Трактор (англ. tractor «тягач») — самодвижущаяся (гусеничная или колёсная) машина, выполняющая сельскохозяйственные, дорожно-строительные, землеройные, транспортные и другие работы в агрегате с прицепными, навесными или стационарными машинами (орудиями). Проще говоря, тракторами называются машины для тяги плугов, других сельскохозяйственных машин и грузов. К примеру, промышленный трактор, оборудованный бульдозерным ножом, называется —бульдозер .
Трактор отличается низкой скоростью и большой силой тяги.Компоновка Несущая система (остов) трактора служит для размещения механизмов и систем и воспринимает вес и силы реакции этих элементов. Известны три наиболее распространенных типа несущих систем тракторов: рамный, полурамный и безрамный. Рамный остов предполагает наличие рамы, на которую навешиваются все агрегаты трактора. При полурамной системе часть функций рамы принимают на себя агрегаты трансмиссии, на корпусе которых закрепляются все остальные устройства, а двигатель подвешивается на переднюю полураму. В безрамных тракторах картер двигателя также имеет несущую функцию .
Компоновка трактора определяет тип применяемого остова и выбирается исходя из назначения трактора, тягового класса, и типа применяемого двигателя. Современные тракторы, как правило, строятся по классическим компоновочным схемам.Универсальные колёсные тракторы строятся по двум классическим схемам: с увеличенными задними колёсами и с колёсами одинакового диаметра.
Тракторы с увеличенными задними колёсами имеют полурамный остов. При этом частью остова, воспринимающего силы, возникающие от действия веса, тягового усилия и сил инерции трактора воспринимают картеры узлов трансмиссии и двухбалочная полурама в передней части трактора. К полураме крепится передний мост, передняя опора двигателя и его систем, переднее навесное оборудование .Такие тракторы имеют переднее расположение двигателя и заднее расположение поста управления. Полурамный остов упрощает конструкцию трактора, но затрудняет процесс его разборки и сборки при ремонте . Кроме того, большие переменные нагрузки на картеры узлов трансмиссии снижают её долговечность и не позволяют применять зубчатые зацепления высокой точности. Управление поворотом осуществляется передними колёсами.
Тракторы с колёсами одинакового диаметра, как правило имеют рамный остов, состоящий из двух полурам, соединенных шарнирами. На каждой из полурам установлено по ведущему мосту. Управление поворотом осуществляется за счет поворота полурам. Такая компоновка позволяет применять колёса увеличенного диаметра и ширины, но ухудшает устойчивость трактора, так как при повороте центр тяжести смещается в сторону от продольной оси. Расположение узлов трактора на полурамах может быть различным. Например, у трактора К-700 двигатель, коробка передач и кабина расположены на передней полураме, а на задней полураме имеется только механизм навески.
Классической для гусеничных тракторов является схема с передним расположением двигателя и задним расположением поста управления. Такая схема оптимальна для сельскохозяйственного трактора, поскольку обеспечивает во-машин и первых хороший обзор навесных орудий, а с другой стороны — переднее
расположение центра тяжести. Переднее расположение центра тяжести необходимо сельскохозяйственному трактору потому, что его задняя часть в процессе работы догружается весом и реакцией навесного орудия. Гусеничные тракторы могут иметь как рамный, полурамный или безрамный остов. Тип остова гусеничного трактора определяется его подвеской.
Рамный остов имеют тракторы с индивидуальной или парной упругой подвеской опорных катков. При этом узлы трактора монтируются на общей раме, представляющей собой сварную металлоконструкцию . Обычно, рама трактора состоит из двух продольных балок-лонжеронов, соединенных несколькими поперечными перемычками. Такая схема позволяет легко разбирать и собирать трактор при ремонте. Другим преимуществом рамного остова является возможность применения облегченных корпусов узлов и агрегатов, которые оказываются разгруженными от веса трактора и его тягового усилия. Однако сварная рама обладает низкой жесткостью, что вызывает относительные смещения валов узлов или трактора и требует их соединения упругими муфтами карданными шарнирами.
Эти элементы обладают ограниченным ресурсом и не могут передавать большой крутящий момент.
Полурамный остов имеют тракторы с полужесткой подвеской. или Безрамный остов имеют тракторы с групповой упругой жесткой
подвеской опорных катков к балансирному брусу. Преимущество безрамного остова — высокая жесткость, позволяющая отказаться от упругих соединительных муфт между валами агрегатов. Недостаток безрамного остова — сложность крепления на нем навесных систем и оборудования трактора. Агрегаты тракторов с полурамным и безрамным остовом имеют в стенках картеров люки, позволяющие осматривать и
ремонтировать отдельные механизмы и системы без разбора всего трактора.
Трансмиссия
Работы тракторов требуют различных скоростей. Например, при пахоте скорость не может быть меньше 3,2 км/ч, так как иначе плуг не переворачивает пласт. С другой стороны, чрезмерная скорость ведёт к потере силы тяги на крюке, уменьшению ширины захвата плуга, а пахать узкими полосами невыгодно из-за того, что много энергии тратится на передвижение самого трактора. Для передвижения или транспортировки грузов пахотная скорость мала, а для других работ может оказаться велика, поэтому трансмиссии тракторов многоступенчатые .
Трансмиссия трактора как правило многопоточная, то есть передает мощность двигателя не только на ходовую часть, но и для привода агрегатируемых машин и вспомогательных механизмов .
Современные тракторы оборудуются трансмиссиями нескольких различных типов:
. Механические ступенчатые;
. Механические бесступенчатые;
. Гидромеханические;
. Гидрообъёмные;
. Электрические и электромеханические .
Система агрегатирования
Сам по себе трактор не может выполнять какой либо полезной работы и используется только в агрегате с различными машинами (в составе машинно- тракторного агрегата). Машинно-тракторные агрегаты (МТА) по способу использования мощности двигателя трактора подразделяются на тяговые, тягово-приводные и приводные .
Тяговые МТА используют для своей работы только тяговое усилие, создаваемое ходовой частью трактора. Примерами машин, использующих только тяговое усилие трактора являются плуги, бороны, лущильники, транспортные прицепы.
Тягово-приводные агрегаты используют как тяговое усилие, создаваемое трактором, так и отбор мощности от двигателя через систему отбора мощности минуя ходовую часть . К таким агрегатам относятся различные прицепные и навесные комбайны, сеялки.
Приводные агрегаты не используют тягового усилия трактора, а приводятся в действие через систему отбора мощности. Это могут быть насосные и генераторные установки, тракторные краны, экскаваторы, подъемники, стационарные сельхозмашины.
По способу передачи веса и других сил, создаваемых агрегатируемыми с трактором машинами на грунт различают навесные, полунавесные (полуприцепные)и прицепные машины.
Навесные машины и орудия не имеют собственной ходовой части и передают весь вес и тяговое усилие на ходовую часть трактора. Примерами навесных машин являются бульдозерный отвал, плуг, погрузчик, экскаватор. Некоторые навесные машины и орудия, например плуги, могут иметь опорные колёса, регулирующие глубину обработки почвы, но на них передается лишь незначительная доля веса. По размещению навесной машины относительно трактора различают фронтальную,центральную, боковую, заднюю и комбинированную навеску.
При фронтальной навеске агрегатируемая машина или орудие размещаются впереди трактора, например бульдозерный отвал, валковая жатка, кусторез,фронтальный погрузчик.
При центральной навеске агрегатируемая машина размещается под остовом трактора. Это может быть, например культиватор, фреза для удаления асфальта,оборудование для нанесения дорожной разметки, насосная установка.При боковой навеске агрегатируемая машина размещается сбоку трактора.Это может быть косилка, опрыскиватель, каналокопатель .
При задней навеске агрегатируемая машина размещается сзади трактора. Это может быть плуг, борона, сеялка.
Ряд машин имеют комбинированную навеску. Например спереди трактора устанавливается бульдозерный отвал, а сзади экскаваторное оборудование . Комбинированную навеску также имеют опрыскиватели: консоли с распылителями устанавливаются спереди и с боков трактора, насос снизу а бак для ядохимикатов сзади.
Полунавесные (полуприцепные) машины имеют свою ходовую часть, воспринимающую значительную долю веса машины. Оставшаяся доля веса передается на ходовую часть трактора. Примерами полунавесных машин могут быть одноосные прицепы, пресс-подборщики, одноосные прицепные комбайны. Обычно полуприцепные машины агрегатируются сзади трактора, но встречаются и агрегатируемые спереди машины, например тракторные асфальтоукладчики или погрузчики корнеплодов .
Прицепные машины имеют свою ходовую часть, полностью . воспринимающую их вес.Такие машины нагружают трактор только тяговым усилием. Примерами прицепных машин являются двухосные прицепы, скреперы,фуражиры, волокуши.
В состав системы агрегатирования входят навесная система, предназначенная для соединения трактора с навесными машинами и управления их положением,прицепные устройства — для буксировки прицепных машин и система отбора мощности для привода рабочих органов агрегатируемых машин минуя ходовую часть .
Навесная система
Навесная система воспринимает вес и другие силы, создаваемые навесной машиной, и обеспечивает управление её положением. Навесные системы современных тракторов имеют гидравлический привод и часто называются гидронавесными.
Задняя навесная система сельскохозяйственного трактора, как правило, имеет многозвенный рычажный механизм с унифицированными точками крепления. Такой механизм состоит из двух нижних продольных тяг, шарнирно прикрепленных к остову трактора, одного или двух верхних рычагов, связанных вертикальными тягами регулируемой длины с нижними продольными тягами, гидроцилиндра, связанного с верхними тягами, и кронштейна крепления центральной тяги.
При навешивании машины на такой механизм два её нижних шарнира соединяются с соответствующими шарнирами нижних тяг, а верхний шарнир через центральную тягу — с кронштейном. Кинематика перемещения навесной машины задаётся длиной и точкой присоединения центральной тяги. Такой механизм позволяет агрегатировать трактор с широким спектром почвообрабатывающих орудий, обеспечивая высотное, силовое и позиционное регулирование глубины обработки почвы. Современные сельскохозяйственные тракторы оборудуются механизмом автоматической сцепки с навесными машинами.
Задняя навесная система промышленных тракторов проще и представляет собой однорычажный механизм, обеспечивающий только высотное регулирование положения рабочего органа.
Фронтальная навесная система сельскохозяйственного трактора (при её наличии) конструктивно аналогична его задней навесной системе.
Прицепные устройства
Прицепные устройства используются для агрегатирования трактора с прицепными и полуприцепными машинами. Могут быть жесткими и управляемыми. Жесткое прицепное устройство представляет собой крюк, кронштейн, сферическую опору или элемент автоматической сцепки, закрепленные на задней части остова трактора. Жесткое прицепное устройство неудобно при агрегатировании с полуприцепными машинами, так как при сцепке приходится вручную приподнимать дышло этой машины. Более удобны гидрофицированные сцепные устройства,позволяющие регулировать положение крюка гидроцилиндром.
Система отбора мощности
Система отбора мощности предназначена для привода активных рабочих органов машин, агрегатируемых с трактором. На тракторах общего назначения нашли применение механические и гидравлические системы отбора мощности, а на некоторых специализированных тракторах — электрические и пневматические .
Система управления трактором
Система управления трактором включает в себя следующие подсистемы:
. управление двигателем: регулирование мощности, частоты вращения, запуск,
остановка;
. управление трансмиссией: включение и выключение трансмиссии, выбор направления движения, выбор передаточного числа, включение и выключение ведущих мостов, блокировка и разблокировка дифференциала;
. управление движением трактора: рулевое и тормозное управление;
. управление навесной системой;
. управление системой отбора мощности;
. управление агрегатируемой машиной;
. управление внешним и внутренним оборудованием (освещением, вентиляцией, кондиционированием).
Все органы управления трактором подразделяют на четыре группы:
. постоянно используемые (рулевое и тормозное управление);
. часто используемые (переключение передач, управление агрегатируемой машиной);
. редко используемые (управление освещением, изменение режима работы системы отбора мощности, изменение диапазонов скоростей);
. однократно используемые (подразумевается, что используются однократно за один сеанс работы: запуск и остановка двигателя, включение и выключение насоса гидравлической системы, соединение с агрегатируемой машиной).
