтяными двигателями, ^лесного типа, были выпущены разными заводами в небольших количествах, и производство их прекращено. С 1923 г. Путиловский з-д начал серийное, а? затем перешел на массовое производство Т. «ФП», колесного типа мощностью 10/20 ЕР. В 1932 г. производство их прекращено. В 1930 г. пущен первый тракторный гигант—сталинградский за · вод им. Дзержинского — на массовое производство 50 000 шт. в год Т. «СТЗ», колесного типа, мощностью 15/30 1Р (15 IP на тяговом крюке и 30 IP на приводном шкиве). В 1932 г. второй гигант—харьковский тракторный з-д им. Орджоникидзе—приступил к массовому производству, 50 000 шт. в год, Т. «ХТЗ», аналогичного «СТЗ» типа. Оба завода ведут опытное производство по повышению качества и улучшению типа производимых ими Т. В 1933 г. вступил в строй сверхгигант—челябинский тракторный з-д—с массовым производством гусеничных Т. «ЧТЗ» мощностью 48/60 IP, в количестве 40 000 шт. в год. Т. о. в течение ближайших лет тракторный парк Союза достигнет необходимой ему цифры 600 000 Т., общей мощностью 17 000 000 IP на крюке.

Научный авто-тракторный ин-т (HATH) непрерывно работает над опытным производством Т. по модернизации и улучшению типов Т. союзного производства. Им выпущены опытные образцы: формующие гусеницы для гидроторфа, гусеничные придатки ТИНАМИ для Т. «ХТЗ», двигатели Дизель для Т. «ЧТЗ» и «СТЗ» и газогенераторы дтш Т. «Коммунар»,«ЧТЗ», «СТЗ» и «ХТЗ». В опытном производстве находятся гусеничный тип Т. «СТЗ» и быстроходный Т. «ЧТЗ».

За время своего существования Т. пережил большое количество видоизменений и приспособлений к работам во всех областях техники, особенно за последние годы. Пережитком сейчас уже являются мощные колесные типы, рамные колесные конструкции, комбинированные колесно-гусеничные хода, гусеничные придатки к колесным типам Т., гусеничные Т. с простым диференциалом, комбинации с крупными с.-х. машинами-орудиями и прочие и, наоборот, значительно продвинулось вперед развитие специальных типов, например для пропашных культур, садово-огородные, специально транспортные типы—колесные и гусеничные тягачи, дорожные Т. и наконец военные—артиллерийские тракторы (смотрите) и танки (смотрите). В настоящий момент Т., все более специализируясь, начинают отходить по конструктивным формам от автомобиля и приобретать свой специфический в зависимости от назначения тип. Наиболее распространенный с.-х. тип Т. характеризуется на сегодня скоростью в пределах 3— 5—8 км/ч, относительно тихоходным (65(4-1 200 об/мин.) двигателем, работающим на дешевом топливе—керосине или моторной нефти, простой, дешевой, в большинстве жесткой или полужесткой подвеской корпуса, наличием приводного шкива и привода к машинам-орудиям. Новый тип—пропашной (универсальный) Т., в большинстве маломощный (10—25 ЕР), тихоходный, трехколесный с большим, ок. 700 миллиметров, клиренсом, узкими колесами и переменной шириной колеи, приспособляемой к принятым размерам междурядий. Малые садово-огородные Т. мощностью до 10 ЕР делаются обычно с опорой на одну ось; другой опорой служат жестко укрепленная к нему машина-орудие т. э. т. ххпи и рычаг управления, за которые поддерживает и направляет машину обслуживающий рабочий. Транспортный тип Т. отличается большим диапазоном скорости в пределах 3-Ξ-30 км/ч, относительно быстроходным (1 000-Е-1 800 об/мин.) двигателем большой (до 150 ЕР) мощности, работающим в большинстве на бензине, хорошим подрессориванием всего корпуса, высоко расположенным прицепным крюком и наличием лебедки или шпиля; основное назначение— перевозка тяжестей по грунтовым дорогам. Колесные дорожные Т.-тягачи имеются пока в виде переделанных с.-х. Т. мощностью 20-f-40 ЕР и отличаются от них повышенными (6-Е-30 км/ч) скоростями, большим (нормально 4) числом передач.Колеса обычно на пневматиках, передняя ось подрессорена. Применяются наравне с грузовыми автомобилями при емких, требующих длительной погрузки и разгрузки грузах. Транспортный гусеничный Т. имеет большое применение в пром-сти, гл. обр. в лесном и дорожном деле. На лесоразработках Т. используется по большей части как тягач и потому не отличается от нормального транспортного типа, за исключением специального (для снега) гусеничного хода и некоторых приспособлений для специальных работ. В дорожном деле и на земляных работах приспо собление Так как работам приняло столь большой масштаб, что в некоторых случаях вылилось в совершенно оригинальные конструкции, где Т. играет только второстепенную роль—перемещение основного орудия (смотрите Дорожные машины). В других областях пром-сти Т. также имеет большое применение: так например, в качестве формующей гидроторф машины, тягача на ж.-д. ветках, передвижного подъемного крана и др. По принципиальным схемам устройства Т. можно разбить на два основных типа: гусеничные и колесные.

Колесные Т.в общем сходны с автомобилем (смотрите) и отличаются обычно добавочной передачей, снижающей все скорости и повышающей крутящий момент на ведущих колесах, упрощенной жесткой подвеской корпуса, не требующей применения карданного вала, отсутствием рамы (в современных тинах), большими ведущими колесами, отсутствием тормозов на колесах и наконец более тяжелой конструкцией всех механизмов. На фигуре 1 показан разрез Т. «СТЗ» [²] и на фигуре 3 схема его трансмиссии (цифры у шестерен обозначают число зубьев). Колесный Т. состоит из двигателя M, обычно керосинового, со всем необходимым при нем оборудованием (карбюратор 12, магнето, радиатор 13, вентилятор 14, помпа, воздухоочиститель, регулятор и прочие), фрикционной муфты двигателя (сцепление) 1, коробки скоростей 2, промежуточной или бортовой (после диферен-циала) передачи 3, диференциала 4 и ведущих колес 5. Управление колесным Т. осуществляется поворотными цапфами на передней, качающейся в вертикальной плоскости оси 9, управляемыми рулевым механизмом 10. Тормоз 6 (фигура 3) обычно один—в трансмиссии. Кроме того имеются приводной шкив 7 для работы машин-орудий на стационаре и привод 8 к машинам-орудиям для работы на ходу.

Конструкция гусеничных Т. отличается от колесных в основном ходовой частью, а именно: отсутствием направляющих колес и наличием гусениц 15 (фигура 2а), по которым Т. катится на опорных подрессоренных отдельно или в общей каретке 16 катках 17, как по рель-

2G

сам, и рулевым управлением 10, действующим на тормоза гусениц, в связи с чем изменяется и трансмиссия. На фигуре 2а, 26 и 2в перед

ставлен Т. «ЧТЗ», а на фигуре 5—схема его трансмиссии. Аналогично колесному трактору за двигателем гусеничного трактора расположено дисковое сцепление 1 и коробка скоростей 2. Далее идет или диференциал с тормозами на полуосях (наиболее несовершенный принцип), или двойной (фигура 6) диференциал, или наконец лучший из современных тип—бортовые фрикционы А (фигура 26) с тормозами 6 (фигура 5). Трансмиссия заканчивается конечной передачей 5 и ведущей зубчаткой 5 гусеницы, которая, зацепляясь зубьями Фигура 2в. Ш за ленту, заставляет Т. пе-рекатываться на опорных роликах вперед или назад по ленте 15. Поворот достигается торможением одной из полуосей. На фигД4,5 и 6 показаны принципиальные схемы трансмиссий колесных Т. «СТЗ», «ХТЗ» и «Кейс» и гусеничных Т. «ЧТЗ» и «Линке-Гофман».

в а н и я, которым должен удовлетворять каждый Т. независимо от его назначения, м. б. сведены к следующим: 1) соответствие мощности Ng двигателя (в РР), веса G" (в килограммах) на ведущих органах Т. (G" cos а—сцепной вес), сцепных качеств их с грунтом и скорости V км[ч, выражаемое ф-лой:

т ^ kG"V COS а где η—кпд трансмиссии и ведущего механизма; η=Пц νί Щп %—произведение кпд цилиндрических, конических, червячных, цепных передач в степенях, равных числу последовательно передающих энергию двигателя пар шестерен, и

ведущих органов с грунтом, колеблющийся от 0,2—для колес со шпорами на песке до 1,2—для гусениц со шпорами на сухой грунтовой дороге; а—угол подъема пути.

чения при всех прочих равных условиях наибольшей мощности на крюке N_K ЕР для буксирования прицепа.

^^-^G(*^co;;^+slna4 (2)

где G(в килограммах)—полный вес Т.=G" + G—нагрузкам на ведущие и направляющие колеса, a— угол подъема пути, φ—коэф. сопротивления

на болоте. Для гусеничного Т. в тех же условиях коэф. φ 0,06, 0,09 и 0,1. В колесном Т. φ на передних колесах и φ" на задних не одинаковы в виду наличия на последних шпор, дополнительно в виде ячеек прессующих грунт;* поэтому для колесных тракторов формула (2) представится в следующем виде:

Ν_κ= N _ЭТ)

_ G (<p COS ct+sin а) + G" (φ" COS α+Sin «) ^/ч

3) Двигатель Т. должен иметь достаточный запас мощности для преодоления поворотов. В колесных машинах при наличии диференциала и широких ведущих колес со шпорами при повороте большая часть энергии расходуется на проворачивание шпор в грунте, на преодоление момента сопротивления повороту от силы тяги на крюке, на боковое прессование грунта ребордами направляющих колес и наконец на сопротивление самопередвижению, как при прямолинейном движении. Рассматривая перемещение колес со шпорами состоящим из двух элементарных движений в каждый момент—перемещения вследствие качения колеса, сопротивление которому учитывается коэф. φ" (смотрите ниже), и поворота шпоры в грунте,—определим момент сопротивления повороту из ф-лы:

Ы 2

М_с=2 J (к₀ a dxxi -f /₀ dx x^j=о

= ^₀α&4 + ^/4^, (3)

где а, b и г—размеры и,число шпор, погруженных в грунт, Jc₀—уд. сопротивление грунта сдвигу и смятью его шпорой, /₀—коэф. трения о грунт. Величина Jc₀ изменяется вместе с величиной сдвига и м. б. с достаточной точностью определена из кривых буксования Т. (фигура 27). Число шпор в зацеплении г для колеса определяется по ф-ле:

360

( R-h, R

I arc cos v, -j- arc cos

R + a

Д +

a)’

где z—лисло шпор на всей окружности колеса, R—радиус колеса по ободу, а—высота шпор и h—глубина следа, оставляемого колесом в грунте. Из условий равновесия внешних

Λ

1 К-

Фиг. сил, действующих на Т. при повороте (фигура 7), получим:

8 =

2 м_с

L cos β

<pGtgfi

Tji c Sin у L. cos/3’

F — ψ₀G К ^ <pqG" +

+ ²-^ + i’_K/I7‘(17

(4)

и мощность, расходуемая на преодоление со-противлений при повороте,

Νο=~·,. (5)·

здесь <р₀ и —коэф-ты сопротивления качению передних и задних колес; на подъеме a они определяются из ф-л:

ψό=φ^{cos a} + sin ^a5

9?o=ψ" COS a -j- sin a.

G и G"—распределение веса G машины на переднюю и заднюю оси при горизонталь

ном участке; R—средний радиус поворота равен ]/(R_n - г)² - L² — ^, где R_n — радиус поворота по внешней колее. При неправильно рас

считанных размерах трапеции Жанто (фигура 8) появится дополнительное сопротивление повороту от несовпадения центров поворота отдельных колес. Расчёт трапеции Жанто с доста-

точной точностью м. б. произведен по эмпири-ческим ф-лам, справедливым при — в пределах 0,44 -г- 0,62:

Δ=0,215“ + 0,594 при j=0,12,

Д=0,2 j- -f 0,587 при у=0,14,

Δ= 0,18 | + 0,580 при f=0,16.

Поворот гусеничного Т. сопровождается трением лент о грунт, боковым сдвигом грунта глубиной, равной глубине следа, и провертыванием шпор, погруженных в грунт. Повороту сопротивляются также сила тяги на крюке, слагающая веса на подъеме и др. Из условия равновесия моментов внешних сил, действующих на Т. при повороте и показанных на фигуре 9 и 10 относительно центра поворота правой

(отстающей) и 0₂ левой (забегающей) гусениц, получим:

Ρ,-φ[θ (ϊ-ж) cos а_т - χ (G sin <5 — С)] +

+ Ψ F_x [Q -1) sin β - jf cos β sin #] +

+ (G sin a — J) Q- — + F_K ^ — g) cos i? cos ^ +

+ ^μΓ£ К + F_K cos β sin # —

- (G sin «5-С) + m ^ +

+ т"гк₀^-+ Mj, (6)

F_t=ψ [G ~) cos a_m + j (G sin <5 - С)] +

+ φ F_K [Q- + T) sin β + ^ cos β sin #] +

+ (Gsina-J)(j + |) + F_kQ- + ^-)cos^cos*-_ ^ к - F_K ^c-j^ cos β sin & +

— m"i Tc₀ — Mj, (7)

где y—суммарный коэф. сопротивления боковому сдвигу и сопротивления трению f₀ ленты о грунт, зависящий от качества грунта, уд. давления на грунт и главным образом от формы опорной поверхности ленты; β—угол наклона направления“ силы тяги (F_K) на крюке к плоскости движения; д—угол F_K с продольной осью (хх) Т. в плоскости движения; S и <5—углы бокового крена Т. в вертикальной плоско-· сти и в плоскости, перпендикулярной плоскости движения; a и а—углы действующего подъема, измеряемые в аналогичных δ и д плоскостях; а_т—наибольший угол подъема, иначе угол наклона плоскости движения к горизонту. Основные формулы, связывающие эти углы, определяются из фигура 10:

sin а_т=Y sin² а + sin² δ,

COS a_m=YCOS² a — sin² δ=YCOS² δ — sin² a,

_Λ „ COS a_m

COS a —

COS δ =

cos <5

COS

sin a=sin a_m COS Ц’, sin δ=sin a_m sin ψ,

b(8)

I

где ψ—угол в плоскости движения между направлением линии наибольшего подъема а_т и направлением движения. Величина К (ф-лы 6 и 7)—поправочный коэфициент, учитывающий влияние смещения χ центра поворота относительно середины гусеницы. На основе фигура 11

К определяется при выводе ф-лы момента М_ссопротивления грунта повороту при смещенном на величину х от середины гусеницы центре давления:

М_с=J* μgz dz -Ь ygz dz о. о заменяя местное уд. давление д его значением из условия распределения нагрузки G=g₀L по длине L гусеницы

2 (00-0 — ffo----χ

= 0o(l-

Цхх

2_(£οχ9ι) ₌

L

12 χγ

"ϊ*"Г

О)

после подстановки и интегрирования получим:

“, --°Г {[> + (г)·] (* + Т?) ” Т?} ’^<101

откуда:

2 х 2 χ ~L * L

0"⁴¥·i’ CD

При равномерном (g_Q) распределении давления, то есть при совпадении центра давления с серединой гусеницы, х=0 и к-1 + (У)², (И)

при совпадении центра поворота с центром давления χ=х и

ММгТГ сп и наконец при повороте около середины гусеницы и при равномерном распределении давления χ=х=0 и К=1.

Смещение χ центра поворота определяется из условия равенства проекций всех внешних сил на ось у у (фигура 9):

, L L

Χ + _τ χ-_τ

j* уд dz + J* уд dz - F_K cos β sin & -

6 о

— G sin δ -f C =0.

После интегрирования получим:

• С¥-г[МШ-.

— (F_Kcos β sin ^ -t- G sin δ — C)=0; (12) формула (И) и (12) применимы лишь в пределах ^=0 -f-, пока по всей опорной длине гусеницы реализуется сцепление с грунтом. При х=0

X=2~g (^f* ^cos Pslnfi+Gslnd-С); (12)

при χ=х

(г)¹-Иг)" 3(^^co^sin,

+

+ Gsin<5-C)=0; (12")

при F_K cos β sin # + G sin <5 — C=0

12 ж“² + 2 L²* - 3 Ux=0. (12^/,/)

Решение ур-ий (11) и (12) представлено на диаграммах фигура 12 и 13, пользуясь к-рыми _и последовательно из фигура

13 определяют χ и по нему из фигура 12 К. На

1,5

			у	И
		^ У	Й
V j			у У У

и (12"), показывающие, при каком условии без существенной ошибки можно принимать, что центр поворота совпадает с центром давления (χ=х), и для определения К пользоваться формулой (11").

Последние два члена

О 4?

0,4 0,6 0,8

Фигура 12.

жают влияние ширины гусеничной ленты и шпор на сопротивление повороту; т и т"— опытные коэфициенты, зависящие от степени нарастания сопротивления грунта прессованию его в долевом направлении (в поперечном—учитывается коэфициентом μ) и от характера предварительного разрушения грунта под гусени-

Фигура 13.

цей. На фигуре 14 показана траектория движения шпоры при повороте гусеницы около центра О, на основе которой там же представлена картограмма состояния грунта под гусеницей, периодически повторяющегося каждый раз при переходе центра поворота через одну йз шпор, то есть через угол поворота α=·—¹,

где I—расстояние между шпорами. Стрелки на траекториях концов шпор показывают направление движения, штриховка—величину разрушенного шпорами грунта до наступления показанного на чертеже положения, стрелки на штриховке позволяют судить о том, прессован ли вдоль оси гусеницы или только подрезан впереди идущим краем шпоры оставшийся нетронутым грунт. На фигуре 15 даны опытные кривые величины долевого прессования грунта при разных нагрузках на крюке, выраженных в виде коэфициента зацепления к =

[см. формулу (1)]. Кривые показывают, что грунт

(стерня, залежь) оказывает полное сопротивление сдвигу его шпорами после того лишь, как будет спрессован ими примерно на 20—

25 миллиметров. Из сопоставления обеих диаграмм можно сделать следующие выводы: 1) с удалением, центра поворота гусеницы от шпоры сопротивление ее повороту, не считая бокового подрезания, учитываемого коэфициентом μ, уменьшается и быстро сводится практически к нулю; 2) с увеличением радиуса поворота число активно в том же смысле сопротивляющихся повороту шпор быстро уменьшается; 3) момент сопротивления повороту со стороны отстающей гусеницы всегда больше, чем со стороны забегающей; 4) за исключением нескольких шпор у центра поворота все остальные шпоры нагружены лишь с одной, впереди идущей стороны, задняя же половина шпоры идет по разрушенному грунту, не встречая никакого другого сопротивления кроме трения; и как вывод 5) по сравнению с моментом сопротивления повороту, создаваемым

боковым сдвигом всей длины гусеницы, трением и подрезанием грунта шпорами, влияние ширины гусеницы практически имеет значение только при самых малых радиусах поворота и только на отстающей гусенице, обусловливая необходимость увеличения момента тор-

можения отстающей гусеницы с уменьшением радиуса поворота. Мощность N₀, затрачиваемая на преодоление сопротивлений движению при повороте, будет равне

Л7 — ^2^2 + F₁v₁

⁰ 270

(13)

При F_K=0, то есть без прицепа, F_± в большинстве случаев < 0. Это показывает, что без торможения отстающей гусеницы поворот осуществить нельзя. Мощность двигателя, необходимая для осуществления поворота, т. о. слагается из мощности N₀ на преодоление внешних сопротивлений повороту и из мощности Ν_τ, затрагиваемой для получения разных радиусов поворота при пробуксовке тормозов:

4N,=N₀ + Ν_τ. (14)

При разных принципах устройства поворотных механизмов мощность будет разная. При бортовых фрикционах

<¹⁵)

г. к. энергия при отжатом фрикционе на отстающую гусеницу не передается. При простом диференциале

F2 (Vz + Vl) 270 η

2 F₂vо 270 η ’

(16)

τ. к. диференциалом момент распределяется на обе полуоси всегда поровну. При двойном диференциале (смотрите ниже)

Ν₉=^ [(2 - г₁₀) F₂ + i₁₀FΠ; (17>

здесь i ₁₀—наименьшее возможное отношение скорости ν_λ отстающей гусеницы к средней скорости г₀ правой и левой гусеницы. Потеря энергии на тормозе определяется как разность: .Ν_τ=ηΝ₃-Ν₀.

Т. о. получим при бортовых фрикционах

(18)

(18)

Здесь v₂—расчетная, по передаточному числу, скорость, не зависящая от радиуса поворота. При простом диференциале

270

^0

(19)

M_r=(i’₂-F₁)-^·. (19)

Здесь г>₀—расчетная, по передаточному числу, средняя скорость трактора, не зависящая от радиуса поворота. При двойном диференциале (смотрите ниже)

Ν_τ =

270

. f₂-f_x

270

V

1 (l - He У=(»1 - =

	Г2(* l)	2 i^min Λ η
Vo	[в )	V в )	, (20)
	2#-i	2 Fm/n и
	L В	В J
MT=F*-I± t — 2χο		Ik.	(20)

Здесь V _min—наименьшая возможная скорость отстающей гусеницы при данной передаче в коробке скоростей и постоянном числе оборотов двигателя в минуту, получаемая при полной остановке тормозного барабана отстающей гусеницы и соответствен о R_mi_n.

4) Т., предназначенный двигаться по целине и бездорожью, должен преодолевать встречаю щиеся подъемы, уклоны, боковые крены и косогоры, могущие достигать у большинства грунтов 27° (сырые глина, песок, земля, гравий).

УстойчивостьТ. определяется положением ц. т. его относительно осей, соединяющих крайние точки опоры. Расстояние от зад-

са должен быть возможно меньше и ограничивается лишь условием устойчивости на подъемах (фигура 16):

_ G (a-f") cos α - Jh-Gh sin a

~ TTT⁷³?⁷

F_K [h_K cos/3 -f (c + /") sin/3] ^ ₍L + f-f"

(21)

откуда видно, что разгрузка передней оси происходит вместе с увеличением всех внешних сил сопротивления и высоты точек приложения их над грунтом. При отсутствии тяги на крюке (F_K=0), равномерном движении C=0) на горизонтальном участке (α= 0) разгрузка передка повышается с увеличением

цесс опрокидывания после отрыва передних колес от грунта [³] происходит при сложных неравномерных явлениях уменьшающегося момента G(a — f"), возрастающей восстанавливающей силе инерции поступательного движения массы машины, возрастающей силе инерции вращательного движения рамы при постоянном числе оборотов двигателя или при переменном, с соответствующим влиянием сил инерции вращающихся масс трансмиссии и маховика. Практически при перегрузках с началом подъема передка уменьшающееся плечо h_K силы F_K понижает опрокидывающий момент этой силы, и машина тянет за собой груз, едва касаясь грунта передними колесами.

В гусеничном Т. центр тяжести располагают несколько вперед от середины гусениц с тем, чтобы на подъеме или при наличии прицепа на крюке, когда требуется наибольшая тяга, давление по длине гусениц распределялось более равномерно. Условием устойчивости [⁴] является расположение центра давления внутри габаритов опорной базы гусениц. Т. о.· условием устойчивости на подъеме (фигi 17) будет х < а — е, где х + е =

___ Ghsina + Jh + R(f+ b)siny + F_K(h_K cos β + csin/?) /91 G cos a-U sin γ ’ v

откуда

Ga cos a > Gh sin a -f Jh -}- R (L + /) sin γ +

4- F_K (h_K cos β + c sin β). (22)

На горизонтальном участке (α=0), без прицепа (F_K=0), при равномерном движении C== 0) и при глубине следа 0, то есть γ=0, условием устойчивости будет Ga> 0, т. e. Т. опрокинуться не может.

Механизмы Т. Двигатель трактора и его оборудование в конструктивных формах мало чем отличается от автомобильного (смотрите Автомобильный двигатель и Двигатели внутреннего сгорания). Двигатель Т. работает в большинстве случаев с полной мощностью и, так как нужно иметь большой сцепной вес Т., нецелесообразно облегчать двигатель за счет его надежности и сроков службы или путем применения дорогих легких металлов и сплавов. Материалом двигателя Т. являютсл почти исключительно чугун и углеродистая сталь. Редкие перерывы в работе позволяют употреблять дешевые сорта топлива—керосин, лигроин и моторную нефть, применяя лишь для пуска в ход двигателя легкий бензин. В связи с этим степень сжатия не превышает 4,2; для устранения преждевременных вспышек и детонации при этом воздух, подаваемый в двигатель, иногда увлажняется водой. Карбюраторы (смотрите) применимы, исключительно работающие на принципе предварительного эмульгирования топлива (Пал-лас, Солекс, Энсайн и др.). Принцип действия карбюратора Энсайн RW (фигура 18), применяемо-

ступает через патрубок 1 в улитку 2. Образующееся большое разрежение в центре улитки подсасывает через отверстия 3 эмульсию топлива. Образующаяся рабочая смесь направляется далее к дросселю 4. Одновременно крупные частицы топлива отбрасываются центробежной силой к стенке улитки и там, пот степенно испаряясь, поступают в общий поток. Эмульгирование топлива происходит в камере 5,количество подаваемого топлива в которую регулируется от руки подъемом колпачка 6, а количество воздуха — автоматически клапаном 7. При малой нагрузке эмульгированное топливо, проходя по каналам 8 я 9, смешивается с воздухом за дроссельной заслонкой. Вторая часть карбюратора служит для увлажнения рабочей смеси, что достигается подачей воды, эмульгированной воздухом, идущим по каналу 10, во всасывающую трубу из поплавковой камеры 11 по каналам 10 и 12. Принцип действия карбюратора Энсайн АЕ (фигура 19), применяемого на Т.

«ЧТЗ», несколько усложнен. Воздух из воздухоочистителя поступает через патрубок 1 и конус 2 в смесительную камеру 3. Создаваемое разрежение подсасывает эмульгированное I топливо из трубки 4 и направляет, смешивая ! его с воздухом, вверх. Эмульсия образуется из воздуха, поступающего через сменное калиброванное отверстие 5, и из топлива, впрыскиваемого через регулируемый иглой 6 жиклер 7. При средних нагрузках разрежение у трубки 4 недостаточно для образования эмульсии топлива, и оно через колодец 8, эмульгируясь воздухом, проходящим через сменные калиброванные отверстия 9 и 10, подсасывается по каналу 11 образовавшимся за полуприкрытым дросселем достаточно большим разрежением. Πρρι малых нагрузках под действием еще большего разрежения за дросселем подается добавочное, опять же эмульгированное топливо через отверстие 12 по каналу 13. Количество эмульгирующего воздуха регулируется здесь иглой 14. При резком повышении нагрузки запас топлива в колодце 8 будет достаточен, чтобы через трубку 4 быстро подать необходимое количество топлива. По опытам тракторного отдела HATH наибольшее влияние на характер изменения качества смеси при плавном изменении нагрузки оказывает отверстие 12, сделанное в карбюраторе постоянным.

Всасывающие трубы для устранения конденсации топлива подогреваются отходящими газами и подогревают рабочую смесь перед впуском ее в цилиндр. Обычно это достигается тем, что всасывающая труба окружается рубашкой, отлитой из чугуна за одно целое с трубой, и в нее отводится часть выхлопных газов, количество которых регулируется дроссельной засЛон-кой. Темп-pa подогретой рабочей смеси перед клапаном поддерживается в пределах 80-7-100^г в зависимости от сорта топлива. При такой системе карбюрации по опытам HAT И двигатель надежно работает на бензоле и е, не развивая лишь полной мощности вследствие низкой степени сжатия.

Фигура 20.

T., работающий в большинстве в пыльном воздухе, обязательно снабжается воздухоочистителем (смотрите Пылеуловители). (По остальным вопросам двигателя Т. и его оборудования см. Автомобильный двигатель, Двигатели внутреннего сгорания, Магнето, Радиатор, Насосы д е н-тробежные, Вентиляторы и прочие)

Трансмиссия Т. Детали трансмиссии нормально рассчитываются, исходя из наибольшего крутящего момента М_д двигателя, увеличенного на 25—30%. При случайных перегрузках фрикционная муфта (сцепление) должна пробуксовать.Муфты, допускающие произвольную регулировку сте пени нажатия, а тем более допускающие регулировку распределения давления .по поверхности трения, с этой точки зрения нерациональны. Связь между моментом трения М_с и необходимой силой нажатия Р (фигура 20) для всех типов муфт определится из следующих рассуждений [⁵]: полагая износ, а значит и работу трения распределенными равномерно по образующей поверхности трения, получим, что на усеченный конус бесконечно малой высоты с радиусом основания г_х действует сила

dP=,^P,^dTx, .—гФ Const (23)

(R — r) (μ COSα +Sin α) ^{4 J}

и удельное давление

Р (Я + г)

MN

: ф Const.

(2 О

2 7ni>_£C(/ucosa+sin а)

В этом случае элементарный момент сцепления

Ρμτ_χάν_χ

dM_c=μ r_xdP =

(R-Г) (μ COS a + Sift a) ’

откуда после интегрирования при z поверхностях трения получим:

^Мс=4*/*^co_S⁽f+ W~a - >^х zmFrpr, (25)

где m—часть окружности, участвующая в передаче момента, а—половина угла при вершине конической поверхности трения, μ—коэф. грения, создающий окружное усилие на поверхности трения (для сухого ферродо допускается μ =* 0,3-f-0,4; при наличии смазки— μ=0,08 -г-0,1; для стальных дисков со смазкой—μ=0,04-f-0,1 и при сухих дисках μ=0,15 -f-0,18); μ—коэф. .трения сопротивления перемещению вдоль оси муфты (для конуса μ== 0,25-f-1,0; для колодочного сцепления μ — коэф. трения в шарнирах включающих рычагов); р— переменное уд. давление на поверхность трения, наг большая величина которого р_гбудет на наименьшем радиусе г и наименьшая p_R — на наибольшем R. Для сухого ферродо допускается р_г*=1-=-1,5 килограмм/см²; при работе стальных дисков в масле p_R должен быть > 2,5 гг/см². Поверка муфты на нагревание [⁵,⁶] производится по удельной (на см²) работе трения А_т за весь период включения. Т. нормально на рабочих скоростях трогается с места под полной нагрузкой и при постоянном поддерживаемом регулятором числе оборотов п_д двигателя. Процесс, трогания с места состоит из двух периодов: 1) при щ=Const плавно включается сцепление, но Т. етоит на месте, пока нагрузка двигателя не возрастает от 0 до N_max; 2) при п_д=Const скорость Т. увеличивается от 0 до

₌ 3,6лщ R_K“ 30 г км/ч;

крутящий момент М_д двигателя при этом во все время остается равным крутящему моменту М_с на ведомом валу сцепления, который в свою очередь определяется из М_с=М_а + 1,

где М_а—момент на валу сцепления, необходимый для преодоления сопротивлений равномерному движению T.; I—момент инерции, приведенной к ведомому валу сцепления массы Т. и вращающихся деталей трансмиссии; ω—угловая скорость ведомого вала муфты; г—передаточное число трансмиссии и R_K—радиус ведущих колес (в м). Тогда вся работа трения А_т выразится (смотрите Муфты):

t! *2

Α_τ=Ιω_όΜ d(+f М_до>_д di -ό υ

-/К+¹Э^<иЛ· <²⁶>

ο

Принимая равномерное нарастание Μ за первый период (в действительности нек-рые включающие механизмы дают замедленное включение) и равномерно ускоренное движение Т. во второй период, получим:

М_ао>₍) А_т= 2

(tl + ^2) +

1“>д

2

или, подставляя

(F_K -р <PoG) Rk

Μ_α=·

и

ηΐ

Ιω

~Ύ

3,6 R_K

2 -3,6²»?

(<PqG + F_K) v

ΎΥΙΤ)^Δ

αι + ί.) + -2βϊ

получим:

Удельную работу трения получим, полученную полную работу трения при разгоне на площадь трения=· z · m· Если принимать продолжительность разгона на рабочей скорости t_± + t₂=5 ск., то величина А _тдля современных марок колеблется от 5 до 9 килограммм1см^а. Плавность включения достигается или увеличением числа дисков при малых диаметрах или определенной кинематической связью включающих механизмов.

У муфты Т.«ЧТЗ» (фигура21) эта связь характеризуется величиной (1—cos a). Предельное приа=0 нажатие на диск устанавливается по величине

^{р Рг} (28)

Фигура 21.

+ sina

2 μΥ

где a, Т, I и г—угол с вертикалью, усилие по штагге, длина и радиус шарниров перекидной штанги, Р—горизонтальное усилие на включающую муфту. Пружинные однодисковые и многодисковые муфты по существу мало отличаются от автомобильных. Перекосы при сжатии дисков избегаются тем, что одна из групп ведущих или ведомых дисков имеет свободу наклона своей оси относительно оси вращения. Бортовые фрикционы управления гусеничным трактором в связи с большим крутящим моментом делаются исключительно многодисковые.

В отличие от автомобильных (смотрите Автомобиль) коробки скоростей на Т. делаются в большинстве без промежуточного вала, по конструкциям же отдельных деталей не отличаются от автомобильных. Картер коробки скоростей обычно составляет одно целое с картером всей трансмиссии и служит одновременно остовом Т. В нек-рых же системах, наир. Бенц (фигура 22) [^а], не представляется даже

возможным наметить границу, отделяющую коробку скоростей от остальной передачи.

Дифференциал (смотрите) колесных Т. по принципу устройства ничем не отличается от ди-ференциала автомобилей (смотрите Автомобиль). В гусеничных же Т. простой .диференциал

План Б построен при условии полного торможения левым барабаном тормозной шестерни 3, план В—при частичном торможении правым барабаном шестерни 4 и план Г—применительно к симметричному, какие только и применяются на Т., двойному диференциалу Т. «Клетрак». На всех планах отрезок АВ выражает расстояние между полуосями А и осью сателитов В, на котором размещены в масштабе полюса зацепления Р_г, Р₂, Р₃,. всех шестерен диференциала. Горизонтальные отрезки ВЬ₀, PjPi, Р₂р₂—векторы окружных скоростей оси сателитов В и полюсов Р_х и Р₂; отношение

tg а_г: tg α₂: tg α₀=Ρ₂ρ[ : Ρ₂ρ₂: Ρ₂ρό

выражает отношение угловых скоростей ^Γω_α: : ω₂: ω₀ полуосей и корпуса диференциала, равное отношению п_г:п₂:щ числа оборотов их. На основе принципа действия механизма диференциала окружные относительные (по отношению к корпусу диференциала) скорости полюсов Р_г и Р₂ равны по абсолютной величине и имеют разные знаки, что на планах выражено равенством и разным относительно плана Аb₀ корпуса диференциала направлением отрезков р_грό и ρ₂ρό, равные им по величине и знаку отрезки Р_ЛРв “ РгРв, ^ст_ ложенные от центральной линии АВ, опреде-

А Г

применяется лишь в суррогатах гусеничных Т. при применении т. н. гусеничных придатков к колесным Т. В чисто гусеничных Т. применяется двойной диференциал, состоящий из двух планетарных передач, соединенных между собой по принципу диференциала. Полуоси с сателитами в этом случае составляют нормальный диференциал, а каждая полуось со своими и тормознымй сателитами и с шестерней тормоза составляет планетарную передачу. При торможении шестерни тормоза са-телиты, вращаясь с корпусом диференциала и около своих осей, замедляют через планетарную передачу вращение своей полуоси по закону г₁₀= ~=1 —, а через диференциал ускоряют вращение другой по закону 2 п₀== п_г + п₂, за счет чего и получается поворот Т. При отжатых тормозах действие двойного диференциала совершенно одинаково с простым. На фигуре 23: А—схема цилиндрического двойного диференциала и Б, В и Г—планы скоростей его в увеличенном масштабе. ляют планы ΡβιΒ и ρ#_£Β относительных скоростей вращения сателитов около их осей и

tg βι: tg /S₂: tg α₀ =

ΡιΡ

ВI ΡχΒ

P₂p_n

P₂B

. Bbo * AB

= ω_Βι: ω_Β2: ω₀=n_Bl: n_B2: щ.

Наконец отношение

tg 7ι · tg γ₂. tg α₀ =

выражает отношение чисел оборотов п_М1 : п_ш : : п₀ сателитов В₁ и В₂ в абсолютном их вращении около центров мгновенного вращения М_Л и М₂. Аналитическое выражение для симметричного (радиусы шестерен A₁=A₂,A₃=A_i, В_г=В₂ и В₃=Р₄) диференциала предельных (при полном торможении шестерни А₃ или А₄) передаточных чисел получится определением окружных скоростей оси В и полюсов Р_г и Р₃ как следствия вращения их около оси А и около мгновенных центров М_г и М₂: ω₀: ω_λ: ω₂=1: ί₁₀: (2 - г₁₀), где г₁₀—передаточное число планетарной передачи от полуоси к картеру диференциала

= (l — 4^] : 1. Предельное передаточное чис-V B₃A₁J

ч ло между полуосями найдется из соотношения

R

.. (О 2 712 2 ^ Ό 2 В

^max ⁼ -21 ^{= =} ~~ ⁼ ^ ·*

Чо

V2 _;^1

(29)

-1

по к-рому определяется наименьший возможный радиус поворота R_mi_n:

Rmin

. В _

721 - 1

2 Но -j-y

2(i - Но) ’

(30)

где В— ширина колеи Т. Конический двойной диференциал (фигура 24), применяемый на Т. <-Линке-Гофман», отличается от цилиндрического только тем, что парные цилиндрические са-телиты в нем заменены ординарными коническими. Сложный с червячной передачей двойной диференциал (фигура 25, I) Т. «Ганномаг» усложнен промежуточной червячной переда-

тяговые качества Т. по сцеплению с грунтом и мягкость подвески изображены на схемах фигура 26. Первые два типа Ли В применяются в большинстве сельскохозяйственных типов Т., остальные три—С, В и Е—в более или менее быстроходных транспортных Т. Основные по-

чей с целью избегнуть за счет самоторможения червяка непроизвольных поворотов Т._; свойственных всем гусеничным Т. с диференциал ом, т. к. случайное сопротивление на одной из гусениц равносильно торможению ее, и как следствие—независящий от водителя поворот. Для расчета такого диференциала схему его можно заменить схемой, показанной на фигуре 25, II, где вместо червячной пары пока

зана цилиндрич. пара с внутренним зацеплением. Графич. расчет такой схемы показан на плане скоростей фигура 25, III, на основе которого легко произвести и аналитич. расчет.

Принцип действия гусеничного механизма (смотрите Гусеничный движитель) заключается в том, что ведущая зубчатка, наматывая на себя лежащую на земле гусеничную цепь,через опор

ные подшипники своего вала толкает корпус Т., к-рый вследствие этого катится на опорных роликах по переносимой через ленивец вперед гусеничной цепи. Основные типы подвески Т. на опорных роликах, характеризующие способность гусеничной ленты применяться к неровностям грунта, и связанные с этим

Фигура 26.

тери энергии в гусеничном механизме [⁷] происходят в местах сгиба и разгиба натянутой части гусеничной ленты (а и b при задней ведущей зубчатке и а, b, с d—при передней), а также на качение опорных роликов по ленте, и в результате кпд гусеничного механизма в целом достигает 0,92-т-0,85. Этих потерь нет в колесном Т., но на мягких грунтах их значительно превышают потери на прессование грунта и буксование, сопровождающие работу колесного Т.

Современные контрольные испытания целых Т. состоят из определения зависимости свободной мощности на тяговом крюке N_к, скорости v, буксования ведущих органов по грунту ω и часового расхода топлива Q от нагрузки (силы тяги) F, ¹¹¹ на крюке при наличии всех сопровождающих работу Т. явлений. Графическое изображение результатов испытаний Т. (характеристики), произведенных НАТИ с Т. «СТЗ» [⁸] на сухой стерне с удельным сопротивлением вспашке -0,5 килограмм/см², приведено на фигуре 27. Отклонение кривой N_K/F_V от прямой, проходящей через начало координат, является

Эксплоатационные характеристики Т. советского производства

(в округленных цифрах).

Характеристики	«СТЗ» и «ХТЗ»	! «чтз»	«Комм ТрГ 50 (9 Г)	г у н а р» ТрГ 75 (9 ГУ)
Номинальная мощность, IP. Нормальная тяга на рабочей (II) ско-	15/30	48/60	50	75
рости, кг	900	3 200	2 100	2 400
Норм, тяга на III скорости, кг.	600	2 200	1 200	1 300
Макс, тяга на I скорости, кг.	1 200-г-1 100	4 ЗОО-г-5 200	1 500-6-5 100	5 200-У5 800
Скорости движения, км/ч;
I	3,51	3,08	1,8	2,33
II	1,52	1,18	4,75	6,16
III	7,05	1 5,95	7,00	9,06
задний ход	4,20	2,18	2,10	3,10
Вес трактора, т ,. - ..	2,7	b ,7	8,0	8,0
Вес в рабочем состоянии, т.	3,0	9Д	8,5	8,5
Габарит:
длина, миллиметров..	3 500	3 880	1 350
то же с транспорт, крюком.	—	4 020	5 150
ширина, миллиметров..	1 690	2 100	2 060
высота, миллиметров. ..	1 780	2 100	2 460
то же с крышей.:.	—	2 700	2 800
Ширина колеи, миллиметров.. Продольная база, миллиметров..	1 350	1 830	1 510
	2 170	—	— 1	’
Опорная длина гусениц, миллиметров.	—	1 1104-2 020	2 000-6	J-3 000
Ширина гусениц, миллиметров. ..	—	406	400
Шаг звена, миллиметров..	—	203	251
Число зубьев ведущей зубчатки.	—	27/2	17/2
Размеры колес:
диаметр задних, миллиметров..	1 270	—	—	—
диаметр передних, миллиметров..	861	—	—	1 —
ширина задних, миллиметров ..	310	—	—	! —
ширина передних, λιμ..	160	—	—	ί
Клиренс, миллиметров..	260	350	420
Тяговой крюк:
высота, миллиметров. ·..	300-У500	445	600 и 450
боковой вынос, миллиметров..	± 200	±270	±320
Двигатель:
диаметр цилиндров, миллиметров.	115	165	150
ход поршня, миллиметров. ..	152	216	180
число цилиндров ..	4	1	850	4
число об/мин..	1 050	650		1 100
степень сжатия..	4,2	3,86	3,8	1,25
норм, топливо ..	керосин	лигроин	керосин	бензин
Емкость баков, л:
основного топлива..	68	350	320	380
пускового » ..	3,75	20	60	— !
Емкость масляной системы, л:
двигателя..	9	19	16
"трансмиссии ..	32	63	60
Емкость системы охлаждения, л. Приводной шкив:	“	60	70
диаметр, миллиметров..	428	106	700
ширина, миллиметров ..	230	251	250
число об/мин..	625	650	405
Привод к маш.-орудиям, число об/мин.	535	650	105
Регулировка механизмов распределения:
всасывание..	+ 8,+38	+ 7,+ 15	+ 9,+38 i	—
выхлоп	-50, +10	-15,+12	— 11,+ 5 i	—
норм, зазор, миллиметров..	0,3	0,6	0,5 !	—
Карбюратор ..	Энсайн RW	Энсайн АЕ	Зенит
	0 38 миллиметров	0 14,5 миллиметров	0 55 миллиметров
	(смотрите выше)	(смотрите выше)	(смотрите Карбюраторы)
Магнето (смотрите)..	Сцинтидла	Сцинтилла g. № 4	Бош ZR 4
Регулировка:
числа оборотов ..	пломбир, пружиной	пломбир, пружиной	от ручного рычажка, ι
подогрева воздуха ..	нет	нет	впуском холодного
подогрева смеси ..	заслонкой	заслонкой	не регулир.
фрикциона двигателя..	распределен. отжатия	степенью нажатия	не регулир.
бортовых фрикционов..	—	не регулир.	распределен, нажатия
тормозов..	степенью затяжки	степенью затяжки	согласован, с управлен. борт, фрикциона
I натяжения гусениц :..		буферной пружиной	натяжным винтом

следствием падения числа оборотов двигателя сначала за счет увеличения энергии регулятора, а после перехода через наибольшую мощность двигателя—за счет перегрузки двигателя и вследствие прессования грунта шпорами вначале и сдвига пласта грунта в конце. Перегиб кривой N_K[F_K определяет наибольшую возможную мощность на крюке при данных внешних условиях работы Т. Кривая

Q/F_K часового расхода топлива, начинаясь от некоторой постоянной величины Q_xx, соответствующей расходу на самопередвижение Т. при холостом ходе (.F_K=0), растет вместе с кривой N_K!F_K. Характер протекания ее однако отличается от кривой N_K/F_K за счет качества работы карбюрации при разных нагрузках и гл. образом за счет буксования со, выпрямляясь и даже загибаюсь иногда вверх с увеличением последнего. Кривая q/F_K удельного расхода на крюковую bР-ч является производной из двух кривых Q/F_K и N_1f[F_K и наглядно показывает экономичность той или иной нагрузки Т. Крутой подъем ее от перегиба вправо вверх зависит гл. обр. от величины буксования, а влево вверх—от величины энергии, затрачиваемой на самопередвижение Т. Кривая буксования oj[F_k характеризует относительную потерю энергии за счет потери скорости при пробуксовке ведущих органов по грунту. со _ .100= (i- ~) 100 (в %).

FqVx ^п }

Здесь F₀—полная сила тяги на шпорах, F₀v_x— мощность на полуосях при отсутствии буксования; v_x— V—потеря в скорости, п_х и п суммарное число оборотов ведущих органов при холостом ходе и под нагрузкой на одной и той же длине пути. Основные данные по Т. союзного производства см. в таблице.

Лит.: 1) Львов Е., Тракторы, М., 1931; а) л е б е-пев и Сеславин, Атлас тракторов «СТЗ», м., 1933* ³) Львов Е., Динамика колесного трактора, «Автотракторное дело», М., 1932, 4; *)3аславск и и В Краткий курс расчета танков и их механизмов, М., 193°* 5) Брумберг Ф., Расчет сцеплений, «Труды ВАММ» 3; 6) Чудаков Е., Расчет автомобиля, «Известия НАТИ», М., 1932, 1—2; ⁷) В ер ш б и ц к и и Н., Кинематика гусеничной ленты; там же, М., 1932, ό—4; 8) Якоби и Тюляев, Итоги первого года эксплоа-татхии тракторов Сталинградского тракторного завода и Харьковского тракторного з-да, там же, 1932, 5; К р исти М., Курс испытаний гусеничных машин, М., 1933; Мак Киббен Е., Кинематика и динамика с.-х. колесного трактора, Л., 1932; Львов Е., Динамика гусеничного трактооа, там же, М., 1932; Отчет по испытанию тр шторов в Персияновке, ч. 1, 2 и 3, Ленинград, 1930· The Red Tractor Book, Cooperative Tractor Catalog, ежегодно: Becker, Motorschlepper, Berlin, 1926

(перев.). ^Μ·