- Dainius ŠIŠLAVAS Lietuvos žemės ūkio universitetas
- Mano ūkis
Joks modernaus traktoriaus papildomos įrangos sąrašas, pradedant vidutinės galios klase (nors yra ir išimčių), neapsieina be priekinio tilto elastingos pakabos. Reikalavimai traukos jėgos mašinai vis didėja, todėl konstruktoriai priversti ieškoti netradicinių, kartais primirštų techninių sprendimų.
Maždaug iki 90-ųjų praėjusio amžiaus metų daugelio didelio pravažumo traktorių, išskyrus didesnius negu vidutinės galios klasės, turėjo priklausomo tipo standžią priekinio tilto pakabą. Priekinio tilto elastingos pakabos pradėtos naudoti dėl įvairių priežasčių. Pirmiausia, buvo ieškoma būdų kuo efektyviau perduoti didesnę traukos jėgą, siekiama geresnių darbo su priekiniu keltuvu rezultatų. Be to, buvo pradėtos naudoti didesnio (iki 50 km/val.) transportinio greičio transmisijos ir tapo griežtesni eismo saugumo reikalavimai. Vėlesni bandymai parodė, kad, įrengus priekinio tilto pakabą kartu su elastingomis kabinos ir pasostės pakabomis, užtikrinamas ne tik transporto darbų saugumas, mašinos stabilumas, bet ir gerokai sumažinamos vertikalios ir skersinės apkrovos, tenkančios vairuotojui. Todėl visuose traktorių modeliuose su 50 km/val. transmisija kaip būtina sąlyga numatyta ir priekinio tilto elastinga pakaba.
Priekinio tilto elastingų pakabų privalumai
-
Papildoma vertikali priekinio tilto apkrova, mažesnis ratų buksavimas. Pakaba turi masyvius laikančiuosius ir keletą vykdančiųjų elementų. Jie išdėstyti priekinėje traktoriaus dalyje, ne toliau už jo masės centrą. Dėl to nežymiai pasikeičia masės balansas tarp galinio ir priekinio tiltų pastarojo naudai. Be to, elektrohidraulinė pakabos valdymo sistema neleidžia priekiniams varantiesiems ratams atitrūkti nuo atraminio paviršiaus (jie visada pakankamai sukibę su dirva) ir traktorius mažiau buksuoja.
-
Didesnė traukos jėga. Traktorių su priekinio tilto elastinga pakaba traukos jėga didesnė. Dėl nepakankamai apkrautų priekinių ratų traktorius gali būti sunkiai valdomas arba visai nevaldomas. Mašiną vairuoti saugiau ir patikimiau, kai vairuojamieji ratai pakankamai prispausti prie atraminio paviršiaus. Priekinių ratų sukibimo koeficientą padidina ne tik priekiniai balastiniai svoriai, bet ir elastinga pakaba. Traukos jėga padidėja, o traktorių galima valdyti bet kokiomis darbo sąlygomis. Kai kurie gamintojai teigia, kad traukos jėga ariant padidėja iki 5 proc. Tai ypač būdinga konstrukcijoms, kuriose tiltas ne tik amortizuotas, bet ir per ilgą siją pritvirtintas beveik traktoriaus masės centre. Dirbant traktorius yra „traukiamas“ ne už priekinio tilto, o už masės centro, t.y. jam perduodama traukos jėga. Didesnė traukos jėga reiškia ir didesnį darbo našumą.
-
Didesnis transportinis greitis (50 km/val. ir daugiau). Važiuoti didesniu kaip 40 km/val. greičiu su traktoriais be priekinio tilto elastingos pakabos yra nesaugu, ypač dėl didesnių vibracijų ir aktyvių svyravimų.
-
Aktyvių svyravimų, ypač tenkančių vairuotojui, slopinimas. Važiuojant didesniais greičiais (transportinių pavarų diapazone), dirbant su intensyvaus žemės dirbimo mašinomis (kur pageidautinas didesnis technologinis greitis), priekinio tilto, kabinos ir pasostės elastingų pakabų kompleksas labai sumažina ne tik vertikaliuosius, bet ir skersinius svyravimus. Kai kurie gamintojai teigia, kad svyravimai sumažėja iki 50 proc.
Priekinio tilto elastingų pakabų konstrukcijų yra ne viena.
Priekinio tilto elastingos pakabos
-
Mechaninės – pusiau elipsinės, lakštinės linginės, pvz., T-150/K, K-701/M – K-745.
-
Hidropneumatinės (pvz., Deutz Fahr, Fendt, John Deere, Massey Ferguson, New Holland).
-
Pneumatinės (Valtra).
-
Blokuojamos (Deutz Fahr, Fendt, New Holland/Case IH, Valtra).
-
Neblokuojamos (John Deere).
-
Priekinio tilto elastinga pakaba sukonstruota taip, kad priekinis varantysis tiltas perduotų didesnę traukos jėgą, ratams kuo mažiau buksuojant.
Priekinio tilto elastingų pakabų konstrukcijos
-
Traukos jėga masyvia sija perduodama traktoriaus masės centrui (John Deere, New Holland). Sija yra papildomas amortizuojantis bei stabilizuojantis sistemos elementas.
-
Priekinis tiltas tik amortizuotas - traukos jėga traktoriaus masės centrui neperduodama (Case IH, Deutz Fahr, Fendt, Massey Ferguson, McCormick, Renault, Steyr, Valtra).
-
Skersiniai svyravimai slopinami Panaro (Panhard) traukle (John Deere, New Holland). Posvyrio kampas gali būti mechaniškai ribojamas dviejų masyvių grandinių (John Deere).
-
Sistemoje yra du (Deutz Fahr, John Deere) arba vienas (Fendt, New Holland) hidrocilindras; du (Fendt, New Holland) arba trys hidrauliniai akumuliatoriai (Deutz Fahr, John Deere).
Pastaruoju metu pradėtos diegti nepriklausomos daugiasvirtės (paprastai komplektuojamos keturios svirtys) elastingos priekinio tilto pakabos. Panašią sistemą (know-how) turi vidutinės galios traktoriai Case IH/McCormick, Massey Ferguson, Renault, Steyr ir didelės galios John Deere. Priekiniai traktoriaus ratai, liemens padėčiai nekintant, gali riedėti skirtingomis atraminėmis plokštumomis. Taip dėl dar geresnio ratų sukibimo padidėja traukos jėga, nors pastaroji traktoriaus masės centrui ir neperduodama (nepriklausomo tipo pakabose nėra ilgų amortizuojančiųjų bei stabilizuojančiųjų sijų, sujungtų su traktoriaus masės centru). Tačiau yra daugiau trinties porų ir tepimo taškų. Aktyvūs svyravimai labai gerai slopinami, ypač kartu panaudojus aktyvią sėdynės ir nepriklausomo tipo galinio tilto pakabą (pvz., John Deere 8000-oji serija). Kad nepriklausomos ratų pakabos suderinamos su ekstremaliomis apkrovomis įrodo mobili karinė technika, pvz., šarvuoti, didelio pravažumo transporteriai BTR.
Traktorių John Deere elastingos priekinio tilto pakabos
Kompanija „John Deere“ viena pirmųjų įdiegė priekinio tilto elastingą pakabą. Ji taip pat viena pirmųjų įdiegė ir nepriklausomo tipo priekinio tilto elastingas pakabas.
Vidutinės galios klasės 6000-osios serijos John Deere traktoriai yra rėminės konstrukcijos. Hidropneumatinę trijų taškų priekinio tilto elastingą priklausomo tipo pakabą TLS II (angl. Triple Link Suspension) jau buvo galima įmontuoti priešpaskutinėje 6000-ojoje serijoje kaip papildomą įrangą. Tokia pat ji išliko ir patobulinus minėtos serijos traktorius (6020).
Dėl dviejų hidrocilindrų, atstojančių amortizatorius, priekinio tilto vertikali eiga yra 100 mm (po 50 mm į viršų ir į apačią horizontalės atžvilgiu). Hidrocilindrai išdėstyti abiejose skersinio posvyrio šarnyro pusėse (2 pav.). Jie gali veikti nepriklausomai vienas nuo kito arba kartu, neleisdami ratams atitrūkti nuo atraminio paviršiaus. Taip padidinama traukos jėga dirbant. Be to, sumažinama priekinių ratų buksavimo tikimybė. Skersinę tilto eigą slopina Panaro (Panhard) trauklė, o riboja dvi (kiekvienoje pusėje po vieną) masyvios grandinės.
Žiūrint iš šono, priekinis varantysis tiltas pritvirtintas beveik traktoriaus masės centre. Tvirtinimo kronšteinas (atrama, jungianti priekinio tilto siją ir rėmą) sujungtas su išcentriniu būdu išlieto atraminio guolio korpusu. Dėl jo priekinis tiltas gali judėti skersine padėtimi. Prie guolio korpuso tvirtinama tuščiavidurė kūgio formos sija, kurios priekinė dalis varžtais tvirtinama prie nedalomo priekinio tilto korpuso. Sijoje įmontuotas priekinio tilto velenas. Kadangi sijos tvirtinimo taške (traktoriaus masės centre) negalima perduoti sukimo momento priekiniam tiltui vienu velenu, įterptas trumpas kardaninis velenas. Kampas tarp priekinio tilto veleno ir kardaninio veleno kinta, priekiniam tiltui judant vertikalia kryptimi aukštyn.
Tvirta ir ilga lieta sija perduoda ne tik traukos jėgą masės centrui (efektyviau panaudojama variklio galia, didesnis pakabos stabilumas, nepriklausomai nuo apkrovos), bet ir apsaugo viduje esantį priekinio tilto veleną.
Smūginėms apkrovoms absorbuoti skirti specialūs sferiniai slopintuvai – hidrauliniai akumuliatoriai. Dalis jų vidinio tūrio užpildyta azotu.
TLS II sistema yra pastoviai įjungta, t.y. jos negalima užblokuoti fiksuotoje padėtyje mechaniniu ar elektrohidrauliniu blokavimo įtaisu. Tai kartais gali būti svarbu dirbant su priekyje ant elektrohidraulinio keltuvo pakabintu agregatu. Tiesa, nepriklausomai nuo gamintojo, dažnai įmontuojamas specialus blokavimo įtaisas – čiaupas.
Nuo 1996 m. gaminami 7000-osios serijos John Deere traktoriai taip pat rėminiai, todėl turi analogiškos kinematikos TLS II priklausomo tipo elastingą priekinio tilto pakabą. Analogiškas ir priekinio tilto pavaros mechanizmas. Pakaba - taip pat pastoviai įjungto tipo su analogiška 100 mm vertikalia eiga (po 50 mm į viršų ir į apačią horizontalės atžvilgiu).
TLS II priekinio tilto posvyrio kampą (iki 9° analogiškai standartiniam tiltui be pakabos) seka ir hidrocilindrus valdantį kontrolės įtaisą apie kampo pokyčius informuoja specialus jutiklis. Pagal gautus duomenis nustatoma optimali hidrocilindrų eiga. Kaip ir 6000-ojoje serijoje, sistemoje įmontuotos trys sferos: azotu užpildyti hidrauliniai akumuliatoriai.
Kompanijos „John Deere“ atstovų teigimu, tokia sistema vertikalių ir kitų apkrovų, tenkančių vairuotojui, dydį sumažina apie 50 proc. Sėdynės judėjimo amplitudė vertikalia kryptimi perpus mažesnė.
Nors sistema yra pastoviai įjungto tipo, traktorius gali dirbti su priekiniu keltuvu. Atsižvelgiant į atraminio paviršiaus nelygumus, pakabos eigą seka elektroninis kontrolės įtaisas, siekiantis, kad priekiniai ratai visada pastoviu dydžiu sukibtų su atraminiu paviršiumi.
Didelės galios 8000-osios serijos traktoriai yra berėmės konstrukcijos, todėl juose galima įrengti sudėtingą nepriklausomą daugiasvirtę, hidropneumatinę elastingą priekinio tilto pakabą ILS (angl. Independent Link Suspension). Daugiasvirtė pakaba sudaryta iš dviejų (kiekvienoje pusėje po vieną) masyvių A formos apatinių svirčių, kurios prie traktoriaus liemens tvirtinamos dviejuose taškuose ir dviem I formos viršutinėmis svirtimis. Pastarosios tvirtinamos prie specialių ąsų viršutinėje liemens dalyje. Prie apatinių svirčių tvirtinami du hidrocilindrai.
Varančiųjų ratų reduktoriai su stebulėmis prie svirčių tvirtinami dviejuose taškuose – viršuje ir simetriškai apačioje. Nepriklausomos pakabos vertikali eiga net 250 mm (po 125 mm į viršų ir į apačią horizontalės atžvilgiu), o jos darbą, priklausomai nuo sąlygų, kontroliuoja elektrohidraulinė valdymo sistema. Kaip ir TLS II sistemoje, ILS sistema automatiškai kompensuoja reljefo aukščio skirtumus. Labai svarbu, kad esant šiai sistemai galima sudvejinti priekinius ratus.
ILS sistema 8000-osios serijos 8120-8420 modeliuose yra kaip papildoma įranga, tuo tarpu modelyje 8520 (didžiausia variklio galia pagal 97/68/EC standartą – 246 kW/335 AG) - standartinė įranga.
Tęsinys kituose numeriuose