Файл: Поляк, А. Я. Трактор будущего.pdf

почти половину рамы трактора. Тракторист должен хо­ рошо видеть машины, рабочие органы, поле. Требования безопасности водителя и удобства управления опреде­ ляют положение основных агрегатов и узлов трактора. Попробуйте, например, разместить спереди трактора жатку. С технологической точки зрения это целесооб­ разно, но при этом тракторист плохо видит машину, ему

коробками передач, поворачивающимися сиденьями и переставляющимся управлением. Сколько дополнитель­ ных хлопот и непроизводительных затрат времени! На­ весить же на тракторе более сложные машины, напри­ мер пресс, кукурузоуборочный или зерновой комбайн, попросту невозможно.

Попытки создания специальных тракторов, которые должны нести на себе различные машины и механиз­ мы,— так называемых самоходных шасси — не привели пока к особенно удачным техническим решениям. Раз­ мещение машин на самоходном шасси оказывается не­ удобным, так как их установка и снятие отнимают мно­ го времени, работа тракториста затруднена. Более или менее успешно удается преодолеть эти трудности толь­ ко на шасси малой мощности. Приходится признать, что, пока на тракторе находится человек, машина не может занять необходимое ей место. Мы уже знаем, что только автоматизация откроет возможности для действительно гармоничного сочетания трактора с ма­ шиной и наиболее эффективного выполнения техноло­ гического процесса.

Трактор работает с большим числом машин, самых разных по назначению, конструкции и выполняемому технологическому процессу. Например, «шлейф» трак­

100

тора МТЗ-50 насчитывает больше 160 машин и орудий. Но с какой бы машиной ни агрегатировался трактор, неизменным остается требование — как можно полнее использовать его мощность, так как от этого зависит производительность. Нелегко решить эту задачу при таком разнообразии машин: ведь в зависимости от тех­ нологического процесса машины по-разному преобра­ зуют энергию трактора в полезную работу, неодинако­ ва и энергоемкость технологических процессов. К при­ меру, на пахоте трактор класса 3 тонны загружается плугом, имеющим захват 1,4 метра (4 корпуса), а на посеве для этого трактора нужен агрегат с захватом 14,4 метра. Если мы хотим добиться высокопроизводи­ тельного и экономичного использования техники, нельзя допускать, чтобы трактор с одной машиной был загружен на полную мощность, а с другими реализовал только 30—40% своих возможностей.

Как же научить столь различные машины эффектив­ но использовать энергетические возможности трактора? Давайте посмотрим, чем мы для этого располагаем. Предположим, мы выполняем лемешное лущение, трак­ тор работает с недогрузкой. Попробуем прибавить еще один корпус — загрузка повысилась, увеличилась шири­ на захвата, выросла производительность. Значит, нуж­ ны машины с переменной шириной захвата, позволяю­ щие изменять загрузку трактора при различных усло­ виях. Можно составить агрегат из нескольких машин или их секций. Но увеличение ширины захвата ограни- ' чено тяговыми возможностями трактора. Прибавьте лишний корпус — и трактор начнет буксовать.

По-другому складываются взаимоотношения тракто­ ра с боронами. Их тяговое сопротивление невелико, и, чтобы загрузить трактор класса 3 тонны, пришлось бы составлять агрегат шириной более 35 метров, Далеко

101

не на каждом поле сможет работать такая махина. Вот тут нам и поможет скорость. Увеличив скорость дви­ жения, мы загрузим трактор, поднимем производитель­ ность. Значит, нужны машины, позволяющие повышать скорость движения в широком диапазоне без ущерба для качества работы. К сожалению, возможности по­ вышения скорости при работе с данным трактором то­

не удается создать рабочие органы машин, рассчитан­ ные на широкий диапазон скоростей: с изменением ско­ рости меняется и качество работы, и сопротивление агрегата. Сейчас проектируются рабочие органы с из­ меняющейся конфигурацией (подобно тому, как винт самолета имеет поворачивающиеся лопасти), но их кон­ струкция сложна и они дороги.

Однако есть еще один путь. На тех операциях, где нельзя увеличить ширину захвата и не удается повы­ сить скорость, можно применять комбинированные аг­ регаты. Такой агрегат, оснащенный различными рабо­ чими органами, выполняет за один проход по полю сразу несколько операций, например , рыхление почвы, внесение удобрений, посев. Естественно, что комбини­ рованный агрегат в состоянии загрузить даже очень мощный трактор. Но не только в этом заключается его преимущество. Комбинированный агрегат легче и про­ изводительнее, чем несколько машин, выполняющих такие же операции по отдельности. Его применение позволяет уменьшить число проходов трактора по по­ лю, снизить вредное воздействие колес на почву. В не­ которых случаях одновременное выполнение нескольких операций улучшает агротехнику. Например, при совме­ щении уборки с лущением лучше сохраняется влага в почве. В будущем комбинированные агрегаты с актив­

102

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРА

Колесо и гусеница

Колесо или гусеница? С самого рождения тракторов этот вопрос занимает умы их создателей. Федор Бли­ нов уверенно заявлял: «Только гусеница». Однако пер­ вые русские тракторы, построенные Яковом Маминым, были колесными. Первые тракторы, появившиеся в Аме­ рике, тоже имели колеса, но очень скоро там создали полугусеничные и гусеничные машины. Сейчас 10% об­ щего производства американских тракторов — гусенич­ ные. Наша отечественная тракторная промышленность начала с массового выпуска колесных тракторов, но уже в 1933 году заводы стали переходить на изготовле­ ние гусеничных тракторов, а в 1940 году их доля в об­ щем объеме производства составила 84%. В настоящее

104

время почти каждый второй трактор, выпускаемый со­ ветской промышленностью,— гусеничный.

Более 60 лет назад началось массовое изготовле­ ние тракторов, а спор между колесом и гусеницей все еще не решен.

Гусеница— длинная цепь, состоящая из нескольких десятков стальных звеньев, скрепленных шарнирами.

цев, подшипников, осей. На трение в шарнирах, в за­ цеплении звездочки с гусеничной цепью теряется мощ­ ность. В большинстве случаев в шарниры попадает пыль, влага, происходит интенсивное изнашивание дета­ лей. Много времени приходится тратить на уход за гу­ сеницей, осмотр, регулировку и смазку механизмов гу­ сеничного хода. Гусеница сотрясается, стучит, лязгает, поднимает пыль — создаются тяжелые условия для ра­ боты. Гусеничные тракторы не приспособлены для дви­ жения по дорогам: их почвозацепы портят асфальт и бетон. Даже для того, чтобы переехать дорогу, прихо­ дится подкладывать доски или железные листы. Прав­ да, имеются специальные башмаки для «хождения» по дороге, но попробуйте обуть этакую «сороконожку», у которой около 60 траков. Но даже в башмаках гусе­ ничный трактор — не конкурент автомобилю: его транс-

105

портная скорость не превышает 18—20 километров в час.

Другое дело колесный трактор. Устройство колеса очень простое: ось, диск, шина. Легко создать трактор, колеса которого можно при желании раздвинуть или сблизить, — такой трактор может работать в любых междурядьях. Современный колесный трактор с мяг­ кими резиновыми баллонами легко «пробегает» по шоссе до 35—40 километров в час, не повреждая до­ рожного покрытия. Колесо мягко, без шума и лязга катится по дороге и по полю. Уход за колесом сводит­ ся к подкачке баллона, а ремонтировать вообще нечего— заменил баллон и поезжай дальше. Применение колеса исключает потери энергии на трение в шарнирах, кат­ ках и в зацеплении звездочек с гусеничной цепью. Ко­ лесо легче, чем весь комплект деталей гусеницы.

Оставляя далеко позади ползущую по полю гусени­ цу, легко и быстро катится колесо по дорогам, которых в нашей стране становится все больше и больше.

Кажется все ясно, будущее за колесом, на его сто­ роне все преимущества. Но не стоит спешить с выво­ дами. Вот колесо выкатилось на про'селок (не вся зем­ ля будет покрыта асфальтом и бетоном), впереди ов­ раг, на дне его влажная мягкая почва, еще немного — и колесо забуксовало, трактор с прицепом встал. А с пригорка спокойно движется гусеничная машина, она зацепит колесный трактор и поможет ему выбраться на сухое место.

Гусеница обладает несравненными сцепными свой­ ствами. Почти половина гусеничной цепи лежит на по­ верхности почвы, трактор катится по ней, как по рель­ сам, а колесо касается почвы только в одной точке; правда, в этом месте мягкая шина сминается и образу­ ет площадку, но эта площадка намного меньше, чем

106

плоскость касания гусеницы. Благодаря высоким сцеп­ ным свойствам гусеница почти одинаково уверенно чув­ ствует себя на плотной и рыхлой, сухой и влажной почве. Высокий коэффициент сцепления и низкое удель­ ное давление на почву — вот главные преимущества гу­ сеницы, и победить ее по этим показателям колесо не может. На рыхлых фонах след от гусеницы в два раза меньше, чем от колеса. В степных районах страны гу­ сеничный трактор выходит в поле на два-три дня рань­ ше колесного, а в зонах повышенной влажности, на­ пример на северо-западе нашей страны, разрыв этот превышает пять дней. Это нельзя не учитывать, неда­ ром народная мудрость гласит, что «весенний день год кормит».

Многие полагают, что колесный трактор проще и легче гусеничного. Однако это далеко не так. Вес трак­ тора определяется не только конструкцией и размерами механизмов, но и, что очень важно, его сцепными и тя­ говыми свойствами. У обычного колесного трактора лишь два колеса ведущие, их сцепление с почвой поз­ воляет катить только часть веса трактора — примерно 60—70%. Остальной вес трактора приходится на перед­ ние колеса и не участвует в увеличении силы сцепле­ ния, вызывая лишь дополнительные затраты мощности на то, чтобы катить колеса, несущие эту нагрузку. Уменьшить вес трактора, приходящийся на передние колеса, нельзя, они начнут отрываться от почвы, и трак­ тор потеряет управляемость. Коэффициент использова­ ния сцепного веса таких колесных тракторов равен лишь 0,3—0,36. Создание тракторов, у которых все четыре колеса ведущие, повышает этот показатель до 0,4—0,45. (Заметим, кстати, что лучше, если у такого трактора передние и задние колеса имеют одинаковый размер. При движении трактора передние колеса прокладыва­

107

ют колею, по которой, как по дорожке, катятся задние; если размеры колес одинаковы, то задние только не­ много усиливают уплотнение дна колеи, а если они шире, то приходится тратить дополнительную энергию на смятие и уплотнение почвы при расширении колеи.) Однако и в этом случае колесный трактор отстает от гусеничного, коэффициент использования веса которого достигает 0,5—0,58. Вот почему, если гусеничный трак­ тор класса 3 тонны весит 6000 килограммов, то для обеспечения такой же тяги колесный трактор с двумя ведущими колесами должен весить 8500, а с четырьмя

очень незначительно прессует почву, благодаря этому тяговый к.п.д. гусеничных тракторов значительно выше, чем колесных. На стерне тяговый к.п.д. гусеничного трактора составляет 0,78—0,80, колесного с двумя ве­ дущими колесами 0,65—0,67 и с четырьмя ведущими ко­ лесами 0,69—0,71. При работе на поле, подготовленном под посев, преимущества гусеничного трактора еще за­ метнее: здесь его к.п.д. равен 0,70—0,74 против 0,46— 0,54 у колесного трактора с двумя и 0,60—0,65 — с че­ тырьмя ведущими колесами. Это значит, что при работе на мягком грунте с нормальной тяговой загрузкой ко­ лесный трактор даже с четырьмя ведущими колесами будет терять на 12% мощности больше, чем гусенич­ ный, то есть гусеничная машина будет соответственно экономичнее, а при равной мощности двигателей — производительнее.

Казалось бы, у нас есть все основания считать гусе­ ничный трактор победителем в споре с колесным. Одна­ ко и такой вывод был бы поспешным.

Число специальностей трактора уже сегодня велико и будет расти по мере развития механизации сельского

108

хозяйства. При выборе типа трактора важна не только производительность и экономия топлива на каждой опе­ рации, но и также общая выработка трактора и об­ щий расход топлива, которые складываются из показа­ телей его работы на всех операциях. Можно создать трактор, со всех точек зрения приемлемый для одной операции, но невыгодный и неудобный для выполне­

ство гусеницы — небольшое буксование в любых усло­ виях, но ее беда— потери на трение. Значит, если ко­ лесо не будет буксовать, оно сравняется с гусеницей, а то и превзойдет ее. Но ведь далеко не всегда трактору приходится работать с большой тяговой нагрузкой. Се­ годня тракторы успешно конкурируют с автомобилями на дорогах, больше трети выполняемых ими работ со­ ставляют перевозки грузов. Каков же тяговый к.п.д. тракторов на плотной дороге? Оказывается, в этих ус­ ловиях для колесных тракторов с двумя ведущими ко­ лесами он равен 0,84, а для гусеничных — только 0,78. Правда, сельскохозяйственные грузы (например, удобрения) приходится возить по снегу, по полю, по плохим проселочным дорогам —тут предпочтение при­ дется отдать гусенице. Но в целом на транспортных работах преимущество остается за колесом, так же как и на многих других операциях.

Кроме таких работ, как пахота, посев, культивация, лущение, где энергия передается через тяговое усилие, имеется немало операций, в процессе которых мощ­ ность передается непосредственно на рабочие органы машины, а сама машина либо располагается на трак­ торе, либо не требует большого тягового усилия на

109