Принцип работы гидросистемы трактора

Назначение гидравлики и её самостоятельное изготовление

Современные тракторы используют для выполнения самого широкого спектра задач. Тягачи и другую спецтехнику применяют для обработки грунтов, рыхления почвы, посевных работ, выкапывания/закапывания траншей и ям, укладки дорог, покоса травы, сбора урожаев, транспортировки грузов, для повседневных нужд животноводческих ферм и промышленных предприятий.

Подобная универсальность и функциональность возможны, благодаря использованию различных навесных орудий и приспособлений. Справляться с которыми, обеспечивая нужную мощность и стабильную работу, трактору позволяет наличие хорошо продуманной гидравлической системы.

Как и другие системы, гидравлика на трактор устанавливается ещё на заводе-изготовителе. Однако базовая комплектация не всегда обеспечивает качественное выполнение всего фронта работ. В этом случае, имеющуюся гидравлическую систему можно усовершенствовать или заменить самодельной.

Устройство и принцип работы гидравлики на тракторе

Гидравлическая система современного трактора – это комплекс механизмов, которые трансформируют энергию тракторного двигателя и передают её исполнительным звеньям. Такая передача позволяет оператору управлять навесными и прицепными орудиями, выполнять автосцепку, корректировать работу оборудования (менять глубину колеи, подъем остова и прочее).

Главной рабочей жидкостью, которая и обеспечивает преобразование энергии в системе, является масло для гидравлики трактора.

Стандартная гидросистема для трактора включает несколько обязательных элементов:

• Гидравлический насос с механизмом включения и приводом. Узел отвечает за создание в системе нужного давления масляного потока, нужное для управления навеской.
• Масляный бак.
• Фильтр для защиты от загрязнений и преждевременного износа гидравлики.
• Трубопроводы, обеспечивающие перемещение жидкости внутри гидросистемы.
• Гидрораспределитель направляет масло к конечному потребителю (гидромотору прицепной машины, силовому цилиндру). Кроме того, при необходимости механизм переключает всю систему в режим холостого хода, а при перегрузках ограничивает давление масляной жидкости в системе.
• Гидроцилиндр, в который поступает масло из распределителя. Этот элемент отвечает за подъем/опускание навесного оборудования.
• Подсоединенный к колесам гидродвигатель.
• Охладители, отводы, шланги, запорные муфты и клапаны.

Комплекс механизмов довольно сложен. Поэтому прежде, чем приступить к самостоятельной разработке тракторной гидравлической системы, следует внимательно изучить и проработать схему.

Как сделать гидравлику самостоятельно?

Часто самодельная гидравлика для трактора не уступает по мощности и надежности сошедшим с конвейера системам.

Однако её разработка и сборка требуют большого труда, терпения и временных затрат. Важно также в мельчайших подробностях знать, как работает гидравлика на тракторе. Но подобное трудоёмкое усовершенствование собственного трактора имеет и ряд преимуществ:

• существенное увеличение прочности конструкции;
• возможность со старта настроить технику и все рабочие процессы под свои потребности;
• более рациональное распределение крепежей;
• возможность увеличить число используемого навесного оборудования, прицепных орудий для обработки почвы.

В зависимости от потребностей и финансовых возможностей собрать гидравлику можно как «с нуля», так и из имеющихся отдельных узлов. Такое решение позволит сэкономить и время, и деньги.

Гидравлика для трактора: принцип работы, самостоятельное изготовление

Наличие в хозяйстве трактора значительно облегчает жизнь его владельцу. С его помощью можно выполнять множество функций в саду, во дворе или на огороде. Но иногда гидравлическая система не предусмотрена конструкцией агрегата, а без набора навесного оборудования (например, окучник для трактора, плуг, бороны, косилка и т. д.) спектр выполняемых работ значительно сужается. Для упрощения управления и для максимального использования возможностей данной техники, необходимо установить самодельную гидравлику для трактора.

Данное техническое решение не потребует особых затрат труда и времени, но будет иметь ряд преимуществ:

• тракторная гидравлика облегчает рулевое управление и делает трактор более маневренным;
• расширяется функциональность трактора;
• возможность усовершенствовать тормозную систему посредством гидравлики;
• индивидуальный подход к изготовлению и надежность всей конструкции.

Прежде чем рассказать о процессе изготовления и установки гидросистемы, следует объяснить принцип работы гидравлики на тракторе.

Как работает гидравлика?

Устройство и принцип работы гидравлики на всех тракторах примерно одинаковый. Основу гидросистемы составляет гидравлический насос и распределитель. Насос нагнетает в системе необходимое для работы давление. Включается только при малых оборотах двигателя. Приводом служит промежуточная шестерня вала отбора мощности. Давление при подаче масла создается за счет вращения шестерней и разницы в диаметрах нагнетательного и всасывающего отверстия.

Распределитель выполняет функцию направления энергии к нужному источнику (например, ГСВ или навесное оборудование), переключения на холостой ход и ограничителя давления. Обычно имеет 4 рабочих режима – нейтральный, подъем, опускание и плавающий. Для защиты от перегрузок на распределитель установлен специальный клапан.

С помощью гидравлики осуществляется управление такими механизмами, как силовые гидравлические цилиндры, гидроувеличители сцепного веса (ГСВ), переднее и заднее навесное оборудование.

Как сделать гидравлику на самодельный трактор?

Для изготовление гидросистемы понадобятся:

• масляный насос с достаточными техническими характеристиками (средний объем и показатели давления);
• гидродвигатели;
• рама;
• распределитель (подойдет любой, например, от трактора «Беларус» или МТЗ);
• золотник для отвода масла;
• втулка качания для оси спереди.

Насос будет работать от основного мотора. Рама для крепления гидродвигаетелей варится из квадратного металлопрофиля. Сами гидродвигатели крепятся на раме как можно ближе к ведущей оси. Благодаря втулке для качания оси можно не подключать дифференциалы и карданный вал.

Предлагаем Вам также ознакомиться с видео, на котором показано работу и регулировку гидросистемы на самодельном мини-тракторе:

Масло для гидравлики трактора

Масло для гидравлической системы трактора очень важно, поскольку оно препятствует образованию коррозии на важных деталях, обеспечивает надежную и бесперебойную работу механизма в условиях повышенной пыли и влаги.

Основные причины поломки гидравлической системы связаны именно с ним – его несвоевременная замена и низкое качество приводят к быстрому износу деталей и выходу из строя всей гидравлической системы, заклиниванию механизмов.

Время от времени стоит обращать внимание на визуальное состояние жидкости – из-за механических повреждений узлов может начать пениться масло в гидравлике трактора. В подобной ситуации следует немедленно провести технический осмотр всей гидросистемы трактора и заменить смазку на новую.

Для оптимального подбора гидравлического масла для Вашего трактора следует учитывать такие факторы и нюансы:

• в первую очередь прочтите инструкцию по эксплуатации, убедитесь в технических характеристиках Вашего агрегата;
• если инструкция утеряна и Вы не можете свериться с ней – попробуйте подобрать смазку самостоятельно, учитывая условия пользования и проконсультировавшись со специалистом;
• для сложных или экстремальных условий эксплуатации подбирайте масло с дополнительными очистительными добавками;
• уровень вязкости также должен быть подобран в соответствии с условиями эксплуатации. Чем больше температура окружающей среды и мощность трактора – тем больше должен быть показатель уровня вязкости. Средние значение вязкости обычно равно 46 и 32.

Кроме уровня вязкости по международной классификации ISO по эксплуатационным свойствам масла делятся на такие категории:

• НН – нефтяное масло без дополнительных добавок и присадок. Рассчитано на технику с поршневыми и шестеренчатыми насосами, максимальное давление – 15 мПа, температура – не больше 80°С;
• HL – имеют в своем составе специальные добавки против окисления и коррозии металлических частей гидросистемы. Подойдут для средних по мощности агрегатов, максимальная температура – 25 мПа, температура – 80°С;
• HM – для более мощных и производительных агрегатов. Отличается высоким уровнем очистки и наличием добавок, продлевающих срок службы. Максимальное давление – 25 мПа, температура − 80°С.

Наиболее популярные в наших широтах марки масел для гидравлической системы тракторов – МГЕ-46В и МГ-8А. МГЕ-46В подходит для температур от −10 до +80°С, сохраняет свои свойства при давлении до 42 мПа. МГ-8А в своем составе содержит антикоррозийные и другие присадки, значительно продлевает срок службы деталей.

Замена масла в гидросистеме трактора

Замену масла в гидравлической системе трактора следует производить раз в сезон. Ориентиром также могут послужить выработанные моточасы – замену производят после каждых 2000 моточасов. При сложных условиях эксплуатации, возможно, придется менять масло чаще.

Заменяют масло по такому алгоритму:

1. После включения насоса заводят мотор.
2. Масло в гидросистеме нагревают примерно до 30°С.
3. Выключаем зажигание и сливаем отработанное масло.
4. Фильтр снимают и промывают в дизельном топливе.
5. Устанавливаем фильтр в прежнее положение и закрываем сливное отверстие.
6. Заливаем масло до необходимого уровня.
7. Прокачиваем гидравлическую систему трактора путем манипуляций с навесным оборудованием (опускаем и поднимаем его).
8. Проверяем уровень масла еще раз, при необходимости доливаем.

Устройство и работа гидравлической системы трактора МТЗ

Трактора МТЗ оснащаются раздельно-агрегатной гидравлической системой, которая необходима для обеспечения работы трактора с навесными и полунавесными агрегатами, а также с прицепными машинами, оборудованными гидравлическими механизмами.

Основу гидросистемы составляют следующие компоненты:

Гидравлический насос – создает в гидравлической системе давление потока масла, которое необходимо для управления гидравлическими органами управления прицепных и навесных сельхозмашин.

Он крепится к корпусу гидроагрегатов на шпильках и центрируется посредством специального стакана. Привод осуществляется с помощью промежуточной шестерни ВОМ. Включается насос только на малых оборотах двигателя.

Масло поступает в насос благодаря разрежению, которое создается в зоне всасывания вследствие вращения шестерен, после чего между зубьями и корпусом выбрасывается в нагнетательное отверстие. За счет разницы диаметров нагнетательного и всасывающего отверстий создается необходимое давление.

Распределитель – этот механизм выполняет несколько важнейших функций в работе гидросистемы:

• Направляет масло от гидронасоса к подключенному потребителю (силовой циллиндр, гидромотор прицепной машины).
• Переключает систему в режим холостого хода путем перенаправления масла в бак.
• При перегрузках в гидравлической системе ограничивает давление.

Трактора МТЗ преимущественно использовались с распределителями Р75-33. Управление им идет из кабины оператора.

Работа распределителя предусмотрена в четырех основных положениях:

• «Нейтральное». В этом режиме работы золотники удерживаются пружинами, препятствуя прохождению масла в основной цилиндр, поэтому его поршень фиксируется. Разгрузка гидросистемы при работающем насосе осуществляется за счет перепускного клапана, который срабатывает от нарастающего давления.
• «Подъем». После открытия предохранительного клапана под давлением отжимается пружина золотника и он открывает доступ рабочей жидкости в нижнюю полость гидроцилиндра. Механизм начинает подниматься.
• «Опускание». Управляющий клапан перекрывается золотником и давление в распределителе выравнивается. Опускается перепускной клапан и масло перестает заходить в цилиндр.
• «Плавающее». Это принудительный способ опускания механизмов, который используют в особых случаях. Позволяет заглубить сельхозмашину с силой, которая превосходит собственный вес орудия.

При долгой работе гидравлической системы возможны различные перегрузки. Для того, чтобы уберечь элементы системы от перепадов давления в состав распределителя внедрен предохранительный клапан, который срабатывает при превышении давления в 135 кгс/см2. Этот показатель устанавливается заводом-изготовителем, после чего клапан пломбируется.

В случае, когда трактор оснащен системой силового (позиционного) регулирования, используются распределители с литерой «Р» в обозначении. Например, Р75-33Р. Устанавливать его в систему без регулятора допустимо только в крайних случаях. При этом необходимо предусмотреть соединение управляющего канала распределителя с масляным баком. Перекрывать управляющий канал нельзя, так как в этом случае возрастет давление на предохранительный клапан, и система будет перегреваться от постоянных нагрузок.

Распределитель включается в систему просто. На схеме обозначены позиции:

1. Подвод масла от шестеренчатого насоса.
2. Подключение к потребителям для положения «Подъем».
3. Подключение к потребителям для положения «Опускание».
4. Отверстие для слива масла.
5. Канал регулятора (догружателя).

В настоящее время помимо гидрораспределителей серии Р75 в различных тракторах МТЗ используются следующие модели:

Гидравлическая навесная система

Гидравлическая навесная система служит для соединения навесных машин и орудий с трактором, а также перевода их в рабочее и транспортное положение. Она состоит из навесного устройства и гидравлического привода (системы).

Трактор, гидравлическая навесная система и машина образуют навесной агрегат. Навесные агрегаты обладают существенными преимуществами перед прицепными:

• хорошая маневренность
• более высокая производительность
• меньший расход топлива на единицу выполненной работы
• относительно малая металлоемкость навесных машин
• на некоторых видах работ не нужен вспомогательный обслуживающий персонал

В состав гидравлической навесной системы входят:

• масляный насос
• распределитель
• гидроцилиндры
• бак для масла
• запорные и разрывные устройства и маслопроводы
• механизм навески
• в тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82 — дополнительно гидроувеличитель сцепного веса (ГСВ) и регулятор глубины обработки почвы

На рисунке изображена схема действия гидравлической навесной системы (ГСВ и регулятор глубины обработки почвы условно к гидросистеме не подключены). Масляный насос 1 (рисунок а) из бака 2 нагнетает масло в распределитель 3. Золотник 4 распределителя с помощью рукоятки 5 можно устанавливать в четыре положения: подъем (П), нейтральное (Н), опускание (О) и плавающее (Пл). Когда золотник занимает положение П (показано на рисунке б), масло из распределителя нагнетается по маслопроводу в полость Б гидроцилиндра 6 и перемещает в нем поршень в сторону полости А. При этом шток поршня через механизм навески 8 поднимает орудие 9. В то же время из полости А масло вытесняется поршнем и отводится через распределитель в бак. Условно путь масла в распределителе показан на рисунке б.

Рисунок. Схема гидравлической навесной системы тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82 (а) и пути масла в гидросистеме (б): 1 — насос; 2 — масляный бак; 3 — распределитель; 4 — золотник распределителя; 5 — рукоятка золотника; 6 — гидроцилиндр (основной); 7 — маслопроводы; 8 — механизм навески; 9 — навесное орудие; 10 — опорное колесо орудия.

Когда рукоятка поставлена в положение Н, золотник запирает отверстия, ведущие в маслопроводы основного гидроцилиндра, поэтому поршень в нем неподвижен и орудие остается в установленном положении, а масляный насос, работая вхолостую, перекачивает масло через распределитель в бак. При установке рукоятки в положение принудительного опускания насос подает масло в полость А гидроцилиндра, орудие опускается поршнем, а масло вытесняется им из полости Б в бак. Если рукоятку установить в плавающее положение, золотник расположится так, что масло будет перетекать через распределитель из одной полости гидроцилиндра в другую. Это позволит орудию подниматься и опускаться, копируя опорным колесом поверхность почвы. Насос будет работать вхолостую, как при нейтральном положении.

Рассмотрим устройство и действие отдельных узлов гидравлической системы на примере гидросистемы трактора МТЗ-80 и его модификаций. В гидравлическую систему входят шестеренный насос НШ-32-2 (НШ — насос шестеренный, цифры — теоретическая подача жидкости в см на один оборот вала привода насоса), основной Ц-100 и два выносных Ц-75 цилиндра (Ц — цилиндр, цифры — внутренний диаметр корпуса в миллиметрах), распределитель Р75-33-Р, силовой (позиционный) регулятор, гидравлический увеличитель сцепного веса (ГСВ), гидроаккумулятор, корпус гидроагрегатов с фильтром и шланги высокого давления с запорным устройством.

Рисунок. Схема гидросистемы трактора: 1 — насос; 2 — всасывающий патрубок; 3 — нагнетательный маслопровод; 4 — бак; 5 — промежуточный маслопровод; 6 — распределитель; 7 — фильтр; 8 — предохранительный клапан фильтра; 9 — сливной маслопровод; 10 — гидроувеличитель (ГСВ); 11 — маслопровод основного цилиндра (правый); 12, 35 — боковые выводы; 13 — силовой регулятор; 14 — запорное устройство; 15 — кронштейн; 16 — рукав высокого давления; 17 — главный цилиндр; 18 — замедлительный клапан; 19 — рычаг поворотного вала; 20 — короткий рычаг; 21 — кронштейн навески; 22 — болт; 23 — пружина; 24 — пластинчатая пружина; 25 — пружинный аккумулятор; 26 — тяга силового регулирования; 27 — тяга позиционного регулирования; 28 — муфта; 29 — рычаг позиционного регулирования; 30 — гайка; 31 — рычаг силового регулирования канала управления; 32 — переключатель; 33 — маслопровод; 34 — задний вывод

Насос 1 через всасывающий патрубок 2 забирает масло из бака и под давлением более 10 МПа подает по маслопроводу к распределителю 6 и силовому регулятору 13. Распределитель регулирует направление потока масла. Он направляет масло либо в бак по сливному маслопроводу, пропуская его через фильтр, либо по промежуточному маслопроводу в ГСВ. Далее по маслопроводу масло поступает в силовой регулятор и по рукаву высокого давления в гидроцилиндр или через боковые выводы непосредственно к гидроприводу сельскохозяйственных машин.

Неподвижно закрепленные на тракторе устройства гидросистемы соединяют стальными бесшовными трубопроводами, рассчитанными на давление до 32 МПа, а к гидроцилиндрам жидкость подводится по гибким шлангам. Маслопроводы соединяют с помощью специальных муфт, снабженных самозапирающимися устройствами шарового типа.

Регулятор глубины обработки почвы работает следующим образом.

Верхняя центральная тяга навесного устройства соединена с корпусом заднего моста трактора не жестко, как обычно, а болтом через пластинчатую пружину. При заглублении машины, например плуга, сверх нормы увеличивается давление на пружину, в результате чего ее длина уменьшается, а поводок через тягу и рычаг силового регулирования перемещает золотник силового регулятора вверх, в результате чего масло направляется в гидроцилиндр и плуг выглубляется.

Как только глубина обработки почвы достигнет заданной величины, уменьшится воздействие на пружину, она удлинится, возвратит золотник регулятора в исходное положение и подача масла в цилиндр прекратится. Включение (и выключение) регулятора в систему осуществляется рычагом переключателя.

Если навешенные на трактор машина или орудие удерживаются во время работы в заданном положении (позиции) относительно остова трактора независимо от тягового сопротивления, например при посеве на поле с ровным рельефом, то золотник регулятора соединяется через тягу с поворотным рычагом, посредством которого шток гидроцилиндра соединен с навесным устройством. При перемещении рычага сигнал через тягу передается на золотник силового регулятора, который для подъема или опускания рабочей машины направляет масло в гидроцилиндр.

Догружатель ведущих колес бывает двух типов:

• механический, когда сцепной вес увеличивают за счет веса агрегатируемой машины, перенося переднюю точку присоединения центральной тяги (чем ниже точки присоединения тяги, тем больше сцепной вес)
• гидравлический (ГСВ)

Гидравлический догружатель или увеличитель сцепного веса расположен на стенке корпуса гидроагрегатов справа от распределителя. Работает он следующим образом. При недостаточном сцепном весе тракторного агрегата (ведущие колеса начинают пробуксовывать) с помощью ГСВ в гидроцилиндр под небольшим давлением (0,8…0,35 МПа) подается масло. При этом навесное устройство стремится поднять навешенную машину в транспортное положение, но давления, создающего подъемную силу 300…500 Н, для этого недостаточно. Тем не менее усилие передается через навесное устройство на корпус трактора, прижимая его задние колеса к почве и уменьшая их буксование.