Tractorul

Definitia tractorului: Tractorul este un autovehicul pe roţi sau pe şenile destinat să execute diferite operaţii tehnologice cu ajutorul utilajelor şi maşinilor purtate, semipurtate sau remorcate. Poate servi ca sursă de putere pentru antrenarea unor maşini şi utilaje staţionare,utilizate în special în agricultură. Este, de asemenea, utilizat în construcţii, amenajări funciare, exploatări forestiere şi miniere, în transporturi.

1.Scurt istoric

1849 - A fost construit primul vehicul autopropulsat utilizat in agricultura, inzestrat cu motor cu aburi.1876 - Germanul Nicolaus Otto construieste motorul cu ardere interna.1890 - Se trece la construirea pe scara larga a motorului cu ardere interna.1891 - John Freelich construieste primul tractor echipat cu un motor Otto. Este prima masina care incorporeaza elementele esentiale ale unui tractor: motor cu combustie interna, transmisie, ambreiaj, inversor de directie, bara de tractiune.1892 - Germanul Rudolf Diesel breveteaza motorul cu aprindere prin compresie.1900 - Se introduce termenul de "tractor". Acesta se referea la un motor de vehicul autopropulsat, cu petrol, brevetat de H. Edward, din Chicago.Termenul s-a generalizat si este folosit in toate tarile de limba engleza, latina si slava. Americanul Benjamin Holt construieste primul tractor cu motor cu ardere interna care va fi livrat in serie abia in 1912.1908 - Se fac primele incercari ale tractoarelor la Targul Industrial de la Winnipeg, Canada.1910-1916 - Perioada se caracterizeaza prin: descoperirea principiului injectiei directe, dezvoltarea aprinderii prin magnetou de inalta tensiune, echiparea motoarelor de benzina cu carburator,transmisie inchisa (incluzand rotile finale si rotile de antrenare a saibei de curea) intr-o carcasa etansa, aparitia ambreiajului bidisc ceea ce ridica in mare masura siguranta de functionare.1912 - Societatea Hanomag din Hanovra-Linden, Germania, isi indreapta activitatea spremecanizarea agriculturii printr-un tractor de arat greu. Profitand de experienta castigata dinconstructia de tehnica de lupta, construieste in anul 1919 un tractor cu transmisie pe lanturi cu motor de 20CP.1913 - Firma Walliss construieste primul sasiu monobloc din tabla, urmandu-i in 1917 Ford, prin adaptarea sasiului monobloc din fonta turnata.1917 - Uzinele Ford din S.U.A. demareaza constructia de tractoare ca ramura a industriei. Inginerul Fritz Huber, tehnician la Fabricile Heinrich Lanz din Mannheim, Germania, construieste un transportator de titei cu motor cu cap incandescent (model 12PS Bulldog) ce avea

1

sa fie optimizat astfel incat sa functioneze perfect in orice conditii.1918 - Firma International Harverst introduce priza de putere actionata prin intermediul transmisiei. Dupa 20 de ani se introduce priza de putere independenta care permitea actionarea ei cu tractorul stationand.1919 - Firma Deutz din Koln promoveaza ideea de a produce tractoare care sa valorifice motoarele de constructie proprie. Primul sau tractor era inspirat constructiv din tehnica de lupta: avea dimensiuni gigantice, fiind folosit pentru tractiune. La expozitia de la Kansas City, S.U.A., se evidentiaza unele tendinte in evolutia tractoarelor: realizarea cadrului sasiului prin turnare, utilizarea motoarelor cu 4 cilindri in linie, aparitia tractorului articulat.1920 - Constituie inceputul perioadei tractoarelor polivalente. Tractorul acestor ani poseda cea mai mare parte a caracteristicilor tractoarelor actuale: sasiu monobloc, piesele supuse uzurii sunt interschimbabile, ungere fortata, transmisie cu baie de ulei, cutie de viteze cu mai multe trepte, tensiune inalta pentru aprindere, racirea motorului cu apa, filtru pentru aer, lagareantifrictiune, priza de putere, motoare cu turatie ridicata, frana, mecanism de directie etc.1932 - Rotile cu pneuri sunt utilizate in locul rotilor cu pinteni, aceasta modificare fiind impusa de folosirea tractoarelor si la transportul pe drumurile publice. Firma Firestone aplica pe un tractor "Allis Chalmers" model U 1929, pneuri care sunt cunoscute si astazi. Ideea a avut unsucces rapid, astfel ca in 1935, 14% din productia mondiala de tractoare era echipata cu anvelope. In 1940 acestea reprezentau 85% iar in 1950, 100%.1935 - Firma Case pune la punct primele dispozitive hidraulice pentru utilaje purtate. 1938 - Firma Case prezinta dispozitivul de ridicare cu actionare hidraulica.1941 - Firma Ferguson utilizeaza mecanismul de ridicare in 3 puncte la ridicarea hidraulica controlata.1946 - In fosta uzina IAR Brasov a fost realizat primul tractor romanesc, IAR 22.[1]

Primul tractor românesc s-a numit IAR-22 şi a fost realizat la 26 noiembrie 1946 la fostele uzine IAR, devenite “Tractorul”, din Braşov. În primul an de fabricaţie, 1947 s-au construit 280 de tractoare, iar de atunci şi pânã astãzi capacitatea de producţie a crescut la cca 60.000 bucãţi/an, fabricaţia de tractoare extinzându-se şi la Craiova, Miercurea-Ciuc, Timişoara şi Codlea.

În anul 1951 a început fabricaţia în serie a tractorului pe şenile KD-35 cu destinaţie generalã,

care realiza cinci viteze pentru mersul înainte cuprinse între 3,81 şi 9,11 km/h şi era echipat cu un

motor Diesel în patru timpi cu puterea de 37 CP la 1400 rot/min.

2

În anul 1955 a început fabricaţia tractorului Universal-2 (U-2) pe roţi, echipat cu acelaşi

motor D-35 al tractoarelor KD-35, realiza cinci viteze de mers înainte cuprinse între 4,56 şi 12,95

Km/h, având un domeniu de utilizare mai larg.

Ulterior s-a trecut la fabricarea tractorului U-26, U-27, U-29, U-450, cu prizã de putere

semiindependentã şi instalaţie hidraulicã pentru acţionarea diferitelor maşini agricole purtate şi

remorcate, aceste tractoare realizau 10 viteze de mers înainte, cuprinse în intervalul 2,83-22,40

km/h şi erau echipate cu motor Diesel de 45 CP la turaţia de 1500 rot/min.

Un pas important în dezvoltarea industriei româneşti de tractoare l-a constituit trecerea în anul

1963 la fabricarea în serie a tractoarelor pe roţi U-650 cu varianta U-651 (cu patru roţi motoare),

destinate sã execute majoritatea lucrãrilor agricole, inclusiv lucrãrile de întreţinere a culturilor

prãşitoare, precum şi lucrãrile de transport. Aceste tractoare au fost echipate cu motor Diesel (D-

103) cu injecţie directã şi pornire electricã, cu puterea de 65 CP la turaţia de 1800 rot/min,

dezvoltând 10 viteze de mers înainte cuprinse între 2,58-26,94 km/h. În prezent aceste tractoare

se produc în variante modernizate U-650M (fig. 1.1), U-651M, U-650 super şi U-650 DT super,

echipate cu motor Diesel D-110.

În perioada 1963-1968 s-a început fabricaţia altor tipuri de tractoare cum ar fi: S-1300 tractor

pe şenile cu putere de 130 CP ( anul 1963); S-650 tractor pe şenile echipat cu motor D-104 (anul

1965), în prezent se produc variante modernizate S-651 LS şi IF-650 E;

În anul 1969 a început construcţia tractoarelor pe roţi şi şenile din familia U-445 (fig. 1.2), cu

motor de 45 CP în variantele Universal (U-445, U-445 DT, U-445 DTE, U-445 SD, U-445

DTSD, S-445), legumicol (U-445 L), viticol (U-445 V, SV-445, U-445 HCV), pomicol (U-445

3

Fig. 1.2

Tractorul universal U-

Fig. 1.1 Tractorul universal U-

HCP), pentru lucrãri în pante (SM-445) şi pentru lucrãri multiple (U-445 TIH), cu performanţe la

nivelul tehnicii mondiale.

În anul 1970 a început fabricaţia tractorului S-1500, echipat cu motor Diesel supraalimentat

cu puterea de 150 CP, iar în prezent se construiesc tractoarele S-1800 IF şi S-1800 LS pentru

lucrãri în construcţii şi industriale, echipate cu motoare de 180 CP.

Ulterior, au fost realizate noi tipuri de tractoare agricole cu performanţe îmbunãtãţite (U-350,

U-500 cu diverse variante, U-530 cu variante, U-550 cu variante, A-1800 A), precum şi noi tipuri

de tractoare industriale cu transmisii hidrodinamice şi ramã articulatã (A-1801 IF, A-1801 L, A-

3602 IF), în prezent se fabricã în România peste 53 de tipuri de tractoare, pe roţi şi pe şenile, în

peste 300 de variante, în 12 grupe de puteri: 25-300 CP.[2]

Un alt constructor ce a avut o importanta foarte mare in istoria constructiei de tractoare a fost

Deutz-Fahr.

•1872• Nicolaus August Otto si Eugen Langen, parintii motorului, fondeaza la Colonia Gasmotoren - Fabrik Deutz.

•1876• Nicolaus August Otto produce primul motor in patru timpi.

•1894• Este fabricat pimul tractor pe benzina.

•1898• Constructia primului motor diesel Deutz.

•1907• Realizarea prototipului de arat auto-propulsat, echipat cu un motor de 25 de cai-putere si prezantarea Pfluglokomotivei, "locomotiva pentru arat" la expozitia anuala a Societatii Agricole Germane.

•1919• Fabricarea Deutzer Trekker-ului, derivat dintr-un auto-propulsat utilizat pentru transportul artileriei in timpul razboiului.

4

Fig. 1.2

Tractorul universal U-

•1926• Nasterea lui Mth, primul motor Deutz adevarat.

•1927• Mht 222, motor cu ax orizontal monocilindric,schimbator cu doua viteze prin intermediul unui lant cu role.

•1929• Tractorul Mtz 120 din 1929

•1934• Lansarea modelului FZM 315, in productie pana la 1942. Este primul tractor Deutz fabricat in serie.

•1935• Tractorul F3M 317 din 1935.

•1936• Tractorul Deutz F1M 414 din 1936 avand motor cu racire pe apa si deasupra muncitori la lucru

•1950• Deutz prezinta modelele F1L 514 si F2L 514 cu motoare diesel cu racire cu aer.

•1952• Tractorul Deutz, modelul F4L 514 din 1952.

•1957• Combina de recoltat Fahr, modelul Mdl din 1957 cu motor diesel Mercedes-Benz.

•1959• O data cu introducerea lui D25, noua generatie de motoare FL 712 avand cai putere de la 13 la 52, incepe sa fie folosita pentru tractoarele Deutz

•1962• Este introdusa ajustarea hidraulica, sistemul Deutz Transfermatic.

•1965• Apar doua modele de tractoare D 4005.

•1967• Apare modelul D-05.

5

•1968• Tractor din 1968 ce tracteaza o remorca model We-322 L, semnata Fahr.

Un exemplar din aceeasi serie ca si DX 110, modelul DX 160, din 1968.

Tractorul D 6006 din 1968 cu 62 de cai putere, produs pana in 1976.

Tot in 1968 apare si marca Deutz-Fahr, in urma achizitiei Fahr, companie ce deja din secolul trecut producea echipament agricol.

•1970• Este achizitionat Koedel & Boehm, producator de combine de recoltat.

•1972• Prezentarea gamei intrac 2000, cu adevarat inovativa pentru acea vreme. Pentru prima data sunt utilizate motoarele diesel cu 5 cilindri.

Modelul D 13006 din 1972, tractorul cel mai puternic din seria D-06, care, incepand din 1968 ii urma modelului D-05.

•1978• Modelul Deutz-Fahr DX 110 din 1978 cu schimb complet sincronizat si dotat cu lubrifiere fortata si tractiune integrala de serie.

•1980• Un nou model Deutz-Fahr D 5207 din 1980.

Combine de recoltat din Est

Scopul este acela de a revigora combinele de recoltat Deutz. In martie 2005 a fost cumparata locatia din Zupanja, Croatia, situata intr-o pozitie strategica pentru asaltul treptat catre pietele din Est. Linia de productie, caracterizata de o structura moderna de tip occidental si de o suprafata totala de peste 24 de hectare, poate realiza pana la o mie de combine de recoltat pe an. Intre 1984 si 2004, societatea croata Duro Dakavic a fabricat la Zupajna peste 2000 de combine de recoltat pentru Deutz, cifre demne de luat in seama daca luam in considerare lunga perioada de razboi ce a tulburat tara in anii '90.

Aer de noutate

Perioada de dupa razboi a fost dificila : colibe distruse, aprovizionare dificila, restrictii financiare si lipsa muncitorilor calificati. Situatia a inceput sa se amelioreze numai dupa 1948, odata cu consolidarea marcii germane: in 1950 Deutz a prezentat un tractor cu motor diesel avand racire cu

6

aer, reluat dintr-un experiment facut in ultimii ani de razboi, de catre Emil Flatz, unul dintre cei mai straluciti proiectanti ai vremii. Aceste tractoare (modelele F1L 514 si F2L 514) au avut un mare succes, astfel incat productia lor in serie a continuat pana in anii '60, cu 80.000 de unitati vandute.

Din 1952, Deutz a largit gama de modele cu o serie de motoare monocilindrice avand intre 11 si 22 de cai putere, comercializata in 96.000 de exemplare in zece ani.

In 1967 o noua gama de schimbatoare de viteze.

In anul urmator, Khd a inaugurat un noucentru de cercetare si dezvoltare, extins pe o suprafata de 125.000 metri patrati. In acelasi an a fost introdusa seria 06 care a ramas pe piata 13 ani, cu un total de 360.000 de exemplare vandute. In acest interval de timp "sistemul tractor" a suferit importante schimbari iar Deutz a fost prima companie care a creat un habitaclu dotat cu suspensii elastice si izolare acustica.

D 6807 din anul 1981 Dx 86 din 1982 Dx3 starcab din 1986

•1984• Fondarea Deutz-Allis, operatiune care a adus multe probleme financiare.

•1988• Proiectarea seriei Agrostar.

•1992• Producerea tractorului cu nr 1 milion al grupului Khd.

•1995• Achizitionarea lui Deutz-Fahr de catre grupul Same-Lamborghini-Hurliman. In acelasi an este produsa seria Agroton.

Agrostar Dx 471 Agrotron 90 din 1997 Agrotron 230-260 din 1997

7

Un Agrotron Ttv din 2001 cu schimbator cu transmisie continua si cu sistemul PowerCom V care permite activarea printr-o singura ridicare a tuturor functiilor principale , de la actionarea hidraulicii posterioare la mersul inainte si marsarier

•2005• Achizitionarea locatiei din Zupanja, in Croatia, pentru productia combinelor de recoltat.

•2005• Un exemplar din gama Agrotron K, produs din 2005 si disponibil in versiuni de la 90 la 120 de cai putere.[3]

2.Clasificarea tractoarelor

I. După destinaţie:

Agricole cu destinaţie -generală -universale

-specializate

-şasiuri autopropulsate

Industriale tractoare -cu destinaţie generală -tractoare specializate

Rutiere (de transport)

II. După tipul sistemului de rulare si de propulsie:

Pe roţi cu o punte (2 2) cu două punţi -(3 2)

-(4 2)8

-(4 4)

cu trei punţi -(6 2)

-(6 4)

-(6 6)

Cu semişenile Pe şenile

III. După tipul transmisiei: Cu transmisie mecanică Cu transmisie hidromecanică Cu transmisie hidrostatică Cu transmisie electrică Cu transmisie electromecanică

IV. După nivelul forţei de tracţiune nominale în kN:2, 6, 9, 14, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 150, 250, 350.

Fig.1.1. Scheme de motocultoare: a- fără scaun pentru tractorist; b- cu scaun pentru tractorist; c- cu semiremorcă.

9

Fig.1.2. Scheme de tractoare: a- tractor pe roţi 4x2 cu lumină mică; b- idem cu lumină mare; c- şasiu autopropulsat, d- tractor pe roţi 4x4 cu roţi indgale; e- idem cu roţi egale; f- tractor pe roţi 4x4 cu şasiu articulat; g şi h- tractoare cu semişenile; i- tractor agricul pe şenile; j- tractor industrial pe şenile.[4]

Comparare propulsie cu roţi - propulsie cu şenile

Caracteristica Propulsor cu roţi Propulsor cu şenile

10

Presiunea pe sol

2…5 daN / cm2; prin controlul presiunii de umflare, la pneuri de construcţie specială s-a ajuns la 1 daN/cm2

0,8…1,0 daN/cm2

Sarcina admisă Circa 25 … 32 kN / roată Circa 45 kN / galet

Capacitatea de abordare a obstacolelor

Bună Foarte bună

Vulnerabilitatea (capacitatea de progresiune în caz de distrugere)

Redusă: un transportor 8x8 poate continua deplasarea şi în situaţia în care 2 pneuri sunt distruse

Foarte mare: distrugerea unei şenile conduce la imobilizarea autovehiculului

Protecţia căii de rulare Foarte bună

Foarte redusă: distrugerea căii de rulare este evitată prin montarea unor perne de cauciuc care limitează însă coeficientul de aderenţă pe terenuri moi şi umede

MentenabilitateaFoarte bună: rulaj mare şi nu necesită operaţii de întreţinere

Redusă: rulaj redus şi volum mare de întreţineri

Mobilitatea Foarte bună: V=100-120 km/h Bună: V=60-65 km/h

CosturiMai mici de 2-3 ori la achiziţie şi de 3-6 ori în exploatare

Mari

Raza de acţiune Mare Mică

Nivel de zgomotMic (probabilitate redusă de descoperire de către inamic)

Mare

Capacitatea de virare

Redusă: prin măsuri constructive speciale s-a ajuns la o rază de 7…8 m (VEXTRA)

Foarte bună

11

12

[5]

3.Sisteme ce compun tractorul

13

3.1.Motorul

Motorul Diesel este un motor cu combustie internă, mai exact este un motor cu aprindere prin compresie, în care combustibilul se detonează doar prin temperatura ridicată creată de comprimarea amestecului aer-carburant, și nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în cazul motorului pe benzină.

Motorul operează utilizând ciclul Diesel.

Istorie

Numele motorului a fost dat după inginerul german «Rudolf Diesel» la sugestia soției sale Martha Diesel, care în 1895 îl sfătuiește cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! („numește-l pur și simplu motor Diesel!”), ușurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea motorului, pe care l-a inventat în 1892 și l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenția lui Diesel a fost ca motorul său să utilizeze o varitate largă de combustibili inclusiv praful de cărbune. Diesel și-a prezentat invenția funcționând în 1900 la Expoziția Universală (World's Fair) utilizănd ulei de alune (vezi biodiesel).

Scurtă cronologie

1862 - Nicolaus Otto dezvoltă motorul pe bază de gaz de cărbune, similar unui motor pe benzină modern.

1891 - Herbert Akroyd-Stuart îmbunatățește motorul său pe bază de ulei si cedează drepturile către Hornsby din Anglia pentru construcția motoarelor. Aceștia au construit primul motor cu aprindere prin compresie cu start rece.

1892 - Motorul Hornsby cu numărul 101 este construit și instalat într-o casă de apă. Acesta se află în muzeul camioanelor MAN din nordul Angliei.

1892 - Rudolf Diesel dezvoltă versiunea sa de motor având la bază principiile motorului Carnot alimentat cu praf de carbune. În data de 10 august 1893 în Maschinenfabrik Augsburg pornește pentru prima dată motorul inventat de el. Aprinderea carburantului în cilindru produsese o bubuitură atât de puternică, incât a spart niște geamuri și aparate de măsurat, motorul însă rămânând intact. A mai durat însă încă patru ani, pînă motorul a funcționat. El avea o putere de 20 CP.[1] El este angajat de geniul refrigerării

14

Carl von Linde, apoi de producătorul de fier MAN AG din München și mai tărziu de Sulzer, companie de motoare din Elveția. Diesel împrumută idei de la fiecare și lasă o moștenire bogată firmelor.

1892 - John Froelich construiește un tractor cu motor avănd combustibil petrolul.

1894 - Witte, Reid, and Fairbanks încep construcția de motoare pe bază de petrol cu o varietate de sisteme de aprindere.

1896 - Hornsby construiește tractoare Diesel și motoare pentru locomotive.

1897 - Winton produce și conduce primul automobil pe benzină din Statele Unite; mai târziu construiește fabrici de motoare Diesel.

1897 - Mirrlees, Watson & Yaryan construiesc primul motor Diesel englez cu licență Rudolf Diesel. Acesta este expus în Science Museum din South Kensington, Londra.

Cum funcţionează motorul Diesel

Comprimarea unui gaz conduce la creșterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul în motoarele Diesel. Aerul este aspirat în cilindri și este comprimat de către piston până la un raport de 25:1, mai ridicat decât cel al motoarelor cu apindere prin scânteie. Spre sfârșitul cursei de compresie, motorina este pulverizată în camera de ardere prin intermediul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul care a fost încălzit până la o temperatura de circa 700-900°C (1300–1650°F). Arderea combustibilului duce la cresterea temperaturii și presiunii, punând în mișcare pistonul. Biela transmite forța pistonului către arborele cotit, transformând mișcarea liniară în mișcare de rotație. Aspirarea aerului în cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse la capătul cilindrului. Pentru mărirea puterii, majoritatea motoarelor Diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mări cantitatea de aer introdusă în cilindri. Folosirea unui răcitor intermediar pentru aerul introdus în cilindri crește densitatea aerului și conduce la un randament mai bun.

Atunci când afară este frig, motoarele Diesel pornesc mai greu deoarece masa masivă a metalului blocului motor {format din cilindri și chiulasă) absoarbe căldura produsă prin compresie, împiedicând aprinderea. Unele motoare folosesc dispozitive electrice de încălzire, denumite bujii cu incandescență, ajutând la aprinderea motorinei la pornirea motorului Diesel. Alte motoare folosesc rezistențe

15

electrice dispuse în galeria de admisie, pentru a încălzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate în blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura. Motorina are un grad mare de viscozitate, mai ales la temperature scăzute, ducând la formarea de cristale în combustibil, în special în filtre, împiedicând astfel alimentarea corectă a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care să încălzească motorina, mai ales în zona rezervorului și a filtrelor a rezolvat această problemă. De asemenea, sistemul de injecție al multor motoare trimite înapoi în rezervor motorina deja încălzită, care nu a fost injectată, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. În prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat și această problemă.

O componentă vitală a motoarelor Diesel este regulatorul de turație – mecanic sau electronic, care reglează turația motorului prin dozarea corectă a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scânteie (Otto), cantitatea de aer aspirată nu este controlată, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme în funcție de sarcină și viteză. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic comandă injecția și limiteză turația motorului prin intermediul unei unități centrale de control care primește permenent semnale de la senzori, dozând corect cantitatea de motorină injectată.

Controlul precis al timpilor de injecție este secretul reducerii consumului și al emisiilor poluante. Timpii de injecție sunt măsurați în unghiuri de rotație ai arborelui cotit înainte de punctul mort superior. De exemplu, dacă unitatea centrală de control inițiază injecția cu 10 grade înainte de punctul mort superior, vorbim despre un timp de injecție de 10 grade. Timpul optim de injecție este dat de construcția, viteza și sarcina motorului respectiv.

Avansând momentul injecției (injecția are loc înainte ca pistonul să ajungă la punctul mort superior) arderea este efiecientă, la presiune și temperatură mare, dar cresc și emisiile de oxizi de azot. La cealalată extremă, o injecție întârziată conduce la arderi incomplete și emisii vizibile de particule de fum.

Injecţia combustibilului la motoarele Diesel

Primele sisteme de injecţie

Motorul Diesel modern este o îmbinare a creațiilor a doi inventatori. În mare, rămâne fidel conceptului original al lui Rudolf Diesel, adică combustibilul este aprins prin compresia aerului din cilindru. Însă, aproape toate motoarele Diesel de azi folosesc așa-numitul sistem de injecție solidă, inventat de Herbert Akroyd

16

Stuart, pentru motorul său cu cap incandescent (un motor cu aprindere prin compresie care precedase motorul Diesel, dar funcționează oarecum diferit). În cazul injecției solide, combustibilul este adus la o presiune extremă cu ajutorul unor pompe și introdus în camera de ardere prin intermediul unor injectoare și a aerului comprimat, într-o stare aproape solidă. La început, combustibilul era injectat în motorul Diesel cu ajutorul aerului comprimat care îl pulveriza în cilindru. Mărimea compresorului de aer era atât de mare, încât primele motoare Diesel erau foarte grele și voluminoase în raport cu puterea produsă, mai ales datorită antrenării unor astfel de compresoare. Primele motoare montate pe nave aveau un motor auxiliar dedicat antrenării compresorului de injecție. Sistemul era prea mare și greoi pentru a fi folosit în industria auto.

Injecţia controlată mecanic şi electronic

Motoarele din vechile generații utilizau o pompă mecanică și un mecanism cu supape antrenate de arborele cotit, de obicei prin intermediul unui lanț sau curele. Aceste motoare foloseau injectoare simple, cu supapă și arc, care se deschideau/închideau la o anumită presiune a combustibilului. Pompa consta dintr-un cilindru care comprima motorina și o supapă sub formă de disc care se rotea la jumătate din turația arborelui cotit. Supapa avea o singură deschidere pe o parte, pentru combustibilul sub presiune și o alta pentru fiecare injector. Pe masură ce se rotea, discul supapei distribuia fiecărui injector o cantitate precisă de combustibil la mare presiune. Supapa injectorului era acționată de presiunea motorinei injectate atât timp cât discul se rotea în dreptul deschiderii fiecărui cilindru. Regimul motorului era controlat de un al treilea disc care se rotea doar câteva grade și era acționat de o pârghie. Acest disc controla deschiderea prin care trecea combustibilul, controlând astfel cantitatea de motorină injectată. Vechile motoare Diesel puteau fi pornite, din greșeală, și în sens invers, deși funcționau ineficient datorită ordinii de aprindere dereglate. Aceasta era de obicei consecința pornirii mașinii într-o treaptă de viteză greșită. Motoarele moderne au o pompă de injecție care asigură presiunea necesară injecției. Fiecare injector este acționat electro-magnetic prin intermediul unei unități centrale de control, fapt ce permite controlul precis al injecției în funție de turație și sarcină, având ca rezultat performanțe mărite și un consum scăzut. Design-ul simplificat al ansamblului pompă-injector a condus la construcția de motoare mai fiabile și silențioase.

Injecţia indirectă

În cazul motorului Diesel cu injecție indirectă, motorina nu este injectată direct în camera de ardere, ci într-o pre-cameră unde arderea este inițiată și se extinde apoi

17

în camera de ardere principală, antrenată de turbulența creată. Sistemul permite o funcționare liniștită, și deoarece arderea este asistată de turbulență, presiunea de injecție poate fi mai scăzută, deci sunt permise viteze de rotație mari (până la 4 000 rpm), mult mai potrivite autoturismelor. Precamera avea dezavantajul pierderilor mari de căldură, ce trebuiau suportate de către sistemul de răcire și a unei eficiențe scăzute a arderii, cu până la 5-10% mai scăzută față de motoarele cu injecție directă. Aproape toate motoarele trebuiau să aibă un sistem de pornire la rece, ca de exemplu bujii incandescente. Motoarele cu injecție indirectă au fost folosite pe scară mare în industria auto și navală începând din anii timpurii 1950 până în anii 1980, când injecția directă a progresat semnificativ. Motoarele cu injecție indirectă sunt mai ieftine și mai ușor de construit pentru domeniile de activitate unde emisiile poluante nu sunt o prioritate. Chiar și în cazul noilor sisteme de injecție controlate electronic, motoarele cu injecție indirectă sunt încet înlocuite de cele dotate cu injecție directă, care sunt mult mai eficiente.

În perioada de dezvoltare a motoarelor Diesel din anii 1930, diferiți contructori au pus la punct propriile tipuri de precamere de ardere. Unii constructori, precum Mercedes-Benz, aveau forme complexe. Alții, precum Lanova, utilizau un sistem mecanic de modificare a formei precamerei, în fucție de condițiile de funționare. Însă, cea mai folosită metodă a fost cea în formă de spirală, concepută de Harry Ricardo ce folosea un design special pentru a crea turbulențe. Majoritatea producătorilor europeni au folosit acest tip de precamere sau și-au dezvoltat propriile modele (Mercedes Benz și-a menținut propriul design mulți ani).

Injecţia directă

Motoarele moderne folosesc una din următoarele metode de injecție directă.

Injecția directă cu pompă-distribuitor

Primele motoare Diesel cu injecție directă au folosit o pompă de injecție rotativă, cu injectoarele montate în partea superioara a camerei de ardere și nu într-o precameră. Exemple de vehicule dotate cu astfel de motoare sunt Ford Transit sau Rover Maestro, având ambele motoare fabricate de Perkins. Problema acestor motoare era zgomotul excesiv și emisiile de fum. Din această cauză aceste motoare au fost la început montate doar pe vehicule comerciale – excepția notabilă fiind autoturismul Fiat Croma. Consumul era cu 15% până la 20% mai scăzut decât la un motor Diesel cu injecție indirectă, îndeajuns să compenseze, pentru unii, zgomotul produs.

18

Primul motor cu injecție directă de mică capacitate, produs în serie a fost conceput de grupul Rover. Motorul în 4 cilindrii, cu o capacitate de 2500 cmc, a fost folosit de Land Rover pe vehiculele sale din 1989, având chiulasa din aluminiu, injecție Bosch în 2 trepte, bujii incandescente pentru pornire ușoară și un mers lin și economic.

Injecția directă cu rampă comună

La vechile motoare Diesel o pompă-distribuitor asigura presiunea necesară la injectoare care erau simple duze prin care motorina era pulverizată în camera de ardere.

La sistemele cu rampă comună, distribuitorul este eliminat. O pompă de înaltă presiune menține motorina la o presiune constantă de 1800 bari într-o rampă comună, o conductă unică care alimenteză fiecare injector comandat electro-magnetic de mare precizie sau chiar injectoare piezo-electrice.

Injecția directă cu pompă-injector

Acest tip de sistem injectează, de asemenea, motorina direct în cilindru. Injectorul și pompa formează un corp comun plasat în capătul cilindrului. Fiecare cilindru are propria pompă care alimentează injectorul propriu, fapt ce exclude fluctuațiile de presiune și asigură o injecție consistentă.

Motoarele Diesel timpurii

Intenția lui Rudolph Diesel a fost aceea de a înlocui motorul cu aburi ca sursă primară de energie pentru industrie. Motoarele Diesel de la sfârștul secolului XIX și începutul secolului XX foloseau aceeași formă și dispunere ca motoarele cu aburi industriale: cilindri cu cursă mare, supape exterioare, chiulase pentru fiecare cilindru și arbore cotit fără carter, cuplat la un volant enorm. Curând, vor apărea motoare mai mici, cu cilindri verticali, în timp ce majoritatea motoarelor industriale de mărime mare și medie aveau tot cilindri orizontali, și întocmai ca motoarele cu aburi, aveau mai mulți cilindri. Cele mai mari motoare Diesel timpurii erau replici ale celor cu aburi, cu lungimi impresionante, de câțiva metri buni. Acestea funcționau cu viteze foarte mici, în special datorită motorinei injectate cu ajutorul aerului comprimat, dar și pentru că trebuiau să corespundă majorității utilajelor industriale construite pentru motoarele cu aburi, unde vitezele normale de operare se încadrau între 100 si 300 rotații pe minut. Motoarele erau pornite cu ajutorul aerului comprimat, care era introdus in cilindri și rotea motorul, deși cele mai mici puteau fi pornite și manual.

19

În primele decenii ale secolului XX, când marile motoare Diesel erau montate pe nave, acestea aveau forma motoarelor cu aburi, pistonul împingea o tijă cuplată la o bielă ce rotea arborele motor. Urmînd modelul motoarelor cu aburi, s-au construit motoare cu dublă acțiune, unde arderea avea loc în ambele părți ale pistonului pentru a mării puterea. Acestea aveau doua rînduri de supape si două sisteme de injecție. Sistemul permitea, de asemenea, modificarea sensului de rotație, prin modificarea timpilor de injecție. Prin urmare, motorul putea fi cuplat direct la axul elicei, fără a mai fi nevoie de o cutie de viteze. Deși aveau o putere mare și erau foarte eficiente, marea problema motoarelor cu dublă acțiune era etanșietatea camerei inferioare de ardere și a segmenților. În anii 1930 s-a descoperit că montarea turbocompresoarelor era o soluție mai ușoară și eficientă.

Motoarele Diesel moderne

Motoarele Diesel sau pe benzină sunt în 2 timpi sau în 4 timpi. Majoritatea motoarelor sunt în 4 timpi, dar unele motoare mari funționează în 2 timpi, în principal cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare Diesel în 2 timpi, cuplate la generatoare electrice ce acționeză motoare electrice, eliminând nevoia transmisiei. Pentru cresterea presiunii în cilindrii s-a folosit supraalimentarea, mai ales la motoarele Diesel în doi timpi care au două curse utile per rotație a arborelului cotit.

În mod normal, cilindrii sunt multipli de doi, dar se pot folosi orice număr de cilindri, atât timp cât sunt eliminate vibrațiile excesive. Cea mai folosită configurație este cea de 6 cilindrii în linie, dar sunt folosiți și 8 cilindrii în V sau 4 în linie. Motoarele de mică capacitate (în special cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindrii, fiind folosite la autoturisme. Există și motoare cu 5 cilindrii, un compromis între funcționarea lină a unuia de 6 cilindrii și dimensiunile reduse ale unuia de 4 cilindrii. Motoarele Diesel pentru întrebuințări curente (bărci, generatoare, pompe) au 4, 3 si 2 cilindrii sau un singur cilindru pentru capacități mici.

În dorința de a îmbunătății raportul greutate/putere s-au adus inovații privind dispunerea cilindrilor pentru a obține mai multă putere per cilindree. Cel mai cunoscut este motorul Napier Deltic, cu trei cilindri dispuși sub formă de triunghi, fiecare cilindru având 2 pistoane cu acțiune opusă, întregul motor având 3 arbori cotiți. Compania de camioane Commer din Marea Britanie a folosit un motor asemănător pentru vehiculele sale, proiectat de Tillings-Stevens, membru al Grupului Rootes, numit TS3. Motorul TS3 avea 3 cilindri în linie, dispuși orizontal, fiecare cu 2 pistoane cu acțiune opusă concectate la arborele cotit printr-

20

un mecanism de tip culbutor. Deși ambele soluții tehnice produceau o putere mare pentru cilindreea lor, motoarele erau complexe, scumpe de produs și întreținut, iar când tehnica supraalimentarii s-a îmbunătățit în anii 1960, aceasta a devenit o solutie viabilă pentru creșterea puterii.Înainte de 1949, Sulzer a construit, experimental, motoare în doi timpi supraalimentate la 6 atmosfere a căror putere era obținută cu ajutorul unor turbine acționate de gazele de evacuare.

3.2.Transmisia

Transmisia tractorului reprezinta totalitatea mecanismelor prin care se transmite miscare la organele de deplasare ale tractorului reprezentate prin roti sau senile.

Clasificarea transmisiilor se face dupa mai multe criterii:

- Dupa modul de transmitere a miscarii de la motor la organele de deplasare ale tractorului transmisiile pot fi:

o transmisii mecanice,o transmisii hidraulice,o Transmisii electrice,o transmisii combinate (care îmbina elemente mecanice si elemente

hidraulice).- Dupa modul de variatie a vitezei pot fi:

o transmisii în trepte sio transmisii fara trepte.

Transmisii mecanice în trepte

Transmisiile mecanice în trepte sunt cele mai raspândite datorita simplitatii constructive si sigurantei în functionare.

În functie de organele de deplasare ale tractorului, transmisiile mecanice difera între ele din punct de vedere al partilor componente.

Schema unei transmisii mecanice destinata tractoarelor pe roti.

21

Figura 1. Schema unei transmisii mecanice pentru tractoarele pe roti:

22

MT – motor termic;

AP –ambreiaj principal;

RP – reductor planetar;

CV – cutie viteze;

TC – transmisie centrala;

D –diferential;

TF – transmisie finala;

RM – roti motoare

Ambreiajul principal este un cuplaj de legatura intermitent, asigurând cuplare progresiva a motorul termic la celelalte parti componente ale transmisiei si decuplarea motorului de la transmisie.

Reductorul planetar realizeaza dublarea numarului de trepte de viteza si este specific tractoarelor agricole.

Cutia de viteze are rolul de a realiza viteze diferite de deplasare a tractorului în functie de sarcina concreta, mersul tractorului înapoi si oprirea tractorului cu motorul în functiune.

Transmisia centrala schimba planul de transmitere a miscarii cu 900 si realizeaza prima mare demultiplicare a turatiei.

Diferentialul are rolul de a transmite turatii diferite la rotile motoare când tractorul se deplaseaza în linie dreapta, pe teren denivelat, sau în curbe si turatii identice când tractorul se deplaseaza în linie dreapta, pe teren plan.

Transmisiile finale realizeaza ultima mare demultiplicare si sunt specifice tractoarelor.

23

Schema unei transmisii mecanice pentru tractoarele pe senile.

Figura.2. Schema unei transmisii mecanice pentru tractoarele pe senile:

MT – motor termic;

AP – ambreiaj principal;

CV – cutie viteze;

RP – reductor planetar;

TC – transmisie centrala;

AL – ambreiaj lateral;

TF – transmisie finala;

SM – steaua motoare.

Se constata ca diferentele între cele doua scheme constau în înlocuirea diferentialului cu doua ambreiaje laterale.

Ambreiajele laterale permit conducerea tractorului prin transmiterea de viteze diferite la cele doua senile, de aceea se mai numesc si ambreiaje de directie.

Transmisii hidraulice

Transmisiile hidraulice transmit puterea prin intermediul unui flux de lichid, de regula ulei hidraulic. Ele sunt transmisii fara trepte.

24

Transmisia hidraulica a tractoarelor pe roti (fig.3) are în componenta urmatoarele parti principale: rezervor hidraulic, filtru hidraulic, pompa hidraulica, motor hidraulic, conducte hidraulice, transmisie centrala si diferential.

Pompa hidraulica transforma energia mecanica primita de la motorul termic în energie hidraulica a lichidului de lucru.

Motorul hidraulic transforma energia hidraulica a lichidului de lucru, în energie mecanica necesara deplasarii tractorului.

Conductele hidraulice conduc lichidul hidraulic sub presiune la partile componente ale transmisiei (conducte de tur si conducte de retur).

Figura.3. Schema transmisiei hidraulice pentru tractoarele pe roti:

M.T. –motor termic;

P.H. - pompa hidraulica; M.H. – motor hidraulic; - C.H. - conducte hidraulice; T.C. –transmisie centrala; D – diferential;

R.M. – roti motrice.

Transmisia hidraulica a tractoarelor pe senile (fig. 4) are în vedere eliminarea din schema constructiva a unor parti mecanice (transmisia centrala, diferential, reductor planetar, cutie de viteze).

25

Acest tip de transmisie cuprinde: doua pompe hidraulice cu debit reglabil si doua motoare hidraulice. Prin modificarea debitului si presiunii lichidului între pompa hidraulica si motorul hidraulic se pot obtine turatii diferite ale stelelor motrice ale senilelor

Figura 4. Schema

transmisiei hidraulice pentru tractoarele pe senile:

M – motor termic;

P - pompa hidraulica cu debit variabil;

M.H. – motor hidraulic;

S.M. –steaua motrica a senilei.

Utilizarea transmisiile hidraulice la tractoarele pe roti sau senile confera

Avantaje:

- viteza de lucru variaza continuu de la o la valoarea maxima atât înainte cât si înapoi;

- simplifica comenzile tractorului;

- pompele hidraulice si motoarele hidraulice pot fi montate în price zona a tractorului, acesta devenind mai compact

- asigura posibilitati sporite de automatizare a procesului de lucru al tractorului.

26

Dezavantajele utilizarii transmisiilor hidraulice sunt:

- pret de cost mai mare datorat prelucrarilor de mare precizie si a materialelor speciale;

- pe timp rece este necesara încalzirea uleiului;

- randamentul transmisiei scade o data cu încalzirea uleiului;

- randamentul total al transmisiei este mai scazut, datorita transformarilor intermediare.

3.3.Sistemul de rulare

Mecanismul de rulare asigura funcţia de organ de deplasare, cat si functia de organ de aderenta pe sol si de adaptare a tractorului la diverse conditii de lucru. Sistemul de rulare al tractorului poate fi cu roti sau cu senile.

Sistemul de rulare al tractoarelor cu senile

Şenila formează o bandă închisă cu care tractorul se sprijină pe sol şi cu ajutorul căreia se asigură rularea. Avînd o suprafaţă de sprijin mare, şenilele dau posibilitateasă se reducă presiunea tractorului pe sol şi să se mărească aderenţa cu solul, asigurand calităţi de tracţiune ridicate. Şenilele trebuie să îndeplinească următoarele condiţii specifice: să asigure calităţi ridicate de aderenţă, independent de starea solului; să creeze momente de rezistenţă la viraj cat mai reduse; să deterioreze cat mai puţin structura solului şi să asigure o rezistenţă la rulare cat mai mică; să fie posibilă schimbarea rapidă a unor zale defecte sau uzate; să fie exclusă posibilitatea căderii şenilei; să asigure un mers cat mai liniştit şi cat mai uniform şi, de asemenea, o presiune redusă pe sol.

Şenila este formată din zale articulate între ele; se întalnesc, însă, şi şenile sub formă de bandă continuă (de exemplu, tractorul canadian „Bombardier", tractorul românesc „Delta“ etc). Şenila cu zale articulate se obişnuieşte să fie numită şenila-lanţ, spre deosebire de şenila-bandă care nu are articulaţii şi zale.

27

Senilele, in special cele cu zale compuse, necesită un consum mare de metal. Durata de functionare a şenilei este relativ redusă; in cazul şenilei cu zale simple, este de circa 2000 h, adică un sezon agricol. Aceste dezavantaje fac sistemul de rulare pe şenile convenabil, indeosebi, pentru tractoarele de putere mare, cu anumită destinatie. Prin perfectionarea tehnologiei de executie, alegerea unor materiale mai durabile si perfectionarea constructiei se găsesc posibilităti pentru creşterea duratei de functionare a şenilelor. In acest sens au apărut şenile pneumatice, care se pot clasifica in patru grupe, şi anume: şenile pneumatice sub formă de lant; şenile pneumatice sub formă de bandă (panglică); şenile pneumatice tubulare; şenila pneumatică pentru o creştere a vitezei de deplasare a acestor tractoare, permitand, totodată, ca tractorul să se poată autodeplasa pana la locul de lucru, eliminandu-se transportul tractoarelor pe şenile cu alte mijloace de transport.

Clasificarea şenilelor se face după mai multe criterii:

Clasificarea după dimensiuni. La clasificarea după acest criteriu, se folosesc mărimi relative, ca raportul ts/b (unde ts este pasul şenilei şi b — lăţimea zalei), precum si unghiul la centru al poligonului format de zalele înfăşurate pe roata motoare (b = 2p/z) unde z este numărul de zale ce se înfăşoară pe roata motoare în timpul unei rotaţii. Conform acestei clasificări, se deosebesc: senile cu zale mari, la care ts/b > 0,5 şi b ³ 25°; senile cu zale mici, la care ts/b <0,5 şi b <25°. Această clasificare este desigur relativă, deoarece, pentru condiţii deosebite de lucru, s-au realizat construcţii de şenile care nu mai corespund acestui criteriu.

În general, şenilele cu zale mari se recomandă pentru tractoarele agricole, la care este necesar să se asigure o presiune redusă pe sol, iar şenilele cu zale mici se recomandă pentru tractoarele de transport, la care pasul mic al şenilei face ca neuniformitatea în mers să fie mai redusă (în acest caz, presiunea pe sol are o importanţă mai mică).

Clasificarea după felul angrenării dintre roata motoare şi şenilă. Între forma constructivă a şenilei şi cea a roţii motoare există o stransă legătură. În funcţie de aceasta, şenilele se împart în două grupe: şenile cu angrenare cu fusuri - fusurile se găsesc fie la şenilă, cand roata motoare are dinţi, fie la roata motoare, cand şenila are dinţi (v. fig. 14.10); şenile cu angrenare cu dinţi, cand şi roţile motoare şi şenila au dinţi de angrenare.

28

Clasificarea după construcţia zalei. Din acest punct de vedere, şenilele pot fi: cu zale simple şi cu zale compuse.

La şenila cu zale simple, zala reprezintă o singură piesă turnată sau matriţată. Zalele acestui tip de şenilă se unesc între ele cu ajutorul bolţurilor.

Avantajele acestui tip de zale sunt: greutate mai mică decat la zalele compuse (5 - 15% din greutatea tractorului); tehnologie de fabricaţie simplă şi ieftină în producţia de masă ; montaj şi demontaj simplu, care nu necesită nici un fel de dispozitive. Dezavantajele zalei simple sunt: imposibilitatea reparării zalei uzate ; necesitatea de a utiliza pentru întreaga zală oţeluri speciale cu rezistenţă ridicată contra uzurii abrazive; dificultatea etanşării contra corpurilor abrazive (nisip, noroi etc.); durată mică de funcţionare. Cu toate aceste dezavantaje, şenilele cu zale simple au o largă perspectivă la tractoarele care lucrează cu viteze mărite, avînd construcţia şi tehnologia de fabricaţie simple, iar greutatea relativ mică.

În figura 3.14 este reprezentată o zală simplă cu cinci urechi. Părţile componente ale zalei sunt: căile 1 de rulare pentru rostogolirea rolelor de sprijin, nervurile 2 de ghidare, pintenii 3 şi urechea (fusul) 4 pentru angrenarea cu roata motoare.

În figura 3.15 este reprezentată o construcţie de şenilă, formată din zale simple cu şapte urechi.

Fig. 3.14 Fig. 3.15

29

Şenila cu zale compuse, în prezent, se foloseşte pe scară largă, la tractoarele cu suspensie semirigidă. în figura 3.16 se reprezintă construcţia şenilei cu zale compuse a tractorului S-1300. Zala se compune din şenilele laterale 3 şi 6 ; capătul din stanga al acestora se presează pe bolţul 1, iar capătul din dreapta pe bucşa 5. Cu ajutorul şuruburilor S se fixează talpa cu pinteni 7 pe cele două şine. Lanţul şenilei se închide cu un bolţ i de construcţie specială. Bucşele (fusurile) 5 angrenează cu dinţii roţilor motoare. La montarea zalelor, spaţiul dintre bucşă şi bolţ se umple cu ulei, etanşarea făcandu-se cu ajutorul plăcilor elastice 2. 

Şenila cu zale compuse are următoarele avantaje în comparaţie cu şenila cu zale simple : în cazul uzurii sau defectării, unele elemente ale zalei pot fi schimbate fără a scoate din uz întreaga zală; piesele componente ale zalei pot fi executate din materiale diferite; talpa (patina) şenilei poate fi adaptată la condiţiile specifice de exploatare a tractorului. Şenila cu zale compuse are, însă, şi dezavantaje: necesită un consum mare de metal (greutatea şenilei ajunge pînă la 25% din greutatea tractorului); are un proces de fabricaţie mai complicat, iar pentru montare şi demontare este necesar un utilaj special (ajustajele formate din bolţuri şi bucşe cu cele două şine sunt cu o strangere de 150 - 270 mm); la viteze mărite de deplasare, forţa de rezistenţă la rulare creşte brusc. Utilizarea pe scară largă a şenilelor cu zale compuse se explică prin aceea că ele au o durată de funcţionare mai mare în comparaţie cu şenilele cu zale simple, ajungand pană la 4000 h.

30

Fig. 3.16

Clasificarea după construcţia articulaţiilor. Conform acestui criteriu, şenilele se clasifică în două grupe: şenile cu bolţ şi şenile fără bolţ. Şenilele cu bolţ, la randul lor, pot fi: fără bucşe, cu bucşe metalice şi cu bucşe de cauciuc.

Totodată, articulaţiile pot fi cu etanşare sau fără etanşare. La şenilele cu zale simple, articulaţiile sunt aproape exclusiv fără etanşare, urmărindu-se simplificarca construcţiei. La şenilele cu zale compuse, se folosesc, de regulă, articulaţii etanşate. Durabilitatea şenilelor cu articulaţii neetanşate este determinată, în primul rand, de rezistenţa la uzură a articulaţiilor, şi în al doilea rand, de rezistenţa mecanică a zalelor.

S-au făcut numeroase propuneri de construcţii de zale care să ducă la creşterea duratei de funcţionare a articulaţiilor. In continuare se prezintă cateva din acestea.

Zale articulate prin piese intermediare. În scopul reducerii cantităţii de oţel special şi al creşterii durabilităţii, a fost propusă construcţia din figura 3.17. Zalele din oţel carbon se unesc prin bolţurile 2, cu ajutorul unor piese intermediare 1 din oţel manganos. Bolţurile sunt fixe în zală, ceea ce face ca uzura să se producă numai în urechile pieselor intermediare. Datorită uzurii într-o singură parte, după aceasta, bolţul se roteşte cu 180°. Angrenarea roţii motoare cu şenila se face prin piesa intermediară centrală care intră în golul dintre dinţi. Această construcţie nu s-a putut extinde, datorită faptului că greutatea şenilei creşte cu circa 20 % şi se măreşte numărul locurilor de uzură.

31

Fig. 3.17

Şenile cu bucşe metalice. După turnare, se presează în urechile zalelor bucşe călite, executate din tablă din OLC 45. După uzura unei părţi a bucşelor, ele se rotesc cu 180°. Cînd s-a uzat şi cealaltă parte, bucşele se înlocuiesc cu altele noi, mărind astfel durata de funcţionare a zalelor. Exploatarea tractoarelor cu asemenea şenile a scos în evidenţă faptul că, în timpul funcţionării, bucşele se deformează foarte mult, ceea ce împiedecă demontarea lor.

Şenile cu bucşe de cauciuc. Particularitatea articulaţiilor cu bucşe de cauciuc constă în înlocuirea frecării cu alunecare cu frecarea internă din cauciuc. Principiul de funcţionare al articulaţiilor cu bolţ şi bucşă de cauciuc este prezentat schematic în figura 3.18. În această articulaţie, bucşele de cauciuc sunt vulcanizate de bolţul 1 şi sunt presate împreună în urechile zalei, în aşa fel încat rotirea bucşei este exclusă din cauza forţei mari de frecare. Uneori, bucşele de cauciuc 2 se presează pe bucşe metalice 3 şi acestea, la randul lor, se presează pe bolţ. în construcţia acestor articulaţii, se urmăreşte să se reducă fie eforturile unitare din bucşe datorită torsionării, fie cele datorită forţei de tracţiune din şenilă, sau ambele tipuri de eforturi.

Şenilele cu bucşe de cauciuc prezintă următoarele avantaje: au o durabilitate mai mare; au un randament mai ridicat; micşorează solicitările dinamice şi asigură o funcţionare cu zgomot redus. Dezavantajele acestor şenile sunt: au o greutate mai mare; necesită cauciuc cu calităţi mecanice ridicate.

32

Fig. 3.18 - Schema articulaţiei şenilei cu bucşe de cauciuc

Încercările de a se obţine construcţii de şenilă fără bolţ, în general, nu au dat rezultate mulţumitoare. Legătura între zale la construcţiile realizate se face prin nişte gheare sau prin blocuri de cauciuc fixate între gheare. Greutatea şenilelor realizate astfel este mare (28 - 30 % din greutatea tractorului), construcţia este complicată, angrenarea cu roata motoare este defectuoasă, pasul şenilei variază, iar la slăbiri ale întinderii şenilei, aceasta cade şi se desface în bucăţi.

În figura 3.19 este reprezentată o şenilă-bandă, formată din trei benzi de cauciuc 2 cu inserţii de fire de cord, unite între ele cu bride metalice 1, care angrenează cu roţile motoare 3, executate tot din cauciuc. în acest caz, nu se mai poate vorbi de pas al şenilei, ci numai de pas al roţii motoare

33

Fig. 3.19 - . Şenila-bandă

Rotile motoare ale tractoarelor cu senile

Roţile motoare ale tractoarelor pe şenile au rolul de a rostogoli şenilele şi astfel transformă momentul de răsucire, primit de la motor prin transmisie, în forţă motoare a tractorului. Roata motoare este supusă unor solicitări mari şi lucrează în condiţii foarte grele, de aceea, construcţia, profilarea şi calculul ei au o importanţă deosebită.

Angrenajul roată motoare-şenilă influenţează asupra uniformităţii vitezei de deplasare a tractorului, putînd să creeze acceleraţii suplimentare însemnate.

Totodată, uzura în acest angrenaj este foarte mare. De exemplu, experienţele făcute pentru şenile cu zale simple au arătat că uzura în greutate a pieselor care angrenează este de 16,5 kg, după o funcţionare, de 2500 - 2700 h, din care uzurii

34

danturii roţii motoare îi revine circa 2/3. Această uzură îmbunătăţeşte angrenarea, influenţînd considerabil asupra uzurii pieselor şenilei şi transmisiei.

O altă particularitate însemnată a angrenării dintre roata motoare şi şenilă o constituie mărirea exagerată a pasului şenilei, în timpul exploatării, ca urmare a uzurii în articulaţii. La tractoarele agricole, după o exploatare de 1500 - 2 500 h, pasul şenilei se poate lungi cu 12 - 15 mm. Prin creşterea pasului şenilei se constată o înfăşurare defectuoasă a zalelor şenilei pe roata motoare. Aceasta atrage după sine mărirea neuniformităţii în mers a tractorului, creşterea uzurii articulaţiilor şi micşorarea randamentului hs al şenilei.

Plasarea rotii motoare se face în faţă sau în spate în funcţie de viteza de deplasare şi destinaţia tractorului.

Roţile motoare, în funcţie de tipul angrenării, sunt prevăzute cu fusuri sau cu dinţi. Cand lăţimea şenilei este mai mare, roata motoare are două randuri de dinţi sau fusuri care angrenează cu şenila.

In scopul micşorării şi uniformizării uzurii, numărul de dinţi zm al roţii motoare se alege în majoritatea cazurilor impar, iar roata motoare angrenează cu şenila din doi în doi dinţi. In felul acesta, numărul de zale z care se înfăşoară pe roata motoare în timpul unei rotaţii este jumătate din numărul dinţilor zm şi nu este un număr întreg. De exemplu, dacă roata motoare are zm = 23 dinţi, pe ea se înfăşoară în timpul unei rotaţii complete un număr de zale z = 11,5.

Fig. 3.20 Tipuri de angrenaje roată motoare - şenilă: a şi b - cu fusuri; c - cu dinţi

35

In ceea ce priveşte alegerea raportului dintre pasul şenilei ts şi al roţii motoare tm există trei soluţii.

În cazul ts < tm (fig. 3.21, a), există un singur dinte în angrenare (cel de deasupra). Jocul dintre dinte şi fus se măreşte treptat spre ramura care se înfăşoară. Acest fel de angrenare se caracterizează prin următoarele: ieşirea din angrenare se face sub sarcină, ceea ce provoacă uzuri însemnate; datorită diferenţei de pas, după ieşirea din angrenare şenila se deplasează înapoi cu distanţa D = tm - ts pînă cînd dintele următor intră în angrenare; intrarea în angrenare are loc în condiţiile unei mişcări accelerate a roţii motoare şi, prin urmare, este însoţită de şocuri. Rezultă că această soluţie de alegere a pasului roţii motoare si şenilei nu este justificată, deşi la unele tractoare se întalneşte (de exemplu, la tractoarele KD-35 şi KDP-35). Cand se foloseşte această soluţie, pasul şenilei este de 1 - 5% mai mic decat pasul roţii motoare.

În cazul ts > tm (fig. 3.21, b), angrenarea se realizează pe ramura şenilei care se înfăşoară. Prin adoptarea acestei soluţii se asigură angrenarea cu roata motoare a minimum două fusuri. Jocul dintre dinţi şi fusuri se măreşte treptat către partea care iese din angrenare. Prin mărirea pasului în anumite limite, angrenarea nu se înrăutăţeşte.

În cazul cu ts > tm, accelerarea şi încetinirea mersului tractorului se realizează fără întreruperea contactului în angrenaj şi, prin urmare, angrenarea este fără şocuri şi creşteri bruşte a sarcinilor dinamice.

Cazul ts = tm, la prima vedere, pare soluţia cea mai bună dar, prin uzarea dinţilor roţii motoare şi a articulaţiei şenilei, se reduce la unul din cazurile precedente şi, de regulă, la primul caz.

36

Fig. 3.21 Angrenare cu fusuri: a - cazul ts < tm; b - cazul ts > tm

Rolul si constructia rotii si mecanismului de intindere a senilei

Pentru o funcţionare normală a mecanismului şenilei, aceasta trebuie să fie întinsă, iar săgeata ramurii superioare nu trebuie să depăşească anumite limite. Dacă şenila este întinsă prea slab, ea poate să alunece de pe roata motoare sau de întindere (de ghidare) şi, în afară de aceasta, se produc solicitări dinamice. Dacă şenila este întinsă prea mult, articulaţiile ei se uzează repede, iar pierderile în mecanismul şenilei sunt mari.

La trecerea şenilei tractorului peste obstacole, tensiunea în şenilă creşte considerabil. Din fig. 3.22 rezultă că, la trecerea peste un obstacol cu înălţimea BC, axa roţii de întindere trebuie să se deplaseze cu distanţa :

x=AB−AC=√ AC2+BC2−AC .

Dacă tractorul se sprijină numai pe şenilă, forţa din şenilă va fi F' = G/(4sina), unde sina = BC/AB, de unde rezultă că la trecerea peste obstacole forţa din şenilă creşte foarte mult. Pentru evitarea acestui neajuns, osia roţii de întindere se face mobilă, indiferent de procedeul de fixare în corpul tractorului sau pe căruciorul şenilei. La tractoarele agricole, această mobilitate se asigură fie prin deplasarea roţii de întindere pe glisiere, montate pe căruciorul şenilei, fie prin montarea roţii de direcţie pe o osie cotită, care se roteşte în corpul (rama) tractorului.

37

Fig. 3.22 Creşterea tensiunii în şenilă la trecerea peste obstacole

Datorită mobilităţii osiei roţii de întindere, se obţine posibilitatea reglării tensiunii lanţului şenilei. Prin introducerea în construcţia mecanismului de întindere a arcului de amortizare (tampon), se obţine: amortizarea şocurilor la partea din faţă a şenilelor; evitarea creşterii bruşte a tensiunii şenilelor la trecerea tractorului peste obstacole.

Mecanismul de întindere trebuie proiectat astfel încat roata de întindere să aibă posibilitatea de a se deplasa cu o distanţă mai mare de 0,5ts. Aceasta creează posibilitatea ca, la o lungime a lanţului şenilei cu valoarea ts (datorită uzurilor în articulaţii), să se înlăture o zală şi, în felul acesta, mecanismul de întindere este readus în poziţia iniţială.

În figura 3.23 este reprezentată construcţia mecanismului de întindere, utilizat la un tractor de putere mijlocie. Roata de întindere 1 a şenilei este montată pe lonjeroanele căruciorului şenilei, putîndu-se deplasa în ambele sensuri. Întinderea iniţială a şenilei se realizează cu ajutorul piuliţei 2. Prin rotirea acestei piuliţe, tija 6 rămîne fixă şi roata de întindere împreună cu piuliţa se deplasează de-a lungul căruciorului, modificand întinderea şenilei. Cu ajutorul piuliţei 3 se realizează comprimarea iniţială a arcurilor de amortizare 4 şi 5.

38

Fig. 3.23 Mecanismul de întindere a şenilei unui tractor cu suspensie semirigidă

În majoritatea cazurilor, la tractoarele cu suspensie elastică (SM-800), roata de întindere se montează pe o osie cotită (fig. 3.24). Un capăt al osiei cotite 2 se montează liber în corpul tractorului. Roata de întindere 1 se roteşte liber pe doi rulmenţi conici, montaţi pe fusurile celuilalt capăt al osiei. Dispozitivul de întindere se montează între cotul osiei 2 şi suportul 13, nituit de rama tractorului. Tensiunea iniţială din arcurile 7 şi 8 se reglează cu ajutorul piuliţei 10, iar întinderea iniţială a acestei şenile cu piuliţa 11.

Şocurile de la roata de întindere se transmit prin furca 6 la cele două arcuri, iar de aici, prin tija 9 şi articulaţia sferică 12, ajung la corpul tractorului. În felul acesta, se produce amortizarea şocurilor. Ungerea roţii de întindere se face cu ulei. Etanşarea este formată din rondelele 3 şi 4. Rondela 4 poate executa numai o mişcare de translaţie, iar rondela 3 este fixată în butucul roţii cu care se roteşte. Cele două rondele sînt apăsate de un arc 5, montat într-un burduf de cauciuc.

39

Fig. 3.24 Mecanismul de întindere a şenilei unui tractor cu suspensie elastică

Rolele de sprijin si de sustinere

40

Rolul şi construcţia rolelor de sprijin. Cu ajutorul rolelor de sprijin tractorul se deplasează pe cele două şenile. În afară de aceasta, ele servesc pentru ghidarea şenilelor şi pentru transmiterea greutăţii tractorului la şenile şi mai departe la sol. Rolelor de sprijin trebuie să li se asigure o bună etanşare pentru a nu pătrunde în lagăre noroi şi apă. Ele trebuie să asigure deplasarea tractorului cu pierderi minime la rulare.

Rolele de sprijin pot fi cu obadă rigidă, cu obadă de cauciuc sau cu amortizare interioară. În afară de aceasta, rolele de sprijin pot fi simple sau duble. Dimensiunile şi construcţia rolelor de sprijin depind de destinaţia tractorului şi de construcţia şenilei. La tractoarele actuale, raportul dintre diametrul rolei d2 şi pasul şenilei ts are, în general, următoarele valori:

la tractoare agricole d2 /ts = 1 ... 1,25; la tractoare de transport d2 /ts = 1,5 ... 5.

Ghidarea ramurii şenilei, aflate pe sol, se asigură cu ajutorul bordurilor rolelor de sprijin, a căror construcţie depinde de construcţia şenilei. Pentru exemplificare, în figura 3.25, a, se prezintă un mod de ghidare a unei şenile cu zale simple cu o rolă simplă, iar în figura 3.25, b, procedeul cel mai obişnuit de ghidare a şenilelor cu zale compuse, cînd se utilizează role duble. În acest caz, înălţimea bordurilor h = 20 ... 25 mm, grosimea c = 6 ... 10 mm şi unghiul de înclinare g =20 - 30° ( fig. 3.25,c).

Rolele de susţinere servesc ca suporţi pentru ramura superioară a şenilei şi pentru ghidarea acesteia. Ele lucrează în condiţii mai favorabile decît rolele de sprijin şi de aceea construcţia şi etanşările lor pot fi simple. Construcţia rolelor de susţinere depinde de profilul şi construcţia şenilelor.

41

Fig. 3.25 Role de sprijin: a - simplă; b - dublă; c - elemente constructive

Fig. 3.26 – Rola de sprijin

[6]

3.4 Sistemul de directie

3.4.1 Rolul si cerintele sistemului de directie al tractorului pe roti

Sistemele de directie ale tractoarelor pe roti au rolul de a modifica directia de miscare a acestora în orice conditii de deplasare. Sistemele de directie trebuie sa îndeplineasca urmatoarele cerinte constructive si functionale:

42

- sa asigure stabilitatea tractorului la deplasarea în linie dreapta. Pentruaceasta este necesar ca jocurile din sistem sa aiba valori cat mai mici, în asa fel încat jocul unghiular al volanului sa nu depaseasca 10 - 15°;

- actionarea volanului sa se faca cu eforturi cat mai mici din partea conducatorului, care nu trebuie sa depaseasca urmatoarele valori: 60 N la virarea rotilor în timpul deplasarii autovehiculului si 120  N la virarea rotilor pe loc;

- sa asigure o proportionalitate între forta de actionare a volanului si momentul rezistent la virarea rotilor de directie;

- sa asigure redresarea (stabilizarea) directiei tractorului, adica prin constructia sistemului de directie sa existe tendinta ca la deplasarea în viraj rotile de directie bracate sa revina în pozitia corespunzatoare deplasarii în linie dreapta;

- sa împiedice transmiterea socurilor de la rotile de directie la volan.

Clasificarea sistemelor de directie ale tractoarelor pe roti:

Dupa metoda de realizare a virajului;

Dupa numarul rotilor de directie;

Dupa modul de actionare a sistemului.

Metode de realizare a virajului tractoarelor pe roti

modificarea poziţiei roţilor de direcţie in raport cu axa longitudinală a tractorului (bracarea roţilor). Această metodă se realizează in două variante: cu roţi de direcţie numai in faţă (fig. 3.27, a) şi cu toate roţile de direcţie (fig. 3.27, b);

rotirea relativă a semiramelor tractorului (fig. 3.27, c). Această metodă este utilizată la tractoarele 4x4 cu ramă articulată;

43

Fig. 3.27 Schemele de viraj ale tractoarelor pe roti

modificarea pozitiei rotilor de directie si franarea concomitenta a rotii motoare din spate din partea în care se realizeaza virajul (fig.3.28,a);

modificarea turatiei si momentelorde torsiune transmise rotilor motoare din partea în care se realizeaza virajul (fig.3.28,b).

44

Fig. 3.28 Schemele de viraj ale tractoarelor pe roti

Fig. 3.29 Principiul de functionare a sistemului de directie al tractoarelor cu semirama

Fig. 3.30 Constructia semiramelor tractoarelor T-150 ,K-701

45

Cinematica virajului la tractoarele pe roti

Mişcarea tractorului în viraj se face în jurul unui centru de viraj O (fig. 3.31). Pentru un viraj corect, fără alunecări laterale, este necesar ca roţile tractorului să ruleze pe cercuri concentrice cu centru în polul virajului O, care se află la intersecţia dintre prelungirea axei puntii din spate şi prelungirea axelor de rotaţie ale celor două roţi de direcţie. Pentru a respecta această condiţie, este necesar ca, în timpul virajului, cele două roţi de direcţie să fie rotite (bracate) cu unghiuri diferite: unghiul de rotire θi al roţii interioare virajului să fie mai mare decat unghiul de rotire θe, al roţii din exteriorul virajului.

Fig. 3.31 Cinematica virajului tractorului Fig. 3.32 Cinematica virajului

46

cu roti de directie in fata tractorului cu toate rotile de directie

Fig. 3.33 Cinematica virajului tractorului pe roti (4x4) cu rama articulata

Schema cinematica si functionarea mecanismului de directie

Sistemul de directie se compune din urmatoarele doua parti principale:

mecanismul de directie, care serveste la transmiterea miscarii de rotatie de la volan la axul levierului de directie;

mecanismul de comanda al directiei, care transmite miscarea de la levierul de directie (levierul casetei) la fuzetele rotilor de directive.

47

Fig. 3.34 Schema generala a unui mecanism de directie

Constructia mecanismelor de directie

Mecanismele de directie sunt formate din volan,axul volanului si dintr-o transmisie, montata într-o carcasa închisa, numita caseta de directie.Mecanismele de directie trebuie sa îndeplineasca urmatoarele cerinte:

sa fie reversibile, adica sa nu împiedice redresarea rotilor de directie sub actiunea momentului de stabilizare;

sa nu permita transmiterea socurilor de la roti la volan.

Cele doua cerinte sunt contradictorii si, de aceea, mecanismele de directie se executa, în general, la limita de reversibilitate, adica cu o frecare interioara la care mai este înca posibila transmiterea miscarii în sens invers, socurile fiind însa aproape în întregime absorbite prin frecare.În functie de constructia elementelor de transmitere a miscarii de la volan la levierul de comanda, mecanismele de directie se pot grupa în urmatoarele tipuri:

48

cu roti dintate;

cu surub-melc;

cu surub si piulita;

cu surub si manivela ;

cu cremaliera.

Mecanismele de direcţie cu roţi dinţate pot fi cu roţi cilindrice sau conice. Din cauza reversibilităţii totale, aceste tipuri se utilizează foarte rar. In plus, nu pot realiza rapoarte mari de transmitere decat printr-o construcţie voluminoasă. Mecanismele de direcţie cu şurub-melc au obţinut cea mai largă răspindire şi se execută in diferite variante constructive: cu şurub-melc cilindric sau globoidal şi sector dinţat radial (fig. 3.35, a); cu şurub-melc cilindric şi sector dinţat lateral (fig. 3.35, b); cu şurub-melc globoidal şi rolă (fig. 3.35, c).

Mecanismele de direcţie cu surub deşi sunt simple şi ieftine, nu au primit o utilizare prea mare la tractoare. Principalul lor dezavantaj constituie imposibilitatea reglării jocurilor care apar datorită uzurii intre spirele filetului la şurub şi piulita. In figura 3.36 este reprezentată construcţia unui mecanism de direcţie cu şurub-piuliţă şi manivelă.

Mecanismul este format din şurubul 2, montat pe axul volanului 1, piuliţa 3, aşezată cu fusurile sale în manivela cu furcă 4 montată pe arborele levierului de direcţie 5 al casetei. La rotirea volanului intr-un sens sau altul, piuliţa 3 se deplasează axial de-a lungul şurubului 2. In acest fel, manivela 4, Impreună cu axul levierului de direcţie 5, se roteşte cu un anumit unghi acţionind mecanismul de comandă al direcţiei.

49

Fig. 3.35 Constructii de mecanisme de directie

Fig. 3.36

50

Constructia mecanismului de comanda a directiei

Mecanismul de comandă a direcţiei este format dintr-un ansamblu de parghii şi bare care fac legătura cinematică intre levierul de comandă al casetei de direcţie şi fuzetele roţilor de direcţie ale tractorului. Prin construcţia sa, trapezul de direcţie trebuie să asigure bracarea roţilor de direcţie cu unghiuri diferite, in funcţie de raza de viraj. Trapezul de direcţie poate avea bara transversală de direcţie dintr-o singură bucată (fig. a şi b), sau din mai multe bucăţi (fig. 3.37, c, d, e şi f). In acest din urmă caz, nu mai poate fi vorba de un trapez de direcţie ci de un „poligon de direcţie". Trapezul de direcţie sau poligonul de direcţie poate fi montat in spatele grinzii punţii din faţă (fig. 3.37, a şi f), sau in faţa grinzii punţii din faţă (fig. 3.37, b, c, d şi e), in funcţie de tipul tractorului şi de construcţia generală a acestuia. La unele tractoare poate lipsi bara longitudinală de direcţie, caseta acţionand direct trapezul de direcţie sau poligonul de direcţie prin levierul de comandă al casetei (fig. 3.37, d, e şi f)..

Fig. 3.37 Scheme de trapeze si poligoane de directie

51

Rolul servomecanismelor de directie

La tractoarele de putere mare (peste 60 — 70 kW) apar rezistenţe mari la bracarea roţilor de direcţie, datorită greutăţilor mari ce revin pe aceste roţi, incat la volan sunt necesare forţe de acţionare mari, care depăşesc posibilităţile fizice ale conducătorului, mai ales la deplasarea pe terenuri deformabile, cand roţile creează făgaşe. De aceea, pentru reducerea efortului aplicat la volan, mecanismele de direcţie ale autovehiculelor grele sunt prevăzute cu servomecanisme, care, totodată, amortizează şi şocurile transmise de roţile de direcţie şi măresc manevrabilitatea acestora. Cele mai răspandite servomecanisme de direcţie sunt cele cu acţionare hidrostatică.

In principiu, un asemenea servomecanism se compune dintr-o pompă hidraulică, acţionată de motorul tractorului, un distribuitor hidraulic comandat prin rotirea volanului şi un motor hidrostatic de acţionare a mecanismului de comandă a direcţiei. La comanda dată prin volan, motorul hidrostatic transforma energia hidraulică realizată de pompă in lucru mecanic necesar rotirii (bracării) roţilor de direcţie.

Servomecanismele de direcţie trebuie să indeplinească următoarele condiţii:

— la rotirea intr-un sens a volanului, motorul hidrostatic trebuie să realizeze bracarea roţilor de direcţie in sensul comandat;

— dacă volanul este oprit intr-o anumită poziţie, roţile de direcţie să rămană in poziţia respectivă, corespunzătoare unghiului de rotire a volanului, iar această poziţie să nu se modifice;

— să asigure o corespondenţă intre viteza de rotire a volanului si cea de bracare a roţilor de direcţie;

—servomecanismul să intre in funcţiune şi să iasă din funcţiune după un timp foarte scurt din momentul inceperii rotirii volanului, sau din momentul cand volanul a fost oprit (adică inerţia sistemului să fie mică);

— in cazul cand pompa hidraulică nu funcţionează (de exemplu, la oprirea motorului), sau atunci cand instalaţia hidrostatică este defectă, servomecanismul de

52

direcţie trebuie să permită conducerea autovehicului direct de la volan, pe cale mecanică.

Clasificarea servomecanismelor

După modul legăturii elementelor de reglare, servomecanismele de direcţie se clasifică in două tipuri principale:

- servodirectii hidromecanice, care sunt cele mai răspindite şi se caracterizează prin aceea că intre volan şi roţile de direcţie există în permanenţă o legătură mecanică, motorul hidrostatic avand rol numai pentru uşurarea bracării roţilor de direcţie ;

- servodirectii hidrostatice, care sunt mai puţin răspandite la tractoare. Ele sunt folosite mai mult la maşini agricole autopropulsate şi se caracterizează prin aceea că nu sunt prevăzute cu o legătură mecanică intre distribuitorul servomecanismului şi levierul de comandă al mecanismului de direcţie. Legătura intre cele două elemente se realizează pe cale hidrostatică, prin acţionarea unui cilindru de lucru care pune în mişcare mecanismul de direcţie.

După locul de amplasare a distribuitorului hidraulic si a motorului hidrostatic, servodirecţiile hidromecanice pot fi grupate in mai multe tipuri (fig. 3.38):

— servodirecţii hidromecanice, la care atat distribuitorul hidraulic D cat şi motorul hidrostatic MH sunt montate pe bara longitudinală de direcţie (fig. 3.38, a);

— servodirecţii hidromecanice, la care distribuitorul hidraulic D este montat monobloc cu caseta de direcţie, iar motorul hidrostatic MH la fuzetă (fig. 3.38, b);

— servodirecţii hidromecanice, la care distribuitorul hidraulic D este montat pe bara longitudinală de direcţie, iar motorul hidrostatic MH pe bara transversală de direcţie (fig. 3.38, c);

— servodirecţii hidromecanice la care atat distribuitorul hidraulic D, cat şi motorul hidrostatic MH, sunt montate monobloc cu caseta de direcţie (fig. 3.38, d).

53

Fig. 3.38 Scheme de amplasare a distribuitoarelor D si motoarelor hidrostatice MH

3.4.2 Mecanismele de directie ale tractoarelor cu senile

Mecanismul de direcţie este plasat în puntea motoare a tractorului şi permite modificarea vitezei unghiulare la cele două roţi motrice, făcand ca şenilele să devină una înaintată, şi alta întîrziată.Mecanismele de direcţie întalnite la tractoarele pe şenile se clasifică în funcţie de următoarele criterii:

După numărul impus al razelor de viraj, se deosebesc mecanisme de direcţie, cu o singură treaptă, cu mai multe trepte şi fără trepte. Mecanismul cu o singură treaptă are, pentru o anumită poziţie a parghiilor de direcţie, o singură rază minimă de viraj. Alte raze de întoarcere, intermediare, se obţin numai pe baza patinării de scurtă durată a ambreiajului sau franei. Mecanismul cu mai multe trepte are avantajul că poate realiza două sau mai multe raze de viraj.Mecanismul fără trepte permite virajul cu raze variind de la o valoare minimă pană la raza egală cu infinitul, adică deplasarea în aliniament.

După viteza de deplasare a tractorului pe şenile în viraj în comparaţie cu cea de mers în linie dreaptă, se deosebesc: mecanisme de direcţie cu viteză constantă a centrului tractorului, mecanisme cu viteză constantă a şenilei înaintate şi mecanisme de direcţie cu viteză variabilă a şenilei înaintate.

54

După modul de circulaţie a puterii, se deosebesc: mecanisme de direcţie cu un singur flux, mecanisme de direcţie cu două fluxuri şi mecanisme de direcţie cu fluxuri reglate separat pentru fiecare şenilă.

Din punctul de vedere al construcţiei, se deosebesc: mecanisme cu fricţiune (ambreiajele de direcţie), mecanismele planetare cu una sau două trepte, diferenţiale duble şi mecanisme de întoarcere combinate. Mecanismul de direcţie trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe:

– trecerea de la mersul în linie dreaptă la mersul în viraj şi invers să se facă rapid şi fără şocuri; la această cerinţă răspund mai bine mecanismele de direcţie fără trepte;

– momentul necesar la viraj să fie cat mai redus;

– să nu producă supraîncărcarea motorului;

– să asigure o stabilitate bună la mersul în linie dreaptă.

Mecanismul de directie cu ambreiaje

În figura 3.39 este reprezentată schema mecanismului de direcţie cu ambreiaje. Arborele conducător 3 (antrenat de transmisia centrală) este legat de arborii conduşi 1 şi 2 ai mecanismului prin două ambreiaje cu fricţiune cu mai multe discuri. Pe capetele exterioare ale arborilor conduşi se fixează roţile conducătoare ale transmisiilor finale, cu ajutorul cărora arborii 7 şi 2 sunt legaţi cinematic cu roţile motoare ale şenilelor. Pe părţile conduse ale ambreiajelor de direcţie se montează cîte o frînă f1 şi f2.În cazul deplasării în linie dreaptă, ambele ambreiaje sunt cuplate şi franele f1 şi f2 libere, vitezele unghiulare ale arborilor conduşi fiind egale. La viraje cu raze mari, ambreiajul din partea şenilei întarziate se decuplează parţial sau total, în funcţie de intensitatea virajului. La viraje cu raze mici, în afara decuplării ambreiajului, este necesar să se strîngă şi frana corespunzătoare. Rezultă că şenila înaintată este legată tot timpul cu arborele conducător al mecanismului, viteza acesteia la viraj rămanand constant (v2=v=const.), dacă turaţia motorului nu se modifică.

55

Fig. 3.39 Schema mecanismului de directie cu ambreiaje

Mecanismul de directie cu diferentiale

Clasificare, scheme, funcţionare. Ca mecanisme de direcţie ale tractoarelor pe şenile se pot utiliza diferenţialele simple sau duble (compuse), cu roţi conice, cilindrice şi cu şurub melc şi roată melcată. În prezent, mecanismul de direcţie cu diferenţial simplu (fig. 3.40) nu se mai utilizează la tractoare pe şenile, dar face parte din mecanismele de direcţie combinate, utilizate la vehicule pe şenile de mare viteză. Ca mecanism de direcţie simplu, diferenţialul simplu s-a utilizat la tractorul pe şenile StaubLunic.

În figura 3.40 este reprezentată schema diferenţialului dublu cu roţi conice, care, în cazul folosirii ca mecanism de direcţie la tractoare pe şenile, are montat pe fiecare arbore planetar cate o frană f1 şi f2.Cutia diferenţialului este legată cinematic prin transmisia centrală cu cutia de viteze. De la diferenţial, puterea se transmite arborilor planetari 1 şi 2 la capetele cărora sunt montate roţile dinţate conducătoare ale transmisiilor finale, cu ajutorul cărora roţile motoare ale şenilelor sunt legate de arborii planetari. În cutia diferenţialului se montează crucea, pe fusurile căreia se rotesc liber roţile numite sateliţi.

Sateliţii se află în angrenare permanentă cu roţile montate pe capetele interioare ale arborilor planetari, denumite roţi planetare.

56

Fig. 3.40 Schema mecanismului de directie cu diferential simplu

Diferenţialele duble (compuse) se deosebesc de cele simple prin prezenţa sateliţilor dubli: cei interiori (principali) se află în angrenare permanentă cu roţile planetare, iar cei exteriori (suplimentari) cu roţile tamburelor celor două frane. După construcţia lor, diferenţialele duble sunt: cu roţi conice (fig. 3.41 a); cu roţi cilindrice (fig.3.41 b) şi cu şurub melc şi roată melcată (fig. 3.41 c). În schemele respective s-au făcut următoarele notaţii: 1 – roţi planetare (centrale), care sunt montate fix pe capetele interioare ale celor doi arbori planetari; 2 – sateliţii principali, aflaţi în angrenare permanentă cu roţile planetare; 3 –sateliţii suplimentari, aflaţi în angrenare permanentă cu roţile franelor; 4 –roţile franelor, pe care se montează tamburele franelor.

Mecanismul de directie planetar cu o treapta

57

Mecanismul de direcţie planetar cu o treaptă constă in două mecanisme planetare cu o treaptă, fiecare acţionand cate o şenilă. Se utilizează două variante de asemenea mecanisme: cu roata centrală ca element conducător(fig. 3.42a) şi cu coroana ca element conducător (fig. 3.42b). Principalele elemente ale unui mecanism planetar, utilizat ca mecanism de direcţie la tractoarele pe şenile, sunt: roata centrală 7, sateliţii 2,coroana 3,  braţul portsatelit 4 şi două frane (f1,f′1 în partea dreaptă şi f2, f′2 în partea stangă).

Funcţionarea celor două variante de mecanisme este identică. La mers în linie dreaptă, franele f1 şi f2 sunt libere, iar f′1 şi f′2 sunt stranse (pentru a se anula un grad de libertate). Pentru viraje cu raze mari, se slăbeşte una din franele f′1 sau f′2, în funcţie de sensul virajului. Astfel, întreaga putere a motorului se transmite şenilei înaintate. În cazul virajelor cu raze mici, odată cu slăbirea franei

 f′1 sau f′2 se strange frana f1, respectiv f2.Raza minimă de viraj este aceeaşi ca în cazul ambreiajelor de direcţie,adică Rmin=0,5B.

Fig. 3.42 Scheme de mecanisme de directie planetare cu o treapta

58

Mecanismul de directie planetar cu doua trepte

În figura 3.43 este reprezentată schema unui mecanism de direcţie planetar cu două trepte. Transmisia centrală acţionează arborele conducător al mecanismului, care,la randul său, transmite puterea primită fiecărei şenile prin intermediul mecanismului planetar cudouă trepte şi transmisiei finale.Fiecare mecanism planetar se compune din următoarele elemente principale: roata centrală 2,sateliţii dubli 2 – 3, montaţi pe braţul portsateliţi 5, coroana 4, un ambreiaj şi două frane.

[7]

3.5 Sistemul de franare al tractoarelor

Rolul si clafisicarea sistemelor de franare

Sistemele de franare ale tractoarelor trebuie sa realizeze:

reducerea vitezei de deplasare a tractorului pana la o valoare dorita, inclusiv pana la oprirea lui, cu o deceleratie cat mai mare si fara devierea primejdioasa de la traiectoria de mers;

mentinerea constanta a vitezei în cazul coborarii unor pante lungi;

59

mentinerea tractorului în stationare (în parcare) pe teren orizontal sau pe panta. Pentru cea mai mare parte a tractoarelor, cerintele enumerate mai sus pot fi îndeplinite de sistemul de franare. În cazul unor tractoare cu mase mari, sau destinate în mod special utilizarii în regimuri muntoase, sistemul de franare poate include si dispozitive de încetinire, care au rolul de a mentine constanta viteza tractorului la coborarea unor pante lungi, fara a se face uz prelungit de frane.

În cazul tractoarelor pe senile, franele se folosesc si pentru franarea unei senile în vederea realizarii virajului cu raza mica. De asemenea, la tractoarele pe roti, virajul cu raza mica se realizeaza prin franarea rotii motoare interioare virajului. Din aceste motive, sistemele de franare ale tractoarelor sunt construite astfel încat sa permita franarea separata a senilelor sau rotilor dintr-o parte sau alta a tractorului.

Sistemele de franare se pot clasifica dupa urmatoarele criterii: utilizare; modul de transmitere a comenzii de actionare; structura transmisiei; constructia elementelor de franare propriu-zise.

Dupa modul de transmitere a comenzii de actionare, se deosebesc:

Frane cu transmisie mecanica,la care transmisia dintre elementul de comanda (pedala sau maneta) si franele propriu-zise se realizeaza printr-un sistem mecanic format din tiranti, leviere, cabluri etc. In prezent, transmisiile mecanice se utilizeaza la tractoarele de putere mica si medie pentru actionarea franelor de serviciu.

Frane cu transmisie hidraulica,care transmit efortul exercitat de conducator asupra pedalei de frana la elementele de actionare ale franelor prin intermediul unui lichid, închis în conductele transmisiei.

 Frane cu transmisie pneumatica, care transmit comanda la elementele de actionare ale franelor prin intermediul aerului cu presiuni superioare sau inferioare celei atmosferice (cu aer comprimat sau cu depresiune). În mod curent, transmisia pneumatica este subînteleasa ca fiind cu aer comprimat.

 Frane cu transmisie combinata,care reprezinta combinatia dintre tipurile amintite mai sus si se întalnesc sub forma de frane pneumo-hidraulice.

60

 Frane cu servomecanisme,utilizate în cazul transmisiilor mecanice si hidraulice la care este necesar un efort prea mare pentru actionarea pedalei. În aceste cazuri, efectul servomecanismului se adauga la efortul depus de catre conducator.

Dupa structura transmisiei, sistemele de franare pot fi cu un singur circuit sau cu doua circuite. Aceasta clasificare se refera în special la franele de serviciu.

La transmisia cu un singur circuit,efortul exercitat de sursa de energie se transmite catre franele propriu-zise printr-un singur circuit. In acest caz, o defectiune (scurgere, rupere de conducte etc.) aparuta într-un punct al circuitului face imposibila actionarea vreuneia din frane.

 La transmisia cu doua circuite,efortul exercitat de sursa de energie se transmite la franele propriu-zise prin doua circuite. În cazul defectarii unui circuit, cel ramas în stare de functionare asigura franarea, dar cu o deceleratie mai redusa. Realizarea sistemelor de franare cu mai multe circuite permite îmbunatatirea apreciabila a fiabilitatii si a securitatii, fapt care a dus în unele tari la obligativitatea “divizarii” circuitelor la unele categorii de tractoare.

  Dupa constructia elementelor de franare propriu-zise, franele pot fi: cu saboti, cu discuri si cu banda.

Franele cu saboti

Schema de principiu a unei frane cu saboti montati la roata si actionati mecanic este reprezentata în figura 3.45. Tamburul de frana 2,montat pe roata 1 a tractorului, se rots te în sensul aratat în figura. În interiorul tamburului de frana sunt montati, cu un joc radial mic, doi saboti de frana 3, captusiti la exterior cu material de frictiune. Sabotii 3se pot roti în jurul bolturilor 4,fixate pe discul de reazem al franei, care este montat rigid fata de punte. Apasand pe pedala 8,legata prin tija 9 de parghia 7, cama 6 se roteste si îndeparteaza sabotii 3 unul de altul, presandu-i pe suprafata interioara a tamburului 1.Fortele de frecare care apar între saboti si tambur dau nastere la un moment de frecare ce se opune

61

misc rii rotii. Cand apasarea pe pedala înceteaza, arcul 5 retrage sabotii de pe tambur si franarea înceteaza.

Franele cu discuri

Extinderea utilizarii franelor cu discuri la tractoarele pe roti se explica in primul rand prin stabilitatea lor buna în functionare, uzura uniforma a garniturilor de frictiune si egalitatea franarii intre franele aceleiasi punti. În figura 3.46 este reprezentata schema unei frane cu disc cu actionare hidraulica. Momentul de frecare se realizeaza cu ajutorul a doua garnituri de frictiune 3 si 8, montate pe doua placi metalice, asezate simetric în raport cu discul 2, care este montat pe butucul rotii 1. Cele doua garnituri de frictiune sunt apasate concomitent pe discul 2, sub actiunea fortei Q ce ia nastere în cilindrul hidraulic 7, asezat în furca (clestele) 5, montat flotant pe suportul fix 4. Prin introducerea sub presiune a lichidului de frana în cilindrul hidraulic 7, prin intermediul conductei 6, pusa în legatura cu pompa central de frana, pistonul apasa garnitura de frictiune 8 cu o forta Q. Presiunea din cilindrul 7 da nastere concomitent si la o forta axiala, care se transmite asupra furcii 5. Furca 5, fiind flotanta în raport cu suportul fix 4, se va deplasa axial spre dreapta (în sensul sagetii S) si odata cu ea si garnitura

62

de frictiune 3. In acest fel, garnitura de frictiune 3 va fi apasata pe discul 2, concomitent si cu aceeasi forta

Q cu care este apasata garniture 8.

Franele cu discuri cu actionare mecanica folosite la unele tractoare pe roti (de exemplu, la tractoarele U-650 M si U-651 M) sunt montate pe arborii planetari ai diferentialului (fig. 3.47). În acest caz, pe canelurile arborelui planetar 1 se monteaza doua discuri de frictiune 2,asezate între doua suprafete fixe 3 si 6. Între discurile 2 sunt asezate discurile de apasare 4 si 7, pe fetele carora sunt executate niste locasuri de adancime variabila, plasate pe o circumferinta. Intre aceste locasuri, care au forma unor plane înclinate, se introduc bilele 5. În mod conventional, în schema din figura 3.47a, aceste plane înclinate sunt rotite cu 90°. O sectiune prin frana, care reda mai bine functionarea,este reprezentata in pozitiile explicative din figura 3.47,b si c. Prin rotirea relativa în sensuri opuse a discurilor de apasare 4 si 7, planele înclinate ale acestora ruleaza pe bilele 5, încat discurile se departeaza unul de celalalt, apasand cu for ta Q pe discurile de frictiune 2. Rotirea relativa a celor doua discuri de apasare 4 si 7 se realizeaza prin intermediul parghiilor 8 si 9

63

care sunt trase cu forta F1 de la tija de actionare 10,ce primeste miscarea de la pedala de frana (fig. 3.47,d).

Fig. 3.47 Schema de functionare a franei cu discuri cu actionare mecanica

Franele cu banda

Franele cu banda se folosesc ca frane de serviciu la tractoarele pe senile si la unele tractoare pe roti (de exemplu, la tractoarele U-445). In cazul tractoarelor pe senile, franele cu banda se monteaza pe mecanismele de întoarcere. La tractoarele pe roti, franele cu banda se monteaza pe semiarborii planetari, la iesirea din diferential. Franele cu banda se mai utilizeaza si ca frane de stationare, montate în transmisie (pe arborele cardanic). Eficacitatea franelorcu banda depinde de modul de fixare a capetelor benzii. Din acest punct de vedere, se deosebesc : frane cu banda simpla, cu sau fara servoactiune, si frane cu banda dubla (fig. 3.48).

64

[8]

4. Mecanismele de lucru ale tractorului

Tractorul nu execută lucrări, ci constituie numai o sursă energetică mobilă pentru maşinile şi utilajele cu care lucrează în agregat în vederea executării uneia sau mai multor operaţii din cadrul unui anumit proces tehnologic. În general, puterea tractoarelor este utilizată pentru: tractarea sau împingerea maşinilor şi utilajelor care nu necesită acţionare la priza de putere (pluguri, grape, cultivatoare, buldozere etc.); tractarea sau împingerea maşinilor şi utilajelor care sunt acţionate concomitent şi prin arborele prizei de putere (freze,maşini de împrăştiat Îngrăşăminte, maşini de recoltat, prese de balotat etc.); acţionarea maşinilor şi utilajelor care lucrează stationar, prin intermediul roţii de curea sau al prizelor de putere mecanice sau hidraulice (batoze, selectoare, excavatoare tc).

Agregatele formate prin folosirea puterii tractorului după primele două variante se numesc agregate mobile sau de tracţiune, iar cele formate după ultima variantă, agregate staţionare.Echipamentul de lucru al tractoarelor cuprinde dispozitivele, mecanismele şi instalaţiile care servesc pentru acţionarea maşinilor şi utilajelor cu care tractorul lucrează în agregat. Construcţia şi caracteristicile acestor mecanisme depind de tipul tractoarelor şi domeniul lorde utilizare. în general, echipamentul de lucru al tractoarelor agricole este format din următoarele: dispozitivele de

65

tracţiune, prizele de putere, transmisiile pentru curea şi mecanismele de suspendare.

4.1 Dispozitivele de tractiune

Dispozitivele de tracţiune se folosesc pentru remorcarea diferitelor maşini şi utilaje agricole tractate, precum şi a remorcilor şi semiremorcilor. Pentru ca tractoarele să poată lucra în bune condiţii cu cat mai multe tipuri de maşini si utilaje, este necesar ca dispozitivele de tracţiune să fie prevăzute cu posibilităţi de reglare în raport cu corpul tractorului: în plan transversal (reglaj pe lăţime), în plan vertical (reglaj pe înălţime) şi,dacă este posibil, în plan longitudinal (reglaj pe lungime) - STAS 8181-78. După felul cum sunt realizate din punct de vedere constructiv, dispozitivele de tracţiune se împart în: bare de tracţiune si cuple de tracţiune. Barele de tracţiune se montează pe partea din spate a carterului transmisiei, prin intermediul unor suporturi proprii (fig. 4.1).

Bara de tracţiune din figura (4.1 a) este formată dintr-o traversă 3 pe care se montează furca de cuplare 2, prin intermediul bolţului 1. Deoarece traversa 3 este prevăzută cu orificii (numărul minim al acestora este cinci), furca 2 poate fi montată în poziţia necesară (pe axa longitudinală a tractorului sau dezaxat).

66

Tractoarele pe şenile, precum şi unele tractoare pe roţi, sunt prevăzute cu bare de tracţiune pendulare (fig. 4.1, b). Bara longitudinală 4 este prevăzută cu o furcă de cuplare 2, ce se poate roti în jurul bolţului 1, montat la corpul tractorului în faţa punţii din spate. Bara de tracţiune 4 poate fi fixată într-o anumită poziţie în raport cu traversa 3 cu ajutorul unor bolţuri ce se introduc în orificiile traversei.

Folosirea barei de tracţiune pendulare duce la micşorarea momentului de rezistenţă la virajul tractorului şi favorizează menţinerea direcţiei tractorului în timpul lucrului cu maşini cuplate dezaxat în raport cu axa longitudinală a tractorului. Poziţia barei de tracţiune este corelată în raport cu arborele prizei de putere şi suprafaţa solului, prin norme şi standarde. In afară de aceasta, există şi norme în ceea ce privesc unele elemente constructive ale barei de tracţiune ca diametrul bolţului de remorcare şi grosimea barei.

Barele de tracţiune se pot obţine şi prin montarea unei bare transversale 1 în articulaţiile sferice B şi C ale tiranţilor inferiori 2 ai mecanismului de suspendare (fig. 4.2). Furca de cuplare 3 se montează în unul din orificiile barei de tracţiune. În cazul în care tractoarele sunt folosite timp îndelungat la lucrări de transport, se echipează cu cuple de tracţiune speciale (care uneori sunt prevăzute cu elemente de amortizare ale şocurilor) pentru cuplarea remorcilor şi semiremorcilor.

Deoarece remorcile au punctul de cuplare la înălţimi mai mari în raport cu suprafaţa de sprijin a roţilor tractorului (800 - 900 mm), dispozitivele pentru cuplarea remorcilor se montează deasupra arborelui prizei de putere.

67

4.2 Prizele de putere

Priza de putere este destinată acţionării prin arbore cardanic a organelor de lucru ale diferitelor maşini şi utilaje cu care tractorul lucrează în agregat.Echiparea tractoarelor cu priză de putere este generalizată în prezent la tractoarele agricole.

Pentru a asigura o funcţionare normală a maşinilor acţionate prin priza de putere, este necesar ca arborii prizelor de putere (APP) să se rotească cu o anumită turaţie într-un anumit sens, stabilite prin norme şi standarde. Din acest punct de vedere, prizele de putere pot fi: prize de putere cu turaţie constantă, denumite şi prize de putere normale; prize de putere cu turaţie variabilă, denumite şi prize de putere sincrone; prize de putere combinate (mixte) care, în funcţie de necesitate, permit funcţionarea ca prize normale sau ca prize sincrone (STAS 8182-78).

Prizele de putere cu turaţie constantă - prizele normale - sunt acelea la care arborii de ieşire se rotesc cu turaţie constantă şi în acelaşi sens, indiferent de viteza şi sensul de deplasare al tractorului.Prizele de putere cu turaţie variabilă- prizele sincrone - se caracterizează prin aceea că arborelede ieşire se roteşte cu o turaţie proporţională cu turaţia roţilor motoare, deci turaţia lor este sincronizată cu viteza şi sensul de deplasare al tractorului.Tractoarele pot avea mai mulţi arbori de ieşire pentru prizele de putere, care pot fi plasaţi în spate, lateral sau în faţa tractorului.

68

Numărul prizelor de putere care intră în echipamentul de lucru al tractoarelor este diferit şi depinde de destinaţia şi construcţia tractorului.

Orice tractor trebuie însă să fie prevăzut cu cel puţin o priză de putere plasată lateral (între punţile tractorului) ce permite acţionarea maşinilor purtate lateral (de exemplu, maşini de cosit). Prizele de putere montate în faţă, care uneori sunt acţionate direct de arborele motorului dau posibilitatea tractorului să antreneze diferite maşini şi utilaje montate în faţa tractorului.

La tractoarele de construcţie mai veche, acţionarea arborelui de putere 3 (APP) din spate era realizată de la ambreiajul principal 1 (v. fig. 4.3, a) prin intermediul arborelui primar 2 al cutiei de viteze. Acest sistem de obţinere a prizei de putere prezintă următoarele dezavantaje:

- nu permite oprirea sau pornirea tractorului fără oprirea organelor de lucru ale maşinilor agricole, astfel există pericolul înfundării şi chiar ruperii organelor de lucru ale maşinilor agricole;

- nu permite demararea prealabilă a organelor de lucru ale maşinilor la pornirea din loc a agregatului tractor-maşină agricolă. Aceasta face ca, în timpul demarării agregatului, să fie necesar un surplus de putere care, apoi, în regim stabil de funcţionare, nu mai este folosit. După date experimentale, este necesară o rezervă a puterii motorului de circa 30%;

- nu permite oprirea sau pornirea organelor de lucru ale maşinilor agricole fără oprirea tractorului, ceea ce face ca la virajul cu raze mici ale agregatului (la întoarcerile de la capătul parcelelor) să apară dificultăţi din cauza unghiului de înclinare al arborelui transmisiei cardanice ;

- nu permite schimbarea vitezelor de deplasare a tractorului fără oprirea organelor de lucru ale maşinilor agricole, ceea ce duce la micşorarea productivităţii lucrărilor şi înfundarea organelor de lucru ale maşinilor.

69

O priză de putere normală este bine să îndeplinească următoarele condiţii: oprirea şi pornirea tractorului fără oprirea organelor de lucru ale maşinilor agricole; demararea prealabilă a organelor de lucru ale maşinilor şi apoi pornirea agregatului din loc; schimbarea vitezelor de deplasare ale tractorului fără oprirea organelor de lucru ale maşinilor; oprirea şi pomirea organelor de lucru ale maşinilor fără oprirea tractorului.

Efectuarea operaţiilor enumerate mai sus duce la evitarea înfundării şi ruperii organelor de lucru şi la mărirea productivităţii. Posibilitatea opririi tractorului fără oprirea APP permite autocurăţirea organelor de lucru. Posibilitatea demarării prealabile a organelor de lucru ale maşinilor agricole cu pornirea ulterioară a

70

agregatului permite ca tractoarele să fie echipate cu motoare fără rezervă mare de putere. Schimbarea vitezelor de deplasare ale tractorului, fără oprirea organelor de lucru ale maşinii, duce la mărirea productivităţii şi înlătură înfundarea organelor de lucru. Necesitatea opririi APP fără oprirea tractorului se impune în special la întoarcerea agregatului în gol la capetele parcelelor, cand, în general, unghiul de înclinare al arborelui transmisiei cardanice depăşeşte 30°. După modul în care prizele normale de putere realizează condiţiile enumerate mai înainte, se clasifică în următoarele tipuri: prize de putere independente, care permit îndeplinirea integrală a celor patru condiţii; prize de putere semi independente, care permit îndeplinirea parţială a condiţiilor impuse (în general, îndeplinesc primele trei condiţii); prize de putere dependente, care nu îndeplinesc nici una din condiţiile amintite, antrenarea arborelui prizei întrerupandu-se odată cu decuplarea ambreiajului principal al tractorului.

În figura 4.3 sunt reprezentate schemele cinematice de bază ale transmisiilor prizelor de putere folosite la tractoarele agricole. Schema din figura (4.3 a) reprezintă o priză de putere (PP) dependentă. Datorită dezavantajelor amintite, acest sistem de priză se întalneşte din ce în ce mai puţin la tractoarele agricole.

În figura (4.3 b) este reprezentată schema unei PP semiindependente, la care momentul de răsucire de la motor se transmite la arborele prizei de putere prin ambreiajul principal 1, arborelez şi angrenajul permanent 3 - 6. Intre arborele 2 şi cutia de viteze se montează un ambreiaj suplimentar 4, care, în timpul funcţionării prizei de putere, se foloseşte pentru oprirea de scurtă durată a tractorului în vederea schimbării vitezelor. Rezultă că, în timpul funcţionării, APP (cu arborele 5) este legat cu motorul, atata timp cat ambreiajul 1 este cuplat. Priza de putere nu se poate cupla şi decupla fără oprirea tractorului.

În figura (4.3c) este reprezentată schema unei PP independente. Momentul de răsucire de la volantul motorului se transmite la arborele prizei de putere 4, prin angrenajul 2 - 6 şi ambreiajul suplimentar 5. Cuplarea şi decuplarea prizei se realizează fără oprirea tractorului, cu ajutorul ambreiajului prizei 5. Transmisia tractorului este acţionată separat de la motor, prin ambreiajul principal 1 şi arborele primar 3.

71

În figura (4.3 d) este reprezentată o priză de putere independentă la care antrenarea se face de la arborele cotit al motorului, prin ambreiajul principal 1 prin arborele 2, ambreiajul prizei 3 şi angrenajul 4 - 5.

Schema din figura (4.3 e) se caracterizează prin aceea că roata deplasabilă 5 poate angrena pe rand cu rotile 3 sau 6. Prin cuplarea roţilor 5 şi 3 se obţine PP dependentă, iar prin cuplarea roţilor 5 şi 6 PP devine independentă.

În schema din figura (4.3 f), transmiterea momentului de la motor se face prin ambreiaje diferite, reunite în acelaşi ansamblu, formand un ambreiaj dublu. Ambreiajul principal 1 transmite momentul, prin arborele 2, la cutia de viteze, iar ambreiajul prizei 6, prin angrenajul 4 - 5, la arborele prizei 3. Dacă cele două ambreiaje pot fi acţionate de la pedale diferite (acţionare în paralel), priza de putere este independentă; dacă ambreiajele se cuplează consecutiv, de la aceeaşi pedală (decuplarea în serie), priza de putere este semiindependentă. Construcţia şi funcţionarea acestor ambreiaje duble au fost prezentate mai sus.

În figura (4.3 g) este reprezentată o schemă care realizează şi priza de putere sincronă. Pentru aceasta, roata deplasabilă 2 se cuplează cu roata 1, aflată pe arborele secundar 3 al cutiei de viteze. In acest fel, APP se roteşte numai atunci cand tractorul se deplasează, iar turaţia APP este proporţională cu cea a roţilor motoare, adică cu viteza de deplasare a tractorului.

Majoritatea tractoarelor agricole moderne pe roţi sunt prevăzute cu prize de putere combinate (mixte) care fac ca tractoarele să aibă un grad mai mare de universalitate la executarea diferitelor lucrări în agregat cu maşini acţionate prin priza de putere. Trecerea de la PP normală la PP sincronă, şi invers, se realizează cu ajutorul unui dispozitiv de cuplare, acţionat printr-un sistem de parghii de către tractorist. Tractoarele U-650 şi U-445, precum şi variantele acestora, sunt echipate cu prize de putere combinate. Priza de putere din figura (4.3 g) poate funcţiona ca PP normală, dacă se cuplează cu roata deplasabilă 2 cu manşonul 4, sau ca PP sincronă, cand se cuplează roata 2 cu roata 1 de pe arborele secundar al cutiei de viteze.

Priza de putere din figura (4.3 h) este, de asemenea, combinată, putand lucra ca PP normală independentă şi ca PP sincronă. Reductorul planetar 1 (tractorul U-650)

72

îndeplineşte rol de ambreiaj şi cu ajutorul lui se poate cupla şi decupla APP în timpul deplasării tractorului.

Turaţia arborelui prizei de putere normale, corespunzătoare turaţiei nomi-nale a motorului tractorului, este standardizată în prezent la valoarea de 540 rot/min, iar sensul său de rotaţie corespunde sensului acelor de ceasornic, privind din spatele tractorului. In ultimul timp s-a standardizat şi turaţia de 1000 rot/min. Unele tractoare sunt prevăzute cu PP care pot realiza ambele trepte de turaţie (U-800). La construcţia prizei de putere sincronă, trebuie respectată condiţia ca arborele prizei de putere să parcurgă un număr de 3,3 ... 4,3 rotaţii la 1 metru liniar de deplasare a tractorului. Forma şi dimensiunile constructive ale capătului de ieşire al arborelui prizei de putere sunt stabilite prin standarde.

Arborele prizei de putere cu turaţia de 540 rot/min are diametrul exterior de 35mm, iar profilul canelurilor este de 6x28,5x35. Arborele prizei cu turaţia de 1000 rot/min are diametrul exterior de 34,8 mm, fiind prevăzut cu 21 caneluri în evolventă. Datorită profilului diferit al celor doi arbori, se exclude posibilitatea includerii incorecte a maşinilor agricole care necesită antrenarea cu una din cele două turaţii. Arborii de ieşire ai prizelor de putere sunt prevăzuţi cu apărătoare de protecţie din tablă, montate pe corpul tractorului, ale căror formă şi dimensiuni sunt stabilite prin norme. In calculul de rezistenţă al elementelor transmisiei prizei de putere trebuie aleşi coeficienţi de siguranţă mai mari pentru a evita deteriorările şi ruperile elementelor prizei de putere timpul exploatării. Calculul prizei de putere se recomandă să se facă la valoarea momentului nominal al motorului, datorită faptului că la lucrări staţionare există posibilitatea să se transmită intreaga putere a motorului prin arborele prizei de putere. In plus, priza de putere se foloseşte si pentru ridicarea caracteristicii exteme a motorului, prin cuplarea arborelui prizei la o frană de incercare.

73

4.3 Transmisia pentru curea

Transmisia pentru curea este destinată acţionării maşinilor staţionare prin intermediul unei curele late de transmisie, fiind formată dintr-o roată de curea şi un sistem de acţionare. La tractoarele pe şenile, roata de curea se plasează numai în spatele tractorului, iar la tractoarele pe roţi se poate plasa în spate sau lateral.

Indiferent de locul de plasare a roţii de curea, arborele acesteia trebuie să fie paralel cu axa punţii motoare. In cazul plasării laterale, antrenarea transmisiei de curea se face de la cutia de viteze. In figura 4.4 este reprezentată construcţia unei transmisii de curea care se montează lateral, pe carterul cutiei de viteze. Roata dinţată 1 angrenează, direct sau printr-o roată intermediară, cu o roată dinţată de pe arborele primar sau intermediar al cutiei de viteze. In cazul plasării in spatele tractorului, transmisia de curea este antrenată de priza de putere. La construcţia din figura 4.5, arborele tubular se montează direct pe canelurile arborelui prizei de putere. Cuplarea şi decuplarea se fac de la maneta prizei de putere. Dimensiunile roţilor de curea se stabilesc prin norme. In general, diametrele sunt cuprinse în limitele 200 - 360 mm, iar lăţimea roţii de curea şi inăltimea bombării acesteia se determină în funcţie de puterea motorului . Viteza periferică a roţii de curea este cuprinsă, în general, în limitele 12,5 — 17 m/s.

74

4.4 Mecanismul de suspendare

Folosirea maşinilor purtate şi semipurtate constituie una din căile principale pentru imbunătăţirea indicilor tehnico-economici ai tractoarelor. Aceste maşini, faţă de cele remorcate, au avantaje insemnate: greutate de 1,5 — 2 ori mai mică, agregatul tractor-maşini agricole are o manevrabilitate ridicată, comanda pentru acţionarea maşinilor este simplă, calităţile de tracţiune ale tractorului cu maşini purtate sunt mult superioare, calitatea lucrărilor agricole este mai ridicată.

Maşinile purtate se cuplează cu tractorul, prin mecanismul de suspendare, cu ajutorul a trei articulaţii. Aceste maşini nu au dispozitive de scoatere a organelor lor de lucru din sol, parghii de comandă si roţi proprii de rulare. Manevrarea lor se realizează prin intermediul instalaţiei de ridicat a tractorului. In poziţia de transport, maşinile purtate nu se află in contact cu solul. Maşinile purtate se plasează la tractoare şi şasiuri autopropulsate, de regulă, in spate, dar si in spate— lateral, in faţă, in faţă lateral, la mijloc (intre punţi) lateral.

75

In acest sens, se au in vedere satisfacerea condiţiilor agrotehnice, manevrarea comodă a agregatului, distribuirea convenabilă a sarcinilor pe roţile sau şenilele tractorului şi diferite considerente constructive. Maşinile semipurtate se deosebesc de cele purtate prin aceea că roţile lor de sprijin preiau o parte din greutatea maşinii, iar cealaltă parte este preluată de către tractor. Ca mecanisrn de suspendare a maşinilor la tractoare, s-a generalizat varianta cu suspendare a maşinii in trei puncte (fig. 4.6), la care suspendarea maşinii se realizează la capetele libere ale braţelor superioare si inferior stanga şi dreapta. Se prevede limitarea şi blocarea mobilităţii in plan orizontal si transversal. Maşinile semipurtate se cuplează la braţele inferioare.

Caracteristicile dimensionale şi cinematice ale mecanismului de suspendare in trei puncte sunt stabilite prin norme internaţionale, iar diferitele maşini sunt tipizate in ceea ce priveşte plasarea, forma şi dimensiunile triunghiului de cuplare.

Pentru actionarea mecanismului de suspendare, la tractoarele actuale s-a generalizat instalatia de acţionare hidrostatică care, pe langă functia de ridicare şi coborare a maşinilor purtate, realizează şi reglarea automată a parametrilor de lucru. In plus, in ultimul timp, instalatiile de actionare hidrostatică sunt prevăzute şi cu prize hidraulice suplimentare, destinate actionării la distantă a organelor de

76

lucru ale maşinilor. In figura 4.7 este reprezentată schema instalatiei hidrostatice de actionare a mecanismului de suspendare, de tipul cu elemente dispersate. Mai există instalatii de tip monobloc, şi combinat (partial monobloc).

Instalaţiile hidrostatice de acţionare a mecanismului de suspendare pot fi: fără reglaje automate şi cu reglaje automate (adancimea de lucru, forţa de tracţiune) (STAS 10637-76). Instalaţiile hidrostatice de acţionare fără reglaje automate realizează, cu ajutorul distribuitorului hidraulic (fig. 4.8), următoarele regimuri de funcţionare ale mecanismului de suspendare:

— poziţia de ridicare (fig. 4.8, a), cand uleiul debitat de pompa 3 merge prin conducta 4 la distribuitorul 5, de unde prin conductele 6 a distribuitorului şi 7 a cilindrului de lucru 8 acţionează asupra feţei pistonului şi ridică mecanismul de suspendare, apoi prin conducta 9 iese din cilindru şi prin conducta 10 a distribuitorului se intoarce în rezervorul 1, de unde prin conducta 2 este tras de pompa 3;

77

— poziţia de coborire (fig. 4.8, b), cand uleiul trece de la pompă prin conducta 12 a distribuitorului şi ajunge în spatele pistonului, iar cel din faţa pistonului se intoarce în rezervor prin conducta distribuitorului;

— poziţia fiotantă (fig. 4.8, c), ce corespunde situaţiei cand uleiul debitat de pompă este trimis, prin conducta 14 a distribuitorului, direct în rezervor, iar uleiul din cilindrul de lucru circulă dintr-o parte in alta prin conducta 13 a distribuitorului, pistonul deplasandu-se liber sub acţiunea forţelor exterioare (se urmăresc denivelările solului, maşina fiind prevăzută cu roţi de copiere 1, cu ajutorul cărora se stabileşte adancimea de lucru h, aşa cum este arătat in figura 4.9;

— poziţia neutră (fig. 4.8, d), ce corespunde situaţiei cand uleiul debitat de pompă este refulat, prin conducta 14 a distribuitorului, direct în rezervor, iar conductele cilindrului de lucru sunt inchise la distribuitor (pistonul este blocat şi maşina rămine intr-o anumită poziţie în raport cu corpul tractorului).

Instalaţia hidrostatică a mecanismului de suspendare poate fi utilizată şi pentru acţionarea altor cilindri de lucru, la antrenarea prin prize a maşinilor purtate plasate lateral sau in faţa tractorului. Mecanismele de suspendare cu instalaţii hidrostatice fără reglaje automate pot lucra numai cu maşini purtate prevăzute cu roţi de copiere a terenului. Astfel, se asigură numai parţial preluarea de către tractor a greutăţii maşinii şi a componentei normale a reacţiunii solului.

78

In scopul imbunătăţirii calităţilor de fracţiune ale agregatului, asemenea instalaţii trebuie să fie completate cu dispozitive de mărire a aderenţei, care pot fi mecanice sau hidraulice. In figura (4.10 a) este prezentat procedeul mecanic de modificare a greutăţii aderente a tractorului, care constă in reglarea poziţiei centrului instantaneu de rotaţie al mecanismului de suspendare. Prin schimbarea poziţiei braţului superior din poziţia reprezentată prin linie intreruptă, centrul instantaneu de rotaţie al mecanismului de suspendare se schimbă din O in O’.

Ca urmare, braţul reacţiunii R se micşorează de la m la m’, fapt care duce la micşorarea incărcării i roţii de sprijin a maşinii şi la creşterea incărcării roţilor din spate ale tractorului. La tractoarele actuale, pentru modificarea greutăţii aderente,

se foloseşte instalaţia hidrostatică a tractorului (fig. 10, b). Reglarea greutăţii aderente se face cu droselul 4, montat intre conductele 5 şi 6.

[9]

79

Bibliografie

1 - http://www.retromobil.ro/magric.html ;

2 - http://www.scribd.com/doc/63970845/c1-clasificare-tractoare ;

3 - http://www.agromec-stefanesti.ro/istoria-deutz-fahr.php ;

4 - “ Curs tractoare ” , Conf. dr. ing. Viorel Mateescu ;

5 - “Senile sau roti?” , www.agroexpert.net/noutati_docs/doc_6.pdf ;

6 - Virajul si sistemele de directie ale tractorului pe roti - Nastas Andrei - Catedra Design industrial si de Produs UTM 2010 ;

7 - Virajul si sistemele de directie ale tractorului pe senile - Nastas Andrei - Catedra Design industrial si de Produs UTM 2010 ;

8 - Franarea tractoarelor - Nastas Andrei - Catedra Design industrial si de Produs UTM 2010 ;

9 - Mecanismele de lucru ale tractoarelor - Nastas Andrei - Catedra Design industrial si de Produs UTM 2010 ;

Fsajfbashjfaskfgjhasgfjhasfhjghjsafgjhasfgsaf

Sffashjfgkashfkjsahkfjhsakjfhs

Faskjfhkjasfhkjashfkjhasf

fashfgksajhfjsa

80