Принцип работы и устройство гидравлической системы на тракторе

Современные тракторы – техника, способная выполнять широкий спектр работ, среди которых: обработка почвы и другие сельскохозяйственные мероприятия, дорожные ремонтно-строительные работы, обслуживание промышленных и сельхозпредприятий. Функциональность трактора расширяется с помощью навесного и полунавесного оборудования, стабильную и эффективную работу которого обеспечивает правильно подобранная гидравлическая система. Если гидравлика, установленная на заводе-изготовителе, не обеспечивает требуемых эксплуатационных характеристик, то ее совершенствуют или устанавливают новую.

Устройство системы гидравлики тракторов МТЗ

Гидравлическая система – комплекс механизмов, передающих энергию от двигателя к исполнительным механизмам. Стандартная раздельно-агрегатная система гидравлики тракторов МТЗ содержит следующие конструктивные элементы:

• гидравлический насос трактора – обеспечивает давление потока рабочей жидкости (масла), крепится к корпусу шпильками (наиболее распространены одно- и двухсекционные шестеренные насосы типа НШ);
• промежуточная шестерня, с помощью которой привод соединяется с насосным агрегатом;
• механизм включения насоса;
• маслобак;
• фильтр, защищающий гидросистему от снижения эффективности и преждевременного выхода из строя;
• трубопроводы гидравлики;
• гидрораспределитель;
• гидравлический цилиндр трактора – отвечает за функциональность полунавесных и навесных механизмов;
• охладители, отводы, клапаны, муфты.

В технике МТЗ применяются два типа силовых цилиндров. Основной цилиндр имеет диаметр внутреннего отверстия 100 мм. 2 выносных цилиндра, оснащенные замедлительными клапанами, имеют внутренний диаметр 75 мм. Основной цилиндр управляет задней навеской, дополнительные выносные – прицепными или навесными механизмами.

Устройство гидросистемы тракторов — гидронасосы, распределители, гидроцилиндры, насосы нш

Раздельноагрегатная гидросистема (устройство, описание и принцип работы)

Гидросистема служит для трансформации и передачи энергии тракторного двигателя к различным исполнительным звеньям с целью:

• управления навесной машиной
• управление прицепной машиной через установленные на ней гидроцилиндры
• привода в движение рабочих органов навесных или прицепных машин через гидравлическую систему отбора мощности трактора
• выполнения автосцепки с навесными и прицепными машинами
• изменения и автоматической поддержки выбранной глубины почвообработки
• корректировки вертикальной реакции почвы на движитель тракторавыполнения вспомогательных операций по обслуживанию трактора (изменение базы, изменение колеи, подъем остова и т.п.)

В настоящее время широко применяется гидросистема раздельногоагрегатного типа.

Унифицированная раздельноагрегатная гидравлическая навесная система тракторов (рис. 10.3) включает:

• насос с приводом и механизмом включения
• масляный бак
• фильтр
• стальные трубопроводы
• распределитель золотникового типа с механизмом управления
• эластичные рукава
• запорные и быстросоединительные муфты
• основной гидроцилиндр

• а так же — проходные штуцера, замедлительный клапан и уплотнительные устройства

Гидросистемы некоторых тракторов имеют гидроувеличитель сцепного веса с гидроаккумулятором, силовой регулятор или систему автоматического регулирования глубины обработки почвы (САРГ), гидросистему отбора мощности (ГСОМ).

Гидросистема посторена так, что бы обеспечить максимально широкую работу исполнительного звена — гидроцилиндра двухстороннего действия (или нескольких гидроцилиндров с независимым управлением).

Гидроцилиндр может иметь четыре основных состояния: движение поршня в одру сторону, движение поршня в другую сторону, фиксация поршня путём перекрытия маслу входа и выхода из гидроцилиндра, возможность свободного перемещения поршня в обе стороны от внешнего усилия за счет соединения обеих полостей гидроцилиндра межу собой и со сливной магистралью. Распределитель, в который от насоса поступает поток масла под давлением, обеспечивает один из четырёх вариантов работы гидроцилиндра. В этом случае распределитель имеет один золотник с осевым перемещением в одну из четырех позиций.

Для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления распределитель оснащается предохранительным клапаном отрегулированным на давление не выше 20,5 МПа.

Гидронасос является наиболее ответственным элементом гидросистемы. От него в большой мере зависит эффективность работы гидропривода. Наибольшее распространение получили шестеренные насосы типа НШ одно или двухсекционные. В тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах применяют так же аксиально-поршневые насосы как регулируемого, так и нерегулируемого типов.

Насос забирает масло через всасывающую магистраль из бака, емкость которого должна составлять 0,5 — 0,8 минутной производительности насоса. Очистка масла выполняется сетчатым фильтром или фильтром со сменным фильтровальным элементом, обеспечивающим удаление посторонних частиц размером от 25 мкм для жидкости, подаваемой от шестеренных насосов и распределителей с механическим управлением, и от 10 мкм для поршневых насосов и электрогидравлических распределителей/

Рассмотрим конкретные типовые конструкции узлов гидросистемы.

Каждая модель насоса имеет определенное буквенно-цифровое обозначение, характеризующее его технические данные.

Так обозначение НШ 32 У-3-Л расшифровывается так:

НШ — насос шестеренный

32 объём рабочей жидкостей в см3, вытесняемый из насоса за один оборот вала (теоретическая подача);

У — унифицированная конструкция;

3 — группа исполнения, характеризующая номинальное давление нагнетания насоса: 2 — 14 МПа; 3 — 16 МПа; 4 — 20 МПа;

Л — левое направление вращение привода насоса. Если насос правого направления вращения, то соответствующей буквы в обозначении нет.

Рассмотрим конструкцию шестеренного гидронасоса и его привода.

На тракторах МТЗ 100, МТЗ 102 применен насос НШ 32-3 правого вращения (рис. 10.4) Нагнетание масла в насосе осуществляется при помощи ведущей 2 и ведомой 3 шестерни, расположенных между подшипниковой 1 и поджимной 5 обоймами и платиками 4. Подшипниковая обойма 1 служит единой опорой для цапф шестерен. Поджимная обойма 5 под давлением масла в полости манжеты ( на рисунке не показана, расположена в зоне нагнетательного отверстия) поджимается к наружной поверхности зубьев шестерен, обеспечивая требуемый зазор между зубьями и уплотняющей поверхностью обоймы.

Платики 4 под давлением масла в полости торцовых манжет 16 и 14 поджимаются к шестерням 2 и 3, уплотняя их по боковым поверхностям в зоне высокого давления. Вал ведущей шестерни 2 в корпусе уплотняется двумя манжетами 19. Центрирование ведущего вала шестерни 2 относительно установочного бурта корпуса обеспечивается втулкой 20. Разъём корпуса с крышкой уплотняется с помощью резинового кольца круглого сечения.

Рис. 10.4 Масляный насос НШ-32-3

1 — подшипниковая обойма; 2 — ведущая шестерня; 3 — ведомая шестерня; 4 — платик; 5 — поджимная обойма; 6,10 — шарикоподшипники; 7 — вал; 8 — шестерня; 9 — корпус; 11 — вилка; 12 — валик управления; 13 — промежуточная шестерня; 14 — манжета; 15 — шайба; 16 — манжета; 17 — стакан подшипника; 18 — шпилька; 19 — манжета; 20 — втулка центрирующая

Насос закреплен четырьмя шпильками 18 на корпусе 9 гидроагрегатов через стакан 17, в котором он центрируется посадочным пояском корпуса. Шлицевой хвостовик ведущей шестерни 2 насос входит во внутренние шлицы вала 7, установленного на подшипниках 6 и 10.

При работающем двигателе вращение через шестерни привода независимого ВОМ и промежуточную шестерню 13 передается на шестерню 8 (при включенном положении), которая через шлицы передает вращение валу 7 и ведущей шестерне 2.

Шестерня 8 перемещается ручным механизмом управления через валик 12 с закрепленной на нем вилкой 11 и может фиксироваться ручкой управления в двух позициях: включенный привод, когда шестерня 8 находится из зацепления с шестерней 13. Включение или выключение от потребности в гидроприводе при работе МТА

Распределители тракторной навески гидросистемы служат для распределения потока рабочей жидкости между потребителями, для автоматического переключения системы на режим холостого хода (перепуск рабочей жидкости в бак) в периоды, когда все потребители отключены, и для ограничения давления в гидросистеме при перегрузках.

На сельскохозяйственных тракторах наибольшее распространение получили моноблочные трехзолотниковый четырехпозиционные распределители с ручным управлением. На промышленных тракторах применяются моноблочные одно, двух или трехзолотниковый и обычно, трехпозиционные распределители с ручным и дистанционным управлением.

Тракторные распределители имеют буквенно-цифровое обозначение типа Р80 3/1-222, Р80 3/2-222, Р160 3/1-222 — Здесь буква Р — означает распределитель; две первые цифры при букве максимальную производительность насоса, л/мин, с которым распределитель может работать; остальные цифры и буквы — конструктивный вариант распределителя.

Типовой трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель представлен на рис. 10.5

В корпусе 1 с каналами 2 устанавливают золотники 3, перепускной 7 и предохранительный клапан 11. К корпусу привернуты две крышки. В верхней крышке 4 шарнирно укреплены рукоятки для управления золотниками. В нижней крышке 10 имеется полость для слива масла в бак. К распределителю по трубопроводу подводится масло от насоса. От распределителя по шести трубопроводам масло может поступать в поршневую и штоковую полости гидроцилиндров. Перепускной клапан 11 сообщен каналом 6 с полостью над перепускным клапаном. При чрезмерном повышении давления в системе клапан 1 открывается и соединяет эту полость с полостью слива. Схема действия распределителя при различных режимах работы представлена на рис. 10.6 Если орудие находится в транспортном положении и золотник установлен в нейтральном положении рис 10.6а, то масло по калиброванному отверстию 2 перепускного клапана 4 поступает в отводной канал 9 и далее в сливную полость 6 и масленый бак. Ввиду дросселирующего действия калиброванного отверстия 2 перепускной клапан отходит от седла 5 и масло поступает параллельно основному потоку через клапан в сливную полость.

Рис. 10.5 Трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель

Нижняя полость гидроцилиндра 1 сообщается трубопроводом с каналом 8 распределителя, а верхняя полость — с каналом 7. Как видно из схемы кольцевые пояски золотника перекрывают оба канала, запирая масло в гидроцилиндре. При установке золотника в плавающее положение (рис. 10.6.б) масло, поступающее от насоса, сливается в бак через перепускной клапан и отводной канал 9. Обе полости гидроцилиндра сообщаются со сливной полостью распределителя. Навесной орудие под действием веса опускается и рабочие органы его заглубляются (под действием заглубляющего момента). Величина заглубления ограничена положением опорного колеса орудия. При выполнении технологического процесса золотник остается в плавающем положении и опорные колеса орудия при этом могут свободно копировать рельеф поля. Подъем орудия в транспортное положение происходит при установке золотника в положение «подъем» (рис. 10.6.в) В этом случае золотник перекрывает отводной канал 9 и одновременно открывает доступ маслу из нагнетательного канала 3 в канал 8, который сообщается с нижней полостью гидроцилиндра 1.

Рис. 10.6 Схема работы распределителя раздельноагрегатной навесной системы в положениях: А – нейтральное; б – плавающее; в – подъем; г – опускание

При принудительном опускании орудия (рис. 10.6.г) перепускной клапан закрыт; в верхнюю полость гидроцилиндра поступает масло из нагнетательного канала 3, а из нижней полости гидроцилиндра масло вытесняется и поступает в бак. Принудительное опускание применяется при работе тракторов с ямокопателями, бульдозерами и некоторыми другими специальными машинами. Ручной установкой золотника в нейтральное положение можно зафиксировать поршень гидроцилиндра в любом промежуточном положении. В заданных положениях (плавающем, нейтральном и др.) золотник удерживается шариковым фиксатором 12 (см. рис. 10.5). Причем это устройство предусматривает автоматический возврат золотника из положений «подъем» и «опускание» в нейтральное положение. Из плавающего положения в нейтральное золотник переводится только вручную.

Гидроцилиндр (объемный гидродвигатель возвратно-поступательного движения) применяется для привода механизмов навески трактора разного типа в качестве выносного гидроцилиндра. Выносные гидроцилиндры в отличие от основных имеют быстросъемные присоединительные устройства, облегчающие их монтаж и демонтаж.

Для раздельноагрегатных гидросистем гидроцилиндры могут быть трех исполнений, обозначаемых цифрами 2, 3 и 4, что соответствует номинальному давлению жидкости соответственно в 14,16 и 20 МПа. В обозначении гидроцилиндра буква Ц – цилиндр, а цифры при букве – внутренний диаметр цилиндра, мм. Единый типоразмерный ряд гидроцилиндров охватывает шесть марок: Ц55, Ц75, Ц80, Ц100, Ц125 и Ц140 В зависимости от исполнения конструкции гидроцилиндров отличаются друг от друга. В исполнении 2 гидроцилиндр (рис.10.7) имеет корпус разбирающийся на три основные части: цилиндр 9, задняя крышка 2 и передняя крышка 23. Все части стягиваются четырьмя длинными шпильками или болтами. Уплотнение крышек 2 и 23, штока 8 и поршня 6 производится резиновыми кольцами 3,5,7,10 и 16. Для предотвращения попадания грязи в гидроцилиндр установлен «чистик» 13, состоящий из пакета стальных шайб. Для регулирования величины рабочего хода поршня 6 служат подвижный упор 15 и гидромеханический клапан 18, перекрывающий выход масла из цилиндра и вызывающий повышение давления в системе и автоматический возврат золотника в нейтральное положение.

Рис. 10.7 Гидроцилиндр: 1 — бугель; 2 — задняя крышка; 3,5,7,10,16 – уплотнительные резиновые кольца; 4 — кольцо; 6 – поршень; 8 — шток; 9 — цилиндр; 11 — болт; 12 – шайба; 13 – «чистик»; 14 – барашковая гайка; 15 – упор; 17-направляющая клапана; 18 – гидромеханический клапан; 19 – гнездо клапана; 20 – штуцер замедлительного клапана; 21 – шайба замедлительного клапана; 23 – передняя крышка, 24 – гайка; 25 – соединительная трубка; 26 – болт; 27 – штуцер; 28 – гайка штока Плавное опускание навесной машины обеспечивается установкой на выходе гидроцилиндра замедлительного клапана, состоящего из штуцера 20 и плавающей шайбы 21 с калиброванным отверстием.

В исполнении 3 корпус гидроцилиндра состоит из двух основных частей: стакан корпуса цилиндра приворачивается к нижней крышке, а верхняя крышка крепится четырьмя короткими болтами к фланцу, приваренному к верхней части стакана. На цилиндре отсутствует гидромеханический клапан.

Гидролинии раздельноагрегатных гидросистем имеют большую протяженность и включают трубопроводы, шланги (рукава высокого давления), соединительные и разрывные муфты с запорными клапанами и уплотнения. По назначению гидролинии делятся на всасывающие, напорные, сливные, дренажные и линии управления.

Металлические трубопроводы напорных гидролиний изготовляют из стальных бесшовных труб, рассчитанных на давление до 32 МПа с внутренним диаметром 10,12,14,16,20,24 и 30 мм. Их наконечники представляют собой ниппель, приваренный к трубе с предварительно надетой накидной гайкой или приваренную полую головку под специальный полый болт с металлическими уплотнительными прокладками.

Трубопроводы изгибаются на специальном станке, исключающем образованием складок и сплющиваний на местах изгиба.

Шланги (рукава высокого давления) применяют для соединения гидроагрегатов, имеющий взаимное перемещение.

Гибкий резинометаллический рукав состоит из резиновой камеры, хлопчатобумажной или капроновой оплётки, металлической оплетки, второго слоя капроновой оплетки, наружного резинового слоя и верхнего слоя таки (бандаж). В рукавах применяется маслостойкая резина.

При необходимости рукава соединяют между собой с помощью проходных штуцеров.

Соединительные и разрывные муфты (рис.10.8) применяют для подключения выносных гидроцилиндров и вставляются в местах соединения (разъединения) рукавов.

Соединительная муфта состоит из двух полумуфт 1 и 8 (рис. 10.8а) вставляемых друг в друга и стягиваемых резьбовым соединением с помощью накидной гайки 6. Уплотнение осуществляется резиновым кольцом 7. Два шарика 5, прижимаются, друг к другу с образованием кольцевого канала, через который перетекает масло. При разъединении полумуфт 1 и 8 шарики 5 под действием пружин прижимаются к седлам полумуфт, запирая их выходные отверстия и препятствуя вытеканию масла. Наряду с резьбовыми применяют быстросоединяемые муфты, в которых полумуфты фиксируются друг с другом шариковым замком.

Разрывная муфта устанавливается обычно на прицепном гидрофицированном орудии между рукавами, подводящими масло к выносному гидроцилиндру и служит в качестве предохранительного устройства при внезапном непредусмотренном отцеплении орудия или при отъезде трактора от отцепленного орудия, но с присоединенными к трактору шлангами.

Рис. 10.8 Муфты: а — соединительная; б – разрывная

Разрывная муфта (рис. 10.8.б) во многом аналогична соединительной муфте, но вместо резьбового соединения имеет шариковый замок. В случае возникновения осевого усилия в стыке полумуфт более 200…250 Н замковые шарики 9 выходят из кольцевой проточки полумуфты 10 и, воздействуя на запорную втулку 11, заставляют ее перемещаться вправо, сжимая пружину 13. Происходит разъединение полумуфт, исключающее разрыв шлангов и вытекания масла.

Баки гидронавесных систем тракторов служат резервуаром для рабочей жидкости – масла. Объем бака зависит от количества потребителей и из особенностей и составляет 0,5…0,8 минутной объемной подачи насоса (насосов). Масло фильтруется полнопоточным фильтром со сменным фильтрующим элементом и перепускным клапаном, перепускающим масло мимо фильтра в случае его сильного загрязнения и повышения давления до 0,25…0,35 МПа.

Мы продём весь ассортимент автотракторной гидравлики

Перепечатка материалов разрешена только с указанием активной ссылки на сайт vostok-agro.info — запчасти для тракторов, насосы шестеренные(НШ)

Функции распределительной системы

Распределительная система гидравлики выполняет перечень важных функций:

• направление рабочей жидкости от насоса к потребителю;
• переключение оборудования на х/х;
• ограничение давления при перегрузах гидравлической системы.

Как работает система гидравлики трактора в различных положениях распределителя:

• Нейтральное. Благодаря удержанию золотника пружинами, масло в основной цилиндр не поступает.
• Подъем механизма. Для реализации этого режима открывают предохранительный клапан, пружина золотника отжимается, рабочая жидкость поступает в нижнюю часть гидроцилиндра.
• Опускание. Клапан управления перекрывается золотником, рабочая жидкость прекращает поступление в гидроцилиндр.
• Плавающее. В этом режиме техника может заглубиться с силой, превышающей ее массу. Этот режим реализуется принудительно, в редких случаях.

Типы распределителей для тракторов МТЗ различных марок:

• Р80-3/1-222( Г) – МТЗ-50, МТЗ-80;
• Р80-3/4-222(Г) – техника с силовым регулированием – МТЗ-50, МТЗ-52, МТЗ-80, МТЗ-82, МТЗ-100, МТЗ-102;
• РП70-1221(С) – МТЗ-100, МТЗ-1221, МТЗ-1521;
• РП70-822 – МТЗ-1221, МТЗ-921;
• РП70-921 – МТЗ-1221.

Для предотвращения выхода гидросистемы из строя из-за критического превышения давления, гидрораспределители оборудуются предохранительными клапанами, настроенными на определенное давление.

Как сделать гидравлику самостоятельно?

Часто самодельная гидравлика для трактора не уступает по мощности и надежности сошедшим с конвейера системам.

Однако её разработка и сборка требуют большого труда, терпения и временных затрат. Важно также в мельчайших подробностях знать, как работает гидравлика на тракторе. Но подобное трудоёмкое усовершенствование собственного трактора имеет и ряд преимуществ:

• существенное увеличение прочности конструкции;
• возможность со старта настроить технику и все рабочие процессы под свои потребности;
• более рациональное распределение крепежей;
• возможность увеличить число используемого навесного оборудования, прицепных орудий для обработки почвы.

В зависимости от потребностей и финансовых возможностей собрать гидравлику можно как «с нуля», так и из имеющихся отдельных узлов. Такое решение позволит сэкономить и время, и деньги.

Функции гидроцилиндров

В гидросистему тракторов может входить один гидроцилиндр двухстороннего действия или несколько гидроцилиндров с независимым руководством. 4 основные положения гидроцилиндра:

• возможность перемещения поршня в одном направлении;
• возможность перемещения поршня в другом направлении;
• фиксированное положение поршня, обеспеченное путем перекрытия движения масла;
• возможность перемещения поршня в обоих направлениях – осуществляется с приложением внешнего усилия за счет объединения двух внутренних частей гидроцилиндра между собой и сливной магистралью.

Схема гидросистемы

Общее устройство системы включает в себя:

• шестеренчатый насос на гидравлику НШ-32-2;
• распределитель Р75-33-Р;
• цилиндры основной Ц100 и два выносных Ц75;
• силовой регулятор, обеспечивающий четыре режима работы;
• гидравлический увеличитель сцепного веса (ГСВ), снижающий пробуксовку колес и облегчающий работу оборудования;
• гидроаккумулятор, служащий для поддержания давления и восполнения возможных утечек масла;
• запорные устройства;
• разрывная муфта гидравлики МТЗ (2 шт);
• гидробак (масляный резервуар);
• масляный фильтр;
• крепежная арматура.

Насос соединен с баком, распределителем и силовым регулятором. К баку идет всасывающий патрубок, к распределителю и регулятору – нагнетательные маслопроводы. Поток масла направляется распределителем либо в бак, либо в ГСВ и далее через регулятор и силовой цилиндр подводится к гидроприводу прицепа или навесного оборудования. В результате рабочий орган (отвал, ковш, косилка) перемещается в соответствие с командами оператора.

Почему может греться масло в гидравлической системе трактора?

Одна из распространенных проблем функционирования гидравлической системы – перегрев рабочей жидкости – может быть вызвана несколькими причинами:

• Засорение фильтра. Приводит к замедлению скорости движения рабочих органов, скачкам давления и чрезмерному нагреву масла.
• Выход из строя электромагнитного разгрузочного клапана. Проверить исправность этого устройства можно путем измерения давления на холостом ходу, оно должно быть равно 0.
• Наличие толстого слоя грязи на маслобаке или других компонентах системы.

Если в системе предусмотрен маслоохладитель, то причиной перегрева рабочей жидкости может стать нерегулярная продувка пластин сжатым воздухом и загрязнение внутреннего пространства теплообменника.

Оснащение погрузчиком и экскаватором

Трактора МТЗ могут оборудоваться различными типами погрузчиков.

Существуют погрузчики с гидравлическим питанием от гидросистемы трактора. Они подключаются маслопроводами высокого давления к соответствующим выходам гидрораспределителя через разрывные муфты. Также выпускаются варианты погрузчиков с собственными гидрораспределителями. Такие модели подключаются непосредственно к масляному насосу, при этом гидравлические выходы распределителя трактора остаются свободными и могут использоваться с другими механизмами.

В случае необходимости комплектования трактора экскаватором необходимо учесть следующее:

• Вероятнее всего придется заменить штатный распределитель трактора на более мощный, в случае, если оборудование не укомплектовано автономной гидросистемой. Это защитит гидравлическую систему от резких скачков давления и перегрева масла.
• Если экскаватор оборудован своей гидросистемой, то она подключается непосредственно к валу отбора мощности.
• На трактор устанавливается специальная навеска, которая позволяет сместить центр тяжести машины в сторону стрелы, что дает большую устойчивость.
• Монтируются гидравлические опоры, которые также обеспечивают устойчивость трактора при проведении экскаваторных работ.

Возможные неисправности

Исправная работа системы обеспечивается использованием подходящих деталей и расходников, а так же своевременным техническим обслуживанием. Техобслуживание сводится к регулярной замене масла, а также проверке состояния деталей, накладок и маслопроводов.

Замена масла производится раз в сезон или после каждых 2000 моточасов работы. Предварительно заводят двигатель, пока масло не прогреется до 30° С. Затем отключают мотор и сливают отработанное масло через сливное отверстие в днище картера. Масляный фильтр гидравлики снимают и промывают в дизельном топливе. Промытый фильтр ставят на место и заливают свежее масло до о. Рекомендуемая марка масла в гидравлику МТЗ 82 – М-8Г2К, М-10Г2К, М-10Г2. На заключительном этапе заводят мотор и несколько раз опускают и поднимают механизма задней навески, чтобы прокачать гидросистему.