Lekcja 5 Rola mechanizmu napędowego ciągnika oraz jego elementy składowe (1h)
advertisement
Blok III: Pojazdy stosowane w rolnictwie Lekcja 5: Rola mechanizmu napędowego ciągnika oraz jego elementy składowe (1 godz.) 1. 2. 3. 4. Zadania mechanizmu napędowego Sprzęgło główne Skrzynia przekładniowa Tylny most Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zadania mechanizmu napędowego 1. Zadania mechanizmu napędowego Podstawowym zadaniem mechanizmów przenoszących napęd w pojeździe jest przekazanie momentu obrotowego z wału korbowego silnika na pozostałe elementy napędzane. W ciągniku rolniczym podstawowa część mocy silnika jest zużywana do napędu kół i wałka odbioru mocy. Do mechanizmów przenoszących napęd zalicza się sprzęgło główne, skrzynię przekładniową z reduktorem i tylny most. Sprzęgło przenosi napęd na skrzynię przekładniową. Ze skrzyni przekładniowej napęd jest przekazywany na tylny most. W ciągnikach kadłub silnika z obudową skrzyni przekładniowej i tylnym mostem tworzą zwartą całość. 1. Zadania mechanizmu napędowego Mechanizm napędowy ciągnika i jego elementy składowe 1. Zadania mechanizmu napędowego Mechanizm napędowy ciągnika Ursus C330 1. Zadania mechanizmu napędowego Mechanizm napędowy ciągnika Ursus C385 Sprzęgło główne 2. Sprzęgło główne Sprzęgło jest mechanizmem służącym do połączenia ze sobą dwóch wałów w celu płynnego przeniesienia ruchu obrotowego. Stosowanie sprzęgła daje następujące korzyści: • umożliwia łagodne ruszanie pojazdu z miejsca i tym samym stopniowe zwiększanie obciążenia jego zespołów napędowych; • zapewnia łagodną zmianę biegów ciągnika w czasie jazdy; • umożliwia w sposób szybki i zupełny rozłączenie silnika od pozostałych mechanizmów napędowych; • chroni zespoły napędowe przed nadmiernymi obciążeniami od sił spoza pojazdu. W pojazdach stosuje się sprzęgła, które w zależności od zasady działania dzieli się na sprzęgła hydrokinetyczne i cierne. Sprzęgła hydrokinetyczne przenoszą moment obrotowy za pośrednictwem cieczy, a w sprzęgłach ciernych wykorzystuje się do tego siłę tarcia powstającą na tarczy ciernej. Sprzęgła cierne są też nazywane sprzęgłami tarczowymi. W zależności od liczby tarcz sprzęgła cierne mogą być jednotarczowe lub wielotarczowe. 2. Sprzęgło główne Obudowa sprzęgła jednotarczowego jest mocowana do koła zamachowego wału korbowego. Wewnątrz obudowy znajdują się tarcza sprzęgłowa i tarcza dociskowa. Tarcza dociskowa jest połączona z obudową za pośrednictwem sprężyn dociskowych, tarcza zaś sprzęgłowa jest zamocowana suwliwie na wałku sprzęgłowym skrzyni przekładniowej. Sprężyny naciskają na tarczę dociskową, a ta dociska tarczę sprzęgłową do koła zamachowego. Podczas pracy silnika koło zamachowe obraca tarczę sprzęgłową i przez wałek sprzęgłowy przekazuje napęd do skrzyni przekładniowej. Tarcza dociskowa jest połączona układem dźwigniowym z dźwignią wyłączającą, znajdującą się w kabinie ciągnika. Naciśnięcie na dźwignię wyłączającą powoduje odsunięcie tarczy dociskowej od tarczy sprzęgłowej i rozłączenie napędu. 2. Sprzęgło główne 2. Sprzęgło główne W ciągnikach rolniczych występuje sprzęgło dwustopniowe mające dwie niezależnie działające tarcze sprzęgłowe . Tarcza cierna przednia jest osadzona na wale sprzęgłowym napędu skrzyni przekładniowej, a tarcza cierna tylna - na tulei sprzęgłowej napędu wału odbioru mocy (WOM). Wał sprzęgłowy przechodzi luźno w tulei sprzęgłowej. Obie tarcze sprzęgłowe są osadzone przesuwnie na wielowypustach. Naciśnięcie nożnej dźwigni wyłączającej powoduje, przez łożysko oporowe i dźwigienki rozłączające, zwolnienie docisku tarczy dociskowej na tarczę cierną przednią i wyłączenie napędu skrzyni przekładniowej i kół ciągnika (pierwszy stopień sprzęgła). Podczas dalszego naciskania dźwigni wyłączającej sprzęgła śruba regulacyjna, osadzona na tarczy dociskowej przedniej, pokonując opór sprężyny talerzowej, odsuwa tarczę dociskową tylną od tarczy ciernej napędu WOM i następuje rozłączenie jego napędu (drugi stopień sprzęgła). Wał odbioru mocy przestaje się obracać. Zmniejszanie nacisku na dźwignię wyłączającą sprzęgło (cofanie nogi) powoduje włączenie napędu w odwrotnej kolejności. 2. Sprzęgło główne 1 2 3 4 5 - tuleja napędu WOM, wałek skrzyni przekładniowej, łożysko wyciskowe, tarcza napędowa WOM, śruba regulacyjna tarczy dociskowej, 6 - sprężyna I stopnia, 7 - tarcza cierna napędu skrzyni przekładniowej, 8 - tarcza dociskowa pośrednia, 9 - koło zamachowe, 10 - tarcza dociskowa pierwszego stopnia, 11 - tarcza dociskowa drugiego stopnia, 12 - sprężyna talerzowa II stopnia, 13 - dźwignia wyłączająca 2. Sprzęgło główne Sprzęgło hydrokinetyczne, stosowane w ciągnikach o dużej mocy, składa się z trzech podstawowych elementów: pompy, turbiny i obudowy. Wirniki pompy i turbiny są wykonane w postaci czasz wyposażonych w promieniowe łopatki. Wirnik pompy jest osadzony na wale korbowym silnika, a wirnik turbiny na wale sprzęgłowym. Wspólna obudowa jest wypełniona cieczą roboczą. Obracający się wirnik pompy wprawia ciecz wypełniającą kanały międzyłopatkowe w ruch wirowy dookoła osi obrotu wirnika. Siły odśrodkowe działające na cząstki cieczy powodują jej przepływ w kierunku od środka na zewnątrz. Przyspieszenie odśrodkowe cząstek cieczy powoduje zwiększenie ich prędkości obwodowej. Odbywa się to kosztem energii doprowadzonej z zewnątrz do wirnika pompy. Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego: 1 - wał korbowy silnika, 2 - turbina, 3 - obudowa, 4 - pompa, 5 - wał sprzęgłowy, 6 - łopatka, 7 - kierunek krążenia cieczy Skrzynia przekładniowa 3. Skrzynia przekładniowa Wykorzystywanie siły uciągu ciągników jest możliwe dzięki zastosowaniu skrzyni biegów. Mechanizm ten umożliwia zmiany zakresów prędkości jazdy ciągnika i przystosowanie wartości przekazywanego na koła jezdne momentu obrotowego do oporów roboczych współpracującego narzędzia lub maszyny. Skrzynia biegów umożliwia również jazdę ciągnikiem do tyłu. W pojazdach rolniczych najczęściej spotyka się przekładnie zębate, które dzieli się na przekładnie z kołami zębatymi przesuwnymi, przekładnie z kołami stale zazębiającymi i przekładnie z kołami zębatymi o wirujących osiach obrotu, czyli przekładnie planetarne. 3. Skrzynia przekładniowa Zasada konstrukcji trzybiegowej skrzyni przekładniowej 3. Skrzynia przekładniowa Zasada działania skrzyni przekładniowej z kołami zębatymi przesuwnymi 3. Skrzynia przekładniowa W przekładniach z kołami stale zazębionymi koła zębate na wale głównym są osadzone luźno i zazębiają się z kołami na wałku pośrednim, a do przeniesienia momentu obrotowego służą przesuwne sprzęgła zębate. Po odpowiednim przesunięciu sprzęgła zębatego po wielowypustach wału głównego następuje zazębienie z luźno osadzonym kołem zębatym i włączenie wybranego biegu. Ponieważ podczas połączeń zazębień występuje duża różnica w prędkościach obrotowych obracającego się, luźno osadzonego koła zębatego i nieruchomego sprzęgła zębatego, więc dla ich wyrównania stosuje się synchronizator. Skrzynia biegów ciągnika z kołami zębatymi zazębionymi na stałe 3. Skrzynia przekładniowa Przekładnie planetarne umożliwiają zmianę przełożenia podczas pracy ciągnika przy chwilowo zwiększonym oporze roboczym. Nazywane są wzmacniaczami momentu obrotowego Tylny most 4. Tylny most Most napędowy jest zespołem układu napędowego ciągnika, w którym dostarczona moc jest rozdzielana i doprowadzana do kół jezdnych. W moście napędowym następuje dalsze zwiększenie momentu obrotowego. W ciągnikach rolniczych z napędem na dwie osie występuje most przedni i tylny. Głównymi mechanizmami tylnego mostu są: przekładnia główna, mechanizm różnicowy, blokada mechanizmu różnicowego, przekładnie boczne (zwolnice). 4. Tylny most Mechanizm różnicowy Koła przekładni głównej 4. Tylny most 4. Tylny most Przekładnia główna zmienia przełożenie układu napędowego i przenosi napęd na dwie półosie ciągnika. Przekładnię główną tworzą dwa koła zębate: koło stożkowe, osadzone na wale głównym skrzyni, i talerzowe, połączone z obudową mechanizmu różnicowego. Mechanizm różnicowy łączy dwie półosie kół napędowych. Jest potrzebny do zróżnicowania prędkości obrotowej lewego i prawego koła podczas wykonywania skrętu ciągnikiem lub jazdy po nierównym podłożu. Konieczność zróżnicowania prędkości wynika z różnic w długości drogi, jaką pokonują koła podczas jazdy w tych warunkach. W przeciwnym razie wykonanie skrętu ciągnikiem jest utrudnione, a nawet może spowodować uszkodzenie mostu. 4. Tylny most Jazda po łuku 4. Tylny most 4. Tylny most Przekładnie boczne są przekładniami zwalniającymi, przekazującymi napęd z półosi na koła ciągnika. Prosta zwolnica składa się z małego koła zębatego, osadzonego na półosi tylnego mostu oraz dużego koła - na osi koła napędowego. W niektórych ciągnikach są stosowane zwolnice planetarne. Półoś jest zakończona kołem słonecznym, z którymi współpracują trzy koła, zwane satelitami. Satelity obiegają wokół zębatego koła pierścieniowego i są osadzone we wspólnej obudowie - koszu satelitów, z centralnym wyjściem w postaci osi koła. 4. Tylny most Zwolnica planetarna