Часто эффективность работы колёсных тракторов МТЗ 80(82) в составе навесных почвообрабатывающих и посевных агрегатов падает в результате повышенной влажности или физического состояния почвы. Основными факторами, влияющими на производительность, является — низкий коэффициент сцепляемости ведущих пневматических колёс трактора с обрабатываемой поверхностью в результате общего перераспределения общего веса на все опорные точки агрегата. Для повышения эффективности работы универсально-пропашных тракторов в агрегатах с почвообрабатывающими навесными орудиями гидронавесная система оснащается догружателями сцепного веса ведущих колёс.
Принцип работы догружателя
Устройство позволяет перераспределять часть силы противодействия обрабатываемой почвы и веса применяемого навесного орудия на задние колёса трактора, обеспечивая максимально эффективное тяговое усилие с минимизацией пробуксовки.
Механическая догрузка
Механическое решение дозагрузки задних колёс было реализовано в конструкциях задних навесок ранних версий колёсных тракторов МТЗ, а также в составе навесок тракторов ЮМЗ-6, Т-40, Т-25. Регулировка дозагрузки осуществляется изменением положения угла центральной тяги трёхточечной навески, где серьга шарнирного крепления тяги на тракторе имеет несколько вертикально расположенных крепёжных отверстий. Увеличение угла между центральной тягой и линией поверхности почвы сменой верхней точки крепления тяги на нижнюю в навеске трактора обеспечивает перераспределение общего веса и силы сопротивления агрегата на задние колёса, при этом усилие веса на навесное оборудование снижается.
Механический догружатель
Недостатком механического регулирования является неудобство, при котором для настройки агрегата нужно опытным путём подбирать положение переднего конца центральной тяги навески.
Гидравлическая догрузка
Работа гидравлического догружателя сцепного веса (ГСВ) трактора МТЗ 80 заключается в автоматическом создании дозированного давления в полости подъёма гидроцилиндра навески. Таким образом, небольшое усилие подъёма через шток гидроцилиндра передаётся на центральную тягу навески, обеспечивая передачу веса навесного орудия и часть возникающей силы сопротивления при обработке на задние колёса.
Гидроувеличитель сцепного веса трактора Беларус
Использование гидравлического догружателя увеличивает нагрузку на задние колёса трактора от 11 до 37%, что обеспечивает увеличение тягового усилия на 7-28%. В работе ГСВ увеличением давления в полости подъёма давления на 0,1 мПа — уменьшается тяговое сопротивление обрабатывающего оборудования на 25%. При этом снижается буксование колёс, уменьшается износ шин, снижается расход топлива, увеличивается скорость обработки и в целом производительность агрегата.
Устройство ГСВ трактора МТЗ 80
Гидравлический узел в строен в гидронавесную раздельно-агрегатную систему трактора. В состав гидродогружателя входят:
- Узел управления (регулятор) — закреплён на корпусе гидросистемы
- Гидроаккумулятор — установлен на левом корпусе полуоси заднего колеса
Размещение гидроувеличителя на корпусе гидросистемы трактора МТЗ 80
Регулятор
Узел управления представляет собой регулятор-гидроспределитель с рукояткой управления режимами и маховичком настройки давления подпора в цилиндре навески. Штатно рычаг выведен четвёртым рычагом вместе с тремя рукоятками управления секциями распределителя и шарнирно спарен с рычагом управления навеской. Маховик настройки выведен наружу кожуха рулевой колонки трактора.
Регулятор ГСВ
В верхней части корпуса догружателя установлен золотник автоматического регулирования давления с маховичком настройки. В нижней расточке полости корпуса размещён ползун переключения режимов, наружным рычагом которого осуществляется управление. Между двумя расточками золотника и ползуна в корпусе установлен обратный клапан, в нижней части узла запорный клапан.
Согласно режимов рычаг переключения может устанавливаться в четыре положения:
- ГСВ выключен – второе положение от крайнего верхнего
- ГСВ включен – второе положение от крайнего нижнего
- Заперто – крайнее верхнее положение
- Сброс давления — крайнее нижнее положение
Три положения рычага удерживается шариковыми фиксаторами. Положение «сброс давления» удерживается только принудительно рукой тракториста при сжатии возвратной пружины.
Гидроуккумулятор
Узел создаёт потенциал давления для постоянного подпора давлением масла в гидроцилиндре навески (в сторону подъёма) при включённом ГСВ. Аккумулятор представляет собой цилиндрический корпус с размещённым внутри поршнем на штоке, по которому скользит подпружиненный цилиндр. Действием давления на поршень, поступающим с магистрали системы, сжимается пружина аккумулятора. Потенциал сжатой пружины в свою очередь обеспечивает давлением масла подпор в соответствующей полости гидроцилиндра навески трактора.
Устройство гидроккумулятора
Детали гидроаккумулятора догружателя МТЗ 80
Рекомендации по использованию ГСВ
При использовании ГСВ нужно придерживаться таких рекомендаций:
В первую очередь проводится регулировка максимально возможного давления подпора, для чего закручивается маховик против часовой стрелки до упора;- На начале гона выставляется рукоять гидроувеличителя на позицию «Сброс давления» и переводится регулятор золотника на главном цилиндре в положение «Подъём», поскольку он имеет блокировку по отношению к гидроувеличителю. В этом положении рукоять ГСВ удерживается до тех пор, пока рабочее орудие не погрузится в землю, после чего плавно отпускается – она сама перейдёт в позицию «Включено»;
- По окончании гона орудие переводится в транспортировочное положение, для чего рукоять ГСВ перемещается в позицию «Выключено». Поскольку предварительно распределительная рукоять была выставлена в положение «Подъём», орудие поднимется;
Давление подпора в процессе пахоты регулируется на протяжении первых 2-3 проходов, пока плуг не перейдёт к вспашке на максимальную глубину, при культивации или посевных работах регулировка проводится во время первого прохода. В процессе последующей работы настройка давления не требуется, вплоть до перехода на новое поле или же полного затупления рабочих элементов;- На участках с повышенной плотностью почвы рукоять переводится в позицию «Сброс давления», что увеличивает обрабатываемую глубину. В нормальное положение она возвращается при выходе с плотного участка почвы;
- При транспортировке или использовании прицепных машин рукоять ГСВ переводится в позицию «Заперто», что исключает возможность опускания навесного оборудования.
Управление и работа гидравлического догружателя
При недостаточной дозагрузки задних колёс и возникновении пробуксовки в работе трактора с землеобрабатывающим оборудованием для настройки давления подпора маховик ГСВ поворачивают против часовой стрелки до упора, таким образом перекрывается поток масла из нагнетательной полости регулятора в сливную магистраль гидробака системы. Рычаг управления гидроцилиндром навески основного распределителя гидросистемы переводят в положение «подъём», а рукоятку управления в положение «ГСВ включён». Таким образом, полость подъёма гидроцилиндра соединяется с гидроаккумулятором, создающим незначительное подпорное давление.
Схема подключения ГСВ в гидронавесную систему трактора
При включении устройства свидетельством работы догружателя является появление возможности медленного подъёма навески от усилия руки (без присоединённого навесного оборудования). С навешенным орудием включение догружателя визуально обозначится появлением незначительного подъёма центральной тяги от усилия гидроцилиндра навески.
Непосредственно в работе агрегата, если давление подпора в цилиндре слишком велико и поднимает опорное колесо навесного оборудования от поверхности поля (оборудование выглубляется) вращением маховика по часовой стрелке уменьшают давление подпора.
Рабочий режим догрузки
Масло от распределителя направляется в верхнюю часть регулятора. Золотник автоматического регулирования удерживается в определённом положении в зависимости от действующих на него сил: с правой стороны-натяжением регулировочной пружины 8 и пружины 6 предохранительного клапана, с левой стороны- воздействием давления масла со стороны большого плунжера 2.
Положение «Включено»
В случае, когда давление в системе «аккумулятор-гидроцилиндр» соответствует отрегулированному, золотник отодвигается вправо, образуя свободный проход между шейкой золотника и пояском корпуса регулятора для слива масла от распределителя в бак. Это обеспечивает работу насоса без давления, а часть веса навесной машины в рабочем положении передаётся гидроцилиндром на ведущие колёса от потенциала давления созданного гидроаккумулятором.
Когда происходит падение давления подпора в результате просачивания масла через уплотнители поршня или в следствии увеличения объёма подъёмной полости цилиндра навески — пружины 8 и 6 преодолевают сниженное усилие на золотник со стороны плунжера 2 и перемещают его влево. При этом проход масла в бак перекрывается и через обратный клапан 23 давление подаётся в аккумулятор для восстановления потенциала давления подпора в цилиндре. После достижения заданного давления масло сдвигает золотник вправо открывая проход в сливную магистраль к гидробаку системы.
Давление подпора настраивается в пределах 0,8-2,8 мПа и зависит от степени натяжения пружин 6 и 8 в составе регулятора ГСВ.
Когда давление в магистрали «аккумулятор — полость цилиндра» увеличится на 0,8-1,5 мПа от отрегулированного значения подпора в следствии уменьшения объёмной полости подъёма в цилиндре (например, при копировании навесным оборудованием рельефа), откроется предохранительный клапан 3 и перепустит избыток масла в бак.
Положение «ГСВ выключено»
В данном положении ползуна рабочая жидкость, подаваемая золотником распределителя в гидроцилиндр навески, проходит через ползун 24 и запорный клапан 28 минуя все магистрали регулятора. В режиме «ГСВ выключено» управление навеской осуществляется только через распределитель.
Положение «Выключено»
На выключенный режим догружателя переходят при необходимости выглубить навесное оборудование в конце гона обрабатываемого поля перед разворотом агрегата. При выключении давление поступает через установленную в положение подъёма секцию распределителя в соответствующую полость цилиндра и после полного подъёма оборудования автоматически переходит в нейтральное положение золотника секции основного распределителя.
Положение «Заперто»
Ползун регулятора занимает крайнее левое положение, а запорный клапан 28 прижат пружиной и давлением масла в цилиндре к кромкам запрессованной в корпус регулятора втулки. В данном случае клапан отъединяет напорную полость цилиндра от гидросистемы, исключая утечку рабочей жидкости по зазорам золотниковых пар гидроувеличителя и распределителя.
Положение «Заперто»
Положение «Заперто» используют при необходимости зафиксировать агрегат в транспортном положении для продолжительного переезда.
Сброс давления
Сброс осуществляется принудительным удержанием рукоятки регулятора трактористом в крайнем нижнем положении. При этом ползун догружателя занимает не фиксируемое крайнее правое положение, обеспечивая соединение полости гидроцилиндра через открытый запорный клапан, сверления и лыски на ползуне и отверстия в корпусе со сливом. Давление в цилиндре равно давлению слива, что идентично режиму «Плавающее». Аккумулятор ГСВ не сообщён со сливом. Масло от распределителя поступает в полость золотника 5 гидроувеличителя и перепускается в слив (при необходимости поступает на зарядку гидравлического аккумулятора).
Сброс давления
Сброс давления используют для опускания навески при установке оборудования в рабочее положение.
Устройство гидравлического увеличителя сцепного веса
Автоматическое устройство гидравлического догружения ведущих колес трактора МТЗ-80 (МТЗ-82) состоит из автоматического регулятора давления с зарядным устройством, механизма управления и пружинного гидроаккумулятора.
Регулятор давления и механизм управления гидроувеличителя сцепного веса выполнены в одном агрегате, который установлен в передней части кабины рядом с распределителем.
Рис. Конструкция гидроувеличителя сцепного веса: 1 — корпус; 2 — большой плунжер; 3 — предохранительный клапан; 4 — золотник; 5 — пружина предохранительного клапана; 6 — гайка; 7 — малый плунжер; 8 — регулировочная пружина; 9 — фигурная гайка; 10 — болт; 11 — регулировочный болт; 12 — передняя крышка; 13 — уплотнительное кольцо; 14 — маховичок; 15 — наружный рычаг; 16 — внутренний рычаг, 17 — ось рычагов; 18 — сепаратор; 19 — шарик; 20 — обойма фиксатора; 21 — пружина ползуна; 22 — ползуна; 23 — шарик запорного клапана; 24 — пружина запорного клапана; 25 — штуцер; 26 — толкатель клапана; 27 — задняя крышка; 28 — обратный клапан.
Гидроувеличитель сцепного веса трактора МТЗ-80 (МТЗ-82) состоит из корпуса 1, отлитого из чугуна и закрытого с обеих сторон крышками 12 и 27. В верхней части корпуса 1 расположен золотник 4, нагруженный пружиной 8 и перемещающийся вдоль оси по большому плунжеру 2. Натяжение пружины 8 регулируют с помощью гайки 9. Внутри золотника установлен предохранительный клапан 3, поджимаемый к своему гнезду пружиной 5, натяжение которой регулируют малым плунжером 7, перемещаемым вдоль своей оси вместе с фигурной гайкой 9 при вращении регулировочного болта 11 маховиком 14. Предохранительный клапан 3 отрегулирован так, чтобы он открывался при давлении, превышающем на 0,8—1,5 МПа (8—15 кгс/см2) давление в гидроаккумуляторе. В нижней части корпуса 1 расположены обратный клапан 28, ползун 22 с пружиной 21 и фиксаторным устройством, внутренний рычаг 16 и запорный клапан 23.
Снаружи корпуса гидроувеличителя расположены рычаг 15 управления с рукояткой и хвостовик винта 11 с маховичком 14. В корпус 1 ввернуты четыре штуцера, к которым присоединяют трубопроводы, связывающие гидроувеличитель с другими агрегатами и узлами гидромеханизма навесной системы трактора.
Гидроувеличитель трактора МТЗ-80 (МТЗ-82) отличается от гидроувеличителя тракторов МТЗ-50 (МТЗ-52) только конструкцией ползуна, который вместо положений «Заперто», «Выключен», «Включен» имеет еще положение «Сброс давления».
Положение ползуна «Сброс давления» введено для того, чтобы осуществить блокировку рукоятки гидроувеличителя и рукоятки золотника (управляющей работой основного силового цилиндра) распределителя гидросистемы трактора. Такая блокировка дает возможность вначале гона при установке рукоятки гидроувеличителя в положение «Сброс давления» и при удержании ее в этом положении осуществить заглубление навесной машины под действием собственной массы и одновременно автоматически установить рукоятку управления основным силовым цилиндром распределителя в положение «Подъем». Эта позиция ползуна гидроувеличителя равносильна плавающей позиции золотника распределителя. При снятии руки с рукоятки ползун гидроувеличителя автоматически занимает положение «Включен», так как ползун не фиксируется в позиции «Сброс давления» и возвращается в положение «Включен».
Рис. Схема работы гидравлической системы трактора МТЗ-80 (МТЗ-82) с гидроувеличителем сцепного веса: 1 — насос; 2 — бак для рабочей жидкости; 3, 5, 7, 9, 11 и 12 — трубопроводы, соединяющие агрегаты гидросистемы; 4 — пружинный гидроаккумулятор; 6 — гидроувеличитель; 8 — цилиндр; 10 — распределитель, положение рукоятки гидроувелнчигеля. I — «Заперто»; II — «Выключен»; III — «Включен»; IV — «Сброс давления»; А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К — полости.
Нагнетательная полость А гидроувеличителя соединена трубопроводом 12 с нагнетательным штуцером распределителя 10 гидросистемы трактора, предназначенным для присоединения рабочей полости основного силового цилиндра, когда отсутствует гидроувеличитель. Полость запорного клапана Е гидроувеличителя соединена через трубопровод 7 с рабочей полостью И основного силового цилиндра 8. Сливная полость Г гидроувеличителя соединена при помощи сливного трубопровода 3 со сливным трубопроводом, идущим от сливной полости распределителя 10 к баку 2 гидросистемы. Полость Ж обратного клапана через сверление в золотнике 3 соединяется трубопроводом 5 рабочей полостью ружинного аккумулятора 4.
Золотник в сборе с большим плунжером, пружиной золотника, фигурной гайкой и регулировочным винтом выполняет роль автомата для подзарядки гидроаккумулятора и питания рабочей жидкостью основного силового цилиндра во время работы навесного агрегата.
Ползун служит для включения гидроувеличителя в гидросистему трактора и отключения его от гидросистемы, для отключения основного силового цилиндра от гидросистемы трактора при транспортном положении навесной машины во время переездов и для разгрузки гидросистемы и гидроусилителя от давления в период заглубления навесной машины под действием собственного веса.
Предохранительный клапан гидроувеличителя предназначен для того, чтобы не допустить чрезмерного повышения давления в рабочей полости гидроаккумулятора 4 по сравнению с заданным.
Гидроаккумулятор 4, в котором применен элемент, аккумулирующий энергию, в виде цилиндрической пружины, служит для компенсации утечек и создания подпора в рабочей полости основного силового цилиндра в пределах степени нечувствительности автомата подзарядки.
Рис. Пружинный гидроаккумулятор: 1 — болт; 2 — передняя крышка; 3 — цилиндр; 4 — кожух; 5 — пружина; 6 — шток; 7 — защитное кольцо; 8 — поршень; 9 — уплотнительное кольцо; 10 — пробка для спуска утечек рабочей жидкости.
Пружинный гидроаккумулятор состоит из цилиндра 3, поршня 8, полого штока 6, пружины 5 и кожуха 4, закрытого с переднего торца крышкой 2, а с заднего — донышком, приваренным к кожуху.
Цилиндр в сборе с цилиндрической пружиной помещен в кожух и закрыт крышкой 2. Шток поршня закреплен жестко в передней крышке. В торце штока ввернут штуцер для подвода рабочей жидкости в гидроаккумулятор. При зарядке рабочая жидкость поступает через штуцер и осевое сквозное отверстие штока в полость между поршнем и донышком цилиндра.
Под давлением рабочей жидкости цилиндр отодвигается от крышки 2, сжимает пружину 5 и тем самым накапливает энергию. На донышке кожуха гидроаккумулятора имеется отверстие для слива накапливающихся утечек рабочей жидкости. Это отверстие закрыто пробкой 10. К кожуху приварена скоба с четырьмя отверстиями для крепления гидроаккумулятора к корпусу заднего моста. Масса гидроаккумулятора без рабочей жидкости 5,6 кг.
Из схемы гидромеханизма навесной системы тракторов МТЗ-80 (МТЗ-82) с гидроувеличителем сцепного веса видно, что рабочая жидкость из бака 2 поступает в насос 1, а затем нагнетается в напорную полость распределителя 10 гидросистемы трактора. Дальнейшее движение рабочей жидкости зависит от положений золотников в корпусе распределителя 10. При работе гидросистемы без гидроувеличителя пользуются позициями золотников распределителя Р75-ВЗ-А. При этом нужно помнить, что на тракторах МТЗ-80 (МТЗ-82) распределитель не имеет фиксации золотников в позиции «Опускание», а для принудительного опускания рабочих органов сельскохозяйственной машины необходимо рычаг распределителя удерживать рукой до окончания заглубления рабочих органов в почву.
