Сельское хозяйство/2.Механизация сельского хозяйства

Д.т.н. Лопарев А.А.

Аспирант Комкин А.С.

Вятская государственная сельскохозяйственная академия, Россия

Использование собственного веса колесного неполноприводного трактора класса 1,4

для расширения его тягового диапазона

ГОСТ 27021 -86 «Тракторы сельскохозяйственные и лесохозяйственные. Тяговые классы» делит тракторы на 10 тяговых классов, каждому из которых соответствует свой тяговый диапазон. Согласно заводских инструкций, тракторы не имеют разрешенного заводом-изготовителем расширения своей тяговой зоны. Однако возможности трактора позволяют, а экономическая ситуация обязывает расширить тяговой класс с целью более эффективного использования тракторов.

Одним из таких технических решений расширения тягового диапазона является оригинальная конструкция быстросъемного гусеничного движителя, разработанная на кафедре «Автомобили и тракторы» Вятской ГСХА (рис.1) [1].

Движитель устанавливается вместо задних ведущих колес неполноприводного универсально-пропашного трактора класса 1,4.

Рисунок 1 – Общий вид гусенично-колесного трактора МТЗ-82 ГК

Одним из основных ее свойств является «ротопедный эффект» - перенос при движении трактора веса с заднего на передний опорно-натяжной каток.

В основу движителя положено шагающее колесо чешского изобретателя Юлиуса Мацкерле [2]. Оснащенное такими колесами его транспортное средство «Ротопед» (вращающаяся нога) развивало скорость 20 км/ч, причем к оси колеса не подводилось крутящего момента. Все это достигалось за счет переталкивания собственного веса камерами колес.

По аналогии с шагающим колесом Ю.Мацкерле, при движении ведущая задняя ветвь движителя при всё возрастающем динамическом натяжении переносит вес трактора, создавая, таким образом, наряду с окружной силой гусеницы от подведенного крутящего момента дополнительно толкающую силу внутри самого движителя [3].

Сравнительные тяговые испытания колесного трактора МТЗ-82 на колесном и гусенично-колесном ходу с отключенным передним мостом прошли на ФГУ «Кировская МИС» п.Оричи Кировской области [4]. Тяговая характеристика трактора представлена на рисунке 2.

Из характеристики видно, что прирост тягового усилия трактора без увеличения его массы составил 44%. В том же ГОСТ 27021 -86 дана расчетная методика определения тягового усилия

Р_кр,ном=А·G_э, (1)

где А – коэффициент, устанавляваемый в зависимости от вида трактора;

G_э – эксплуатационная масса трактора, кг.

Значения тягового усилия, рассчитанные по ГОСТ и фактически полученные при испытаниях представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Значения тягового усилия испытуемых тракторов

Трактор	Ркр, ном*
	рассчитанное по ГОСТ	фактическое
МТЗ-82	14,24	16,4
МТЗ-82ГК	16,67	24,8
* с учетом 200 кг на переднем брусе трактора

Рисунок 2 – Тяговая характеристика трактора МТЗ-82 на колесном и гусенично-колесном ходах:------------ -колесный; -гусенично-колесный

Значение коэффициента А для гусеничных тракторов составляет 0,49·10^-3 и 0,273·10^-3 для неполноприводных колесных тракторов с эксплуатационным весом более 26 кН. Столь малые нормированные значения коэффициента А обусловлены функциональным несовершенством их движителей: 50% массы гусеничного трактора и 70 % массы колесного трактора не участвуют в образовании тягового усилия (силы тяги).

Согласно формуле (1) получаем, что тяговое усилие трактора МТЗ-82ГК должно было увеличиться лишь до 16,67кН, однако увеличение произошло до 24,8 кН. Для получения такого тягового усилия необходимо увеличить массу трактора до 6649 кг (т.е. еще на 2249 кг). Даже если подставить значение коэффициента А=4,9·10^-3 (как у гусеничных тракторов, хотя длина гусеницы у них больше в 2 раза), то получим значение Р_кр.ном=21,56 кН.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что тяговое усилие колесного трактора увеличивается за счет «ротопедного эффекта» оригинальной конструкции сменного гусеничного движителя.

Литература:

1. Заявка 2010125384/11 Российская Федерация, МПК В62D 55/00. Тележка гусеничная сменная для транспортного средства [Текст] / Лопарев А.А., Судницын В.И., Комкин А.С. и др. (Россия); заявитель ФГОУ ВПО «Вятская ГСХА»; заявл. 21.06.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36.

2. David Scott. The Incredible No-Torque “Walking” Machine//Popular Science, 1970

3. Лопарев А.А., Судницын В.И., Комкин А.С., Фасхутдинов М.Х. Формирование движущей силы в движителе с верхнеприводной гусеницей, трехбалансирной подвеской двух защемленных опорно-натяжных катков и весовым натяжением всех ветвей треугольного обвода. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. Научный журнал Северо-Восточного регионального научного центра Россельхозакадемии, №1(20) –2011–С. 67-70.

4. Протокол № 06-47-2010 (9060026) сравнительных тяговых испытаний трактора МТЗ-82 на гусенично-колесном и колесном ходу. – Оричи,2010. – 21с.