20.03.2023

Группа 510

Предмет: Эксплуатация и Т,О, С/Х машин и оборудования 

Тема урока: Рабочие жидкости применяемые гидросистеме трактора  

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока

 Общая характеристика гидросистем

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

управления навесной машиной; управления прицепной машиной через установленные на ней

гидроцилиндры; привода в движение рабочих органов навесных или прицепных

машин через гидравлическую систему отбора мощности трактора; выполнения автосцепки с навесными и прицепными машинами; изменения и автоматического поддержания выбранной глубины

почвообработки; корректировки вертикальной реакции почвы на движитель трак-

тора;

выполнения вспомогательных операций по обслуживанию трактора (изменение базы, изменение колеи, подъем остова и т.п.).

Гидросистема должна отвечать следующим основным требованиям:

-рациональность конструкции составляющих ее элементов и их компоновки на тракторе, что обеспечивает высокий КПД гидропривода и возможность автоматизации его управления при агрегатировании трактора с различными машинами;

-компактность элементов и всей гидросистемы в целом;

-удобство управления гидросистемой из кабины трактора, а при необходимости и вне ее;

697

-высокая универсальность по направлениям использования;

-возможность легкой модернизации при необходимости по наращиванию ее мощности;

-высокая надежность и безопасность;

-малая уязвимость от внешнего воздействия;

-высокий уровень унификации.

Классифицировать гидросистемы достаточно сложно ввиду множества возможных признаков классификации.

По компоновке все гидросистемы можно подразделить на: единоагрегатные, раздельноагрегатные и полураздельноагрегатные.

В единоагрегатной гидросистеме все составные элементы (на-

сос, распределитель, цилиндр, фильтр, масляный бак и др.) объединены в один моноблок, который крепится к остову трактора и получает энергию от приводного вала (обычно от ВОМ).

Кдостоинствам единоагрегатной компоновки можно отнести простоту оснащения трактора гидросистемой, компактность и отсутствие внешних коммуникационных связей, а к недостаткам - малую унифицированность, низкий КПД, возможность агрегатирования только с одной машиной и др.

Единоагрегатные гидросистемы НС-37 и НС-52 выпускались для тракторов "Универсал-2", ДТ-24, МТЗ-2, КПД-35, ХТЗ-7 и ДТ-14.

Раздельноагрегатными гидросистемами в настоящее время оснащены все выпускаемые в нашей стране тракторы. Эта система обладает многими преимуществами по сравнению с единоагрегатной.

Кчислу достоинств раздельноагрегатной системы можно отне-

сти:

рациональность размещения компонентов гидросистемы на тракторе - насос вблизи высокооборотных валов двигателя или трансмиссии, распределитель в кабине трактора, бак в защищенном месте и т.п.;

высокая унифицированность гидроагрегатов, рассчитанных на работу с максимальным давлением жидкости до 20 МПа;

простота модернизации путем встраивания в гидросистему дополнительных гидроагрегатов, расширяющих ее возможности;

возможность раздельного управления машинами с секционной навеской;

возможность раздельного управления рабочими органами прицепных машин;

возможность выполнения автосцепки с навесными или прицепными машинами;

698

возможность легкой раздачи мощности внешним потребителям путем установки на тракторе гидровыводов в желательных местах;

доступность и простота обслуживания гидроагрегатов и др.

Гидросистема полураздельноагрегатного типа применяется иногда, когда часть агрегатов объединена в моноблок, а часть - вынесена как самостоятельные узлы. Так, в самоходных шасси ДСШ-14 и ДВСШ-16 объединены в один блок насос и распределитель, блок жестко закреплен на корпусе трансмиссии, являющимся масляным баком. При этом два вынесенных гидроцилиндра служат для независимого управления навесными машинами, сцепленными с самоходным шасси.

Известна другая комбинация компоновки узлов гидросистемы, когда в качестве самостоятельных узлов вынесены насос и распределитель, а все остальные элементы (бак с маслом, фильтр и гидроцилиндр) объединяются в моноблок. Мощность гидросистемы тракторов разных модификаций меняется путем изменения числа установленных на тракторе моноблоков и соответствующих замен насоса и распределителя.

Полураздельноагрегатные гидросистемы пока находят ограниченное применение, а наибольшее распространение получили раздельноагрегатные.

14.3. Раздельноагрегатная гидросистема

Унифицированная раздельноагрегатная гидравлическая навесная система тракторов (рис. 14.7) включает: насос 1 с приводом и механизмом включения; распределитель 5 золотникового типа с механизмом управления; масляный бак 2 с фильтром 3; основной гидроцилиндр 8; выносные гидроцилиндры; стальные трубопроводы 4 и эластичные рукава 6; запорные и быстросоединяемые муфты 7; проходные штуцера; замедлительный клапан и уплотнительные устройства.

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

Гидросистема построена так, чтобы обеспечить максимально широкую работу исполнительного звена - гидроцилиндра двухстороннего действия (или нескольких гидроцилиндров с независимым управлением).

699

Рис. 14.7. Схема раздельноагрегатной гидравлической навесной системы:

1 - насос; 2 - масляный бак; 3 - фильтр; 4 - стальной трубопровод; 5 - распределитель; 6 - эластичный рукав; 7 - быстросоединяемая муфта; 8 - гидроцилиндр

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

Если трактор оснащен несколькими гидроцилиндрами с независимым управлением, то распределитель должен иметь столько же золотников с независимым механическим, гидравлическим, электрическим, пневматическим или смешанным приводом к каждому из них.

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

Гидронасос является наиболее ответственным элементом гидросистемы. От него в большой мере зависит эффективность работы гидропривода. Наибольшее распространение получили шестеренные насосы типа НШ одноили двухсекционные. Обычно в гидросистему входит один насос, реже два или три. Производительность насоса (насосов) должна обеспечивать необходимую скорость перемещения поршня при совместной или раздельной (в зависимости от поставленных требований) работе гидроцилиндров. Применение нескольких не-

700

зависимо включаемых насосов позволяет варьировать их совместной производительностью, что целесообразно при изменении количества используемых потребителей (цилиндров или моторов) или при необходимости изменения режима их работы.

В тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах применяют так же аксиально-поршневые насосы как регулируемого, так и нерегулируемого типов.

Насос забирает масло через всасывающую магистраль из бака, емкость которого должна составлять 0,5...0,8 минутной производительности насоса. Конструкция и конфигурация бака предопределяются местом его установки на тракторе и дополнительными функциями, которые он выполняет (например, на бак могут устанавливаться и крепится к нему насос, рулевая колонка, распределитель и т.д.). Поэтому баки могут выполняться штампованными, сварными и литыми из чугуна или легких алюминиевых сплавов.

Очистка масла выполняется сетчатым фильтром или фильтром со сменным фильтровальным элементом, обеспечивающим удаление посторонних частиц размером от 25 мкм для жидкости, подаваемой от шестеренных насосов и распределителей с механическим управлением, и от 10 мкм для поршневых насосов и электрогидравлических распределителей.

Обычно фильтры устанавливают на сливной магистрали, а у промышленных тракторов встречается установка фильтров и на напорной магистрали.

Рассмотрим конкретные типовые конструкции узлов гидросистемы.

Гидронасосы. В гидросистемах тракторов МТЗ-80/82, МТЗ100/102, ДТ-75МВ, ДТ-175С, Т-150К и др. применены шестеренные насосы типа НШ разных вариантов исполнения.

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

Так, обозначение НШ-32-У-2Л расшифровывается так: НШ - насос шестеренный;

32 - объем рабочей жидкости в см3, вытесняемый из насоса за один оборот вала (теоретическая подача);

У - унифицированная конструкция; 2 - группа исполнения;

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

701

Группа исполнения характеризует номинальное давление нагнетания насоса: 2 – 14 МПа; 3 – 16 МПа; 4 – 20 МПа.

В обозначении вместо буквы У могут присутствовать буквы В,

Дили Е, что соответствует более ранним вариантам конструкций. Если в обозначении насоса отсутствует буква после рабочего

объема, то это указывает на то, что насос имеет конструкцию типа К, т.е. корпус в отличие от ранее рассмотренных вариантов выполнен круглой конфигурации.

Для двухсекционных насосов применяется обозначение с указанием рабочих объемов каждой секции.

Например, двухсекционный насос с рабочими объемами секций 32 и 10 см3 исполнения 3 с левым направлением вращения ведущего вала имеет обозначение: НШ-32-10-3Л.

Рассмотрим конструкцию шестеренного гидронасоса и его приводов в тракторах. В т р а к т о р е М Т З – 1 0 0 / 1 0 2 применен насос НШ–32–3 правого вращения (рис. 14.8). Нагнетание масла в насосе осуществляется при помощи ведущей 2 и ведомой 3 шестерен, расположенных между подшипниковой 1 и поджимной 5 обоймами и платиками 4. Подшипниковая обойма 1 служит единой опорой для цапф шестерен. Поджимная обойма 5 под давлением масла в полости манжеты (на рис. не показана, расположена в зоне нагнетательного отверстия) поджимается к наружной поверхности зубьев шестерен, обеспечивая требуемый зазор между зубьями и уплотняющей поверхностью обоймы.

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

Разъем корпуса с крышкой уплотняется с помощью резинового кольца круглого сечения.

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

10.

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

702

Шестерня 8 перемещается ручным механизмом управления через валик 12 с закрепленной на нем вилкой 11 и может фиксироваться ручкой управления в двух позициях: включенный привод, когда шестерня 8 находится в зацеплении с шестерней 13; выключенный привод - шестерня 8 выводится из зацепления с шестерней 13.

Рис. 14.8. Масляный насос НШ-32-3:

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

Включение или выключение привода насоса выполняется при неработающем двигателе в зависимости от потребности в гидроприводе при работе МТА.

Часть тракторов оснащена ГСОМ, которая предназначена для привода гидрофицированных рабочих органов сельскохозяйственных машин (льнокомбайны, разбрасыватели минеральных удобрений, ротационные сенокосилки и др.), требующих повышенного отбора масла из гидросистемы с постоянной его циркуляцией по магистралям, связывающим трактор с машиной. Поэтому гидросистема с отбором

703

мощности для этих тракторов дополнительно к основному гидронасосу имеет еще два дополнительных: НШ-10-3Л и НШ-32-3, которые в сочетании с основным насосом позволяют получить необходимую максимальную суммарную производительность в 110 л/мин.

Привод насосов ГСОМ представляет шестеренный редуктор с шариковой муфтой включения, смонтированный с левой стороны корпуса сцепления трактора.

Вт р а к т о р е Д Т – 7 5 М насос НШ-46-У установлен с левой стороны двигателя на корпус привода, который прикреплен к картеру распределительных шестерен дизеля. Насос приводится во вращение от шестерни 6 (рис. 14.9), которая находится в постоянном зацеплении с шестерней распределительного вала двигателя. Валик привода соединен с хвостовиком ведущей шестерни кулачковой муфтой. При включении кулачковой муфты вращение от валика 5 передается ведущей шестерне 18. Насос включают и выключают через механизм с ручным приводом, состоящим из ручки с шариковым фиксатором, установленной на валике 8, на шлицах которого закреплена вилка 9, связанная с кулачковой муфтой. Механизм управления фиксируется в двух положениях: "привод включен" и "привод выключен". Включение и выключение насоса должно выполняться только при остановленном двигателе.

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

Взависимости от назначения трактора, его тягового класса, развитости гидросистемы применяют разные по конструкции распределители, которые условно могут быть классифицированы по следующим конструктивным особенностям:

по конструкции корпуса - моноблочный и секционный распределитель;

по принципу управления - с ручным механическим, электромеханическим и электрогидромеханическим управлением;

по количеству золотников (количеству независимо управляемых потребителей) - однодвух- и трехзолотниковые;

по типу золотников - с открытым центром (распределитель обеспечивает при необходимости соединение через себя насоса со сливом при минимальном гидравлическом сопротивлении) и закрытым (золотник распределителя в позиции "нейтраль" перекрывает

704

путь маслу от насоса, а избыток давления стравливается через перепускной клапан, заставляя гидросистему на режиме холостого хода работать на высоком давлении);

Рис. 14.9. Масляный насос НШ-46-У:

1, 20 - штуцера; 2, 3 - уплотнительные кольца; 4, 21 - угловые муфты; 5 - валик; 6 - шестерня привода; 7 - пробка; 8 - валик; 9 - вилка; 10 - болт; 11 - уплотнительный вкладыш; 12 - сальник; 13 - полость высокого давления; 14 - крышка; 15 - уплотнительная резиновая пластина; 16 - корпус насоса; 17 - бронзовая втулка; 18 - ведущая шестерня; 19 - ведомая шестерня

по количеству позиций – трехпозиционные, обеспечивающие работу гидроцилиндров в режимах подъема, нейтральном и опускании и четырехпозиционные, обеспечивающие работу гидроцилиндров в режимах подъема, нейтральном, опускании и плавающем.

На сельскохозяйственных тракторах наибольшее распространение получили моноблочные трехзолотниковые четырехпозиционные распределители типа "закрытый центр" с ручным управлением. На промышленных тракторах применяются моноблочные одно-, двухили трехзолотниковые, а чаще трехпозиционные распределители с ручным и дистанционным управлением.

705

Некоторые промышленные тракторы, имеющие более трех исполнительных органов (трактор-погрузчик, трелевочный трактор с гидроманипулятором и др.), оснащаются для независимого управления этими органами распределительными устройствами, представляющими комбинацию из двух взаимосвязанных распределителей. С этой же целью в тракторах могут применяться секционные распределители, в которых количество секций (золотников) соответствует количеству потребителей.

Тракторные распределители имеют буквенно-цифровое обозначение типа Р75-33Р (трактор МТЗ-80), Р80-23Р (трактор МТЗ-100), Р75-В3 (трактор ДТ-75М). Здесь буква Р - означает распределитель; две первые цифры при букве - максимальную производительность насоса, л/мин, с которым распределитель может работать; остальные цифры и буквы - конструктивный вариант распределителя.

Отечественная промышленность выпускает распределители: однозолотниковые (Р500-3/3-5 и др.);

двухзолотниковые (Р75-22; Р75-42; Р80-2/1-55; Р80-2/2-44 и

др.);

трехзолотниковые (Р75-23; Р75-33; Р75-43; Р80-23; Р150-23 и

др.);

трехпозиционные (Р75-43; Р80-23 и др.);

четырехпозиционные (Р75-22; Р75-23; Р75-33; Р150-23 и др.).

Типовой трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель представлен на рис. 14.10.

В корпусе 1 с каналами 2 устанавливают золотники 3, перепускной 7 и предохранительный клапан 11. К корпусу привернуты две крышки. В верхней крышке 4 шарнирно укреплены рукоятки для управления золотниками. В нижней крышке 10 имеется полость для слива масла в бак. К распределителю по трубопроводу подводится масло от насоса. От распределителя по шести трубопроводам масло может поступать в поршневую и штоковую полости гидроцилиндров.

Перепускной клапан 7 закрывает отверстие, которое соединяет нагнетательный канал 8 со сливной полостью 9. Клапан прижимается к седлу пружиной 5.

Предохранительный клапан 11 сообщен каналом 6 с полостью над перепускным клапаном. При чрезмерном повышении давления в системе клапан 1 открывается и соединяет эту полость с полостью слива.

Схема действия распределителя при различных режимах работы представлена на рис. 14.11.

706

Рис. 14.10. Трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель

Если орудие находится в транспортном положении и золотник установлен в нейтральном положении (рис. 14.11,а), то масло по калиброванному отверстию 2 перепускного клапана 4 поступает в отводный канал 9 и далее в сливную полость 6 и масляный бак. Ввиду дросселирующего действия калиброванного отверстия 2 перепускной клапан отходит от седла 5 и масло поступает параллельно основному потоку через клапан в сливную полость.

Нижняя полость гидроцилиндра 1 сообщается трубопроводом с каналом 8 распределителя, а верхняя полость - с каналом 7. Как видно из схемы кольцевые пояски золотника перекрывают оба канала, запирая масло в гидроцилиндре.