Трактор Б-10 с упругой муфтой

Перед коллективом разработчиков стояла цель: создать современный, недорогой, надежный, простой в производстве и эксплуатации трактор, способный вытеснить с рынка более дорогие машины класса 10 и ниже отечественного и зарубежного производства. При этом новый трактор должен был иметь высокую степень унификации с выпускаемыми моделями и обеспечить снижение стоимости серийного производства по сравнению С тракторами ЧТЗ класса 10 с механической и гидромеханической трансмиссиями. Несмотря на относительно низкую цену, новый трактор должен был отличаться высоким техническим уровнем и улучшенными условиями труда оператора.
Поставленная цель была достигнута применением на тракторе планетарной коробки передач, связанной с двигателем через упругую муфту (рис. 1). Кинематическая схема моторно-трансмиссионной установки нового трактора представлена на рис. 2. Она включает в себя:
— серийный двигатель Д-180М или Д-180М1 (коэффициент запаса по моменту не менее 1,25);
— упругую муфту, выполненную в виде простого автономного необслуживаемого узла;
— серийный карданный вал трактора Т-10М.0000;
— серийную планетарную КПП трактора Т-10М.0000 с передаточным числом цилиндрической пары 1,25;
— серийные агрегаты заднего моста (главная передача, бортовые фрикционы) и бортовые редукторы.
В отличие от базового трактора Т-10М с механической трансмиссией, замена в новой машине прежней коробки передач на планетарную от трактора Т-10М.0000 (с ГМТ) позволяет отказаться от муфты сцепления и достаточно сложного механизма ее управления. Роль муфты сцепления, как и на тракторе Т-10М.0000, играют два фрикциона реверса коробки передач (I и II планетарных рядов). Гидравлическое управление коробкой передач позволяет проводить быстрое и легкое переключение передач (в отличие от механической КПП) и реверсирование хода агрегата. Для снижения динамических усилий в трансмиссии применена упругая муфта на базе торсионного вала, монтируемая на кожух маховика двигателя. Муфта конструктивно проста, она не имеет механизмов управления и практически не обслуживается. Двигатель и упругая муфта соединяются с коробкой передач через серийный карданный вал, что позволяет исключить сложную и трудоемкую операцию центровки силового агрегата. Это дает возможность установить двигатель на амортизаторы (как и на тракторе Т-10М.0000).
Гидравлическая система управления питания и смазки трансмиссии, а также ноет управления новой машины полностью унифицированы с трактором Т-10М.0000. Благодаря этому С трактором Т-10М.0000 унифицирована и кабина (типа «диван»), улучшающая условия труда оператора.
В отличие от серийного трактора Т-10М с ГМТ новая машина имеет современную механическую трансмиссию. По сравнению с ГМТ она имеет более высокий КПД, обеспечивает прирост производительности агрегата при бульдозировании и снижение расхода топлива. При этом из трансмиссии исключается (путем замены на упругую муфту) дорогой и сложный в изготовлении гидротрансформатор ITP-480. Для более плавного тро-ганья трактора с места и переключения передач (снижения темпа нарастания давления в бустерах КПП) в серийном блоке клапанов гидросистемы управления применено дросселирующее отверстие меньшего сечения.
Новая трансмиссия по сравнению с гидромеханической — «холодная», поэтому ее применение позволяет использовать трактор в условиях жаркого климата. В связи с этим также появляется возможность отказаться от дорогого радиатора ГМТ и применить стальной радиатор. Кроме того, у трактора с упругой муфтой вместо маховика двигателя, устанавливаемого на трактор Т-10М с ГМТ, используется маховик трактора Т-10М с механической трансмиссией.

Рис. 1. Упругая муфта в сборе (слева); установка упругой муфты на двигатель Д-180М (справа)

Преимущества трактора с упругой муфтой

Преимущества нового трактора заключаются в повышении технического уровня и надежности, улучшении условий труда оператора, простоте конструкции и обслуживания, высокой унификации и снижении стоимости серийного производства. Кроме этого, результаты эксплуатационных испытаний машин выявили еще целый ряд достоинств таких тракторов.

 

Рис. 2. Кинематическая схема МТУ трактора

1. Увеличение производительности и снижение расхода топлива бульдозерного агрегата. Эффективность применения ГМТ на тракторах класса 10 и ниже нивелируется по сравнению с тракторами С механической трансмиссией, на которых устанавливаются двигатели с запасом крутящего момента не менее 1,25. Это, прежде всего, связано с более высоким КПД механической трансмиссии и ав-гоматизмом моторно-трансмиссионной установки за счет запаса двигателя по моменту. условный тяговый КПД трактора с упругой муфтой выше на 25,8 %, чем у серийного трактора с ГМТ. Установка более современной планетарной КПП на тракторах с механической трансмиссией позволяет достигнуть еще большей эффективности агрегата за счет быстрого реверсирования и снижения утомляемости оператора.
По сравнению с моделью Б10М.ООООЕР (с ГМТ) прирост производительности трактора с упругой муфтой (Б10М.0800-1Е) при траншейной технологии бульдозирования с отсыпкой грунта в кавальер по результатам испытаний составил для различных вариантов передаточных чисел трансмиссии от 3,2 % до 17,2 %.
По абсолютному часовому расходу топлива агрегат с упругой муфтой на 9.5-17,1 % экономичнее, чем агрегат Б10М с ГМТ (загрузка двигателя по топливу но результатам испытаний составляет около 73 % против 86 % у агрегата с ГМТ). Снижение расхода топлива на кубометр разработанного грунта достигает 25 %.
2. Улучшение условий труда оператора. У трактора с упругой муфтой легкое управление трансмиссией. Это обеспечивается тем, что исключена «тяжелая» педаль муфты сцепления, и нет необходимости при каждом реверсе последовательно манипулировать двумя рычагами КПП (передачи и реверса) с отжимом педали муфты сцепления. Это существенно снижает утомляемость оператора при работе.
Применение кабины типа «диван» позволило снизить усилия и уровень вибрации на рычагах управления КПП и механизмами поворота. Отсутствие двух колонок управления серийной коробки передач трактора с механической трансмиссией позволяет привести в норму систему доступа на рабочее место. Исключение необходимости центровки силового агрегата и коробки передач и соединение их с помощью карданного вала дает возможность установить двигатель на амортизаторы и тем самым снизить вибрацию на рабочем месте оператора.
3. Простота конструкции и обслуживания, повышение надежности. Исключение муфты сцепления но сравнению с трактором Т-10М с механической трансмиссией позволяет:
— сократить операции по ее техническому обслуживанию (свободный ход штока сервомеханизма, установка лапок и зазора между фланцем и отжимной муфтой, регулировка давления в сервомеханизме), а также ИСКЛЮЧИТЬ точки смазки муфты и соответствующие детали;
— исключить габаритные но размерам и сложные по конфигурации корпусные детали муфты сцепления, ее сервомеханизм, блокировочный механизм, тяги и педаль управления;
— избавиться от отказов муфты сцепления (износ ползуна муфты выключения, разбивание отверстия в кожухах под стакан выжимного рычага, течи по сервомеханизму и др.).
Исключение ГТР-480 по сравнению С трактором Т-10М с ГМТ позволяет:
— сократить трубопроводы, клапан выхода ГТР, контрольные датчики давления и температуры ГМТ; исключить маховик двигателя, устанавливаемый на трактор Т-10М с ГМТ, заменив его на маховик трактора с механической трансмиссией;
— избавиться от отказов но ГТР и ГМТ (повышенные утечки по тору и переполнение корпуса ГТР, перегрев ГМТ и др.).
Простота трансмиссии новой машины, снижение ее габаритов и массы позволяет облегчить доступность к узлам трактора и улучшить его компоновочные возможности. Упругая муфта практически но требует обслуживания, за исключением контроля уровня масла (при ТО-2) и необходимости его замены, а также промывки сапуна (при ТО-3).
Отсутствие повышенного нагрева трансмиссии позволяет увеличить ее надежность, снизить внутренние утечки в КПП и гидравлической системе, дает возможность использовать новую машину в отличие от трактора Т-10М с ГМТ в более жарких климатических условиях;
Надежность трактора с упругой муфтой и его преимущества подтверждены лабораторно-полигонными, тензометрическими и эксплуатационными испытаниями. По результатам Эксплуатационных испытаний в объеме 3000 м.ч. и технической экспертизы трактора, проведенной после испытаний, отмечена высокая надежность узла и трактора в целом, позволившая обеспечить стабильную среднемесячную наработку 375 моточасов. После экспертизы трактор продолжил испытания до исчерпания ресурса и по состоянию на апрель 2010 г. уже отработал 8500 м.ч. Второй трактор с отехнологиченной муфтой с июля 2009 г. отработал без замечаний более 3000 м.ч.