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

передвижение по полю. Например, при работе тракто­ ра с погрузчиками, жатками, косилками, силосоубороч­ ными комбайнами, пресс-подборщиками тяговая нагруз­ ка невелика, значит, колесо не будет буксовать и ко­ лесный трактор не уступит по эксплуатационным пока­ зателям гусеничному. Воздействие колеса на почву при выполнении этих работ в большинстве случаев не имеет такого решающего значения, как при подготов­ ке почвы или посеве.

Гусеница не может конкурировать с колесом и при работе на песчаных почвах. Песок, попадая в открытые

ниц. Между тем шина в этих условиях изнашивается примерно так же, как и на других почвах.

Вот и получается, что гусеничный трактор незаме­ ним на пахоте, сплошной обработке почвы, посеве, а колесный — на транспортных, уборочных и других ра­ ботах, где не нужна большая тяга и не страшна дефор­ мация почвы. Значит, спор между гусеницей и колесом неразрешим?

Но существующее распределение обязанностей не веч­ но. Конструкторы стремятся расширить возможности колеса и гусеницы, уменьшить их недостатки. На этом пути появляется много интересных технических ре­ шений.

Создание эластичных и надежных шин позволяет снизить давление в них и уменьшить уплотнение поч­ вы. Уширители колес и полугусеничный ход расширяют возможности применения колесных тракторов. Мы уже убедились в существенных преимуществах трактора с

но

Замена открытого стального шарнирного сочленения закрытой гибкой связью может резко снизить износы

ипотери на трение. Большой интерес

представляет идея по созданию пневматиче­ ской гусеницы в фор­ ме надувной резиновой трубки, выдвинутая еще в 1899 году над­ ворным советником Черепановым, но толь­ ко сейчас развитие машиностроения и хи­ мии дало возмож­ ность приступить к практическому ее осу­ ществлению. В Бело­ русском институте ме­ ханизации сельского хозяйства построен пер­ вый опытный образец трактора с гусеницами, представляющими со­ бой надувные рези­ новые подушки. Такая гусеница соединяет в себе бесшумность, плавность и мягкость хода колеса с хороши­ ми сцепными свойства-

112

«Шагающее колесо».

ми гусеницы и низким давлением ее на почву. Однако на пути создателей пневматической гусеницы еще очень много трудностей — гусеница должна быть износостой­ кой, надежной, дешевой, удобной в эксплуатации.

В последнее время в технике появляются новые типы движителей и новые принципы движения, в частно­ сти различного рода шагающие механизмы и устрой­ ства, у которых качение заменено скольжением.

Сочленение резиноме­ таллической гусеницы.

Недостаточная универсальность колеса и трудности обеспечить его надежную дли­ тельную работу на высоких скоростях натолкнули конструкторов на мысль о

создании транспортных средств на воздушной подушке. Воздух, нагнетаемый под плоское днище экипажа, соз-

Трактор на пневмати­ ческой гусенице.

114

дает между ним и дорогой подушку. Эки­ паж как бы парит над поверхностью до­ роги и скользит по ней, опираясь на эту подушку. Такие машины могут оди­

наково успешно перемещаться по воде и по суше. По рекам нашей страны уже курсируют пассажирские суда на воздушной подушке.Однако бесколесные экипажи на воздушной подушке имеют две существенные особенно­ сти, которые ограничат их применение в сельском хо­ зяйстве. Это, во-первых, невозможность создания вы-

соких тяговых усилий и, во-вторых, выдувание почвы из-под днища.

На какие же движители встанет трактор будущего? Точно ответить на этот вопрос сейчас трудно. Долгое время еще будут выпускаться и гусеничные, и колесные тракторы, причем, вероятно, со всеми ведущими ко­ лесами одинакового размера. Успешное решение этой задачи придет вместе с созданием новых тракторных трансмиссий, к разговору о которых мы сейчас перей­ дем. Возможно, что монополию на тракторную обувь завоюет пневматическая гусеница. В спор колеса и гу­ сеницы, несомненно, вмешаются и сельскохозяйственные машины: широкое распространение машин с активными рабочими органами устранит причины спора — необхо­ димость развивать большие тяговые усилия.

Силовая передача

Какой бы совершенной ни была конструкция колеса

игусеницы, они остаются неподвижными и бесполез­ ными, если к ним не поступает живительный поток энергии от двигателя. Посредником ,между двигателем

идвижителями трактора служит трансмиссия. Это она передает силу, рождаемую двигателем, к механизмам и рабочим органам трактора и машины. Поэтому более правильно ее называют силовой передачей. Силовая передача представляет собой как-бы кровеносную систе­ му трактора, объединяет все его механизмы, определя­ ет их взаимное расположение, размеры и конструкцию корпусных деталей, общую структуру и внешний вид

трактора.

Современная механическая силовая передача трак­ торов достигла высокого уровня совершенства — она обладает высокой надежностью, позволяет в широком

116

диапазоне менять скорости движения, двигаться впе­ ред и назад, обеспечивает привод рабочих органов сель­ скохозяйственных машин. Но какой ценой это дости­ гается? Коробка передач трактора состоит более чем из 250 деталей, число основных и крепежных деталей переднего ведущего моста трактора МТЗ-52 с приводом превышает 500. Трактор, буквально набит деталями си­ ловой передачи, которые в полном смысле слова выпи­ рают из него во все стороны. Современный трактор имеет 4—5 валов отбора мощности (задние — синхрон­ ный и с постепенными оборотами, боковой и перед­ ний), 10— 12 передач переднего хода и до 10 заднего хода. Механическая силовая передача с трудом разме­ щается в тракторе.

И в то же время, как мы установили, трактор уже не удовлетворяет растущим требованиям сельского хо­ зяйства. Оказывается, что число его передач недоста­ точно для работы с разными машинами на различных скоростях. Чтобы быстрее и легче подсоединять рабочие органы сельскохозяйственных машин, надо установить дополнительные приводы. Ограниченные числа оборо­ тов валов отбора мощности затрудняют выполнение некоторых технологических процессов. Механическая си­ ловая передача тракторов не приспособлена для авто­ матизации. Детали силовой передачи составляют жест­ кий, окостеневший скелет трактора, мешающий удоб­ ному размещению машин.

Увеличить число скоростей, конечно, можно, для это­ го надо добавить еще несколько передач; не так уж трудно увеличить возможность привода рабочих орга­ нов машин — нужно установить еще несколько валов отбора мощности; можно расширить и диапазон обо­ ротов валов отбора мощности, поставив специальные маленькие коробки передач. Но что получится? Каждое

117

из этих усовершенствований потребует введения допол­ нительных механизмов (валов, шестерен, подшипни­ ков). А это значит, что трактор станет более тяжелым и громоздким, снизится его надежность, усложнится ремонт, повысится стоимость. Но ведь нам нужен трак­ тор легкий, надежный, долговечный, со свободной ра­ мой, позволяющей легко и удобно размещать сельско­ хозяйственные машины. Получается замкнутый круг, неразрешимое противоречие. Мы вынуждены прийти к выводу, что какими бы талантливыми ни были конст­ рукторы, как бы они ни изощрялись, им не удастся на основе механической трансмиссии создать трактор, от­ вечающий все возрастающим требованиям сельского хозяйства. Традиционные механические передачи уже исчерпали технические возможности своего развития и становятся преградой на пути прогресса конструкции трактора ш сельскохозяйственной машины.

Какие же технические решения станут столбовой до­ рогой развития силовой передачи трактора? Сейчас в различных отраслях техники уже находят применение гидродинамические передачи, механические вариаторы, гидрообъемные, пневматические и электрические пе­ редачи.

Гидродинамические передачи представляют собой устройства, в которых энергия, сообщаемая струям жидкости насосным колесом турбины, передается ими рабочему колесу. Такая передача обычно состоит из на­ сосного колеса с лопатками, направляющего колеса (статора), выравнивающего поток жидкости, и рабоче­ го колеса, также имеющего лопатки. Конструкция пере­ дачи позволяет в широком диапазоне изменять соотно­ шение скоростей насосного и рабочего колеса, причем это изменение происходит автоматически в зависимости от величины сопротивления. Чем меньше сопротивле­

118

ние, тем с большей скоростью разгоняет рабочее колесо поток жидкости, ударяющий в его лопатки. Если соп­ ротивление возрастает, то скорость вращения колеса замедляется. Таким образом, гидродинамическая пере­ дача автоматически настраивается на наивыгоднейшую скорость движения, обеспечивая наиболее полное ис­ пользование мощности и наивысшую производитель­ ность. Если в механической трансмиссии число передач ограничено, то здесь мы получаем, по-существу, любую скорость. Как показывают опыты, применение бессту­ пенчатых передач повышает производительность трак­ тора на 8—12%, а при работе в условиях пересеченной местности до 20—30%. Намного облегчается труд трак­ ториста. Гидродинамическая передача имеет еще одно существенное достоинство: она смягчает нагрузки и удары, возникающие при движении трактора, благо­ даря чему уменьшаются износы деталей, трактор мож­

0,96—0,98). Однако уже сейчас имеются технические решения, позволяющие повысить к.п.д. гидродинамиче­ ских передач. К сожалению, эта передача не дает воз­ можности применить гибкий привод рабочих органов сельскохозяйственных машин; кроме того, она только заменяет механическую коробку передач и вместе с ос­ тальными деталями силовой передачи создает жесткий скелет трактора, что мешает рациональной компоновке его узлов и агрегатов. Поэтому гидродинамическая пе­ редача, если говорить о сельскохозяйственном тракто­ ре будущего, не имеет перспектив, хотя на какой-то пе­ риод и позволяет значительно улучшить существующие тракторы, в особенности гусеничные. То же можно ска­ зать и о различных конструкциях механических бессту­

119