Тенденции развития конструкций тракторов

опубликовано в журнале: AgroONE №-7
2 января 2017 г.

368

Статьи Техника Тенденции развития конструкций тракторов

Тракторы являются основой механизации сельского хозяйства. Большинство средств в сельскохозяйственном производстве приходятся на закупку именно тракторов и эта тенденция сохраняется на протяжении не одного десятилетия. На тракторы тратят в два раза больше, чем на зерноуборочные комбайны и в 4-5 раз больше, чем на отдельно взятую посевную, почвообрабатывающую или корнеуборочную технику.

Основным типом тракторов в наиболее распространенном диапазоне мощностей 100-250 л.с. остается колесный трактор традиционной компоновочной схемы, усовершенствование которого ведется с учетом последних достижений науки и техники. За последние годы практически все ведущие фирмы обновили гамму выпускаемых тракторов, расширив диапазон мощностей их двигателей и сместив тем самым пределы использования тракторов с шарнирно-сочлененной схемой в сторону более высоких тяговых классов.

При приобретении зарубежных с.-х. тракторов украинские покупатели, в основном, ориентируются на популярность брендов фирм – производителей тракторов.

В результате самыми востребованными не случайно оказались зарубежные с.-х. тракторы ведущих производителей, таких как «Саse», «John Deere», «New Holland», «JCB», «Claas», «AGCO». Наибольший спрос имеют колесные полноприводные тракторы с двумя ведущими мостами классической компоновки в диапазонах средней (до 250 л.с.) и высокой мощности (250-400 л.с. и больше).

Анализ рынка мобильных энергетических средств указывает, что наиболее востребованные отечественными покупателями модели зарубежных тракторов при наименее низкой цене по технико-экономическим и эксплуатационным показателям превышают аналогичные параметры других моделей фирм-конкурентов в тех же классах мощности, имея лучшие показатели соотношения цена-качество-сервисное обслуживание. Их высокие потребительские качества ориентированы на запросы покупателей. При рациональном оснащении с широким комплексом агрегатов и их правильной эксплуатацией они обеспечивают в хозяйствах не только существенное увеличение производительности и снижение погектарного расхода топлива, но и значительное уменьшение трудоемкости технического обслуживания при эксплуатации, повышение надежности, долговечности и безотказности тракторного парка в целом.

Рассмотрим особенности некоторых тракторов ведущих мировых производителей.

Тракторы «John Deere» серии 8030 и серии 9030 являются колесными сельскохозяйственными полноприводными тракторами с задними колесами большего размера и передними управляемыми колесами. Машины предназначены для компоновки с навесными, полуприцепными и прицепными широкозахватными сельскохозяйственными механизмами для разных с.-х. операций, а также для сборки с прицепами для транспортных работ.

Эти модели имеют безрамную конструкцию и оборудованы рядными шестицилиндровыми турбодизелями с максимальной мощностью двигателя от 220 л.с. (162 кВт) до 325 л.с. (241 кВт).

Тракторы «John Deere» серий 8020, 9030 и 8020Т, 9030Т оборудуются гидромеханическими коробками передач, которые совмещают преимущества гидравлических бесступенчатых и классических механических трансмиссий с оптимальным распределением мощности. Желаемая скорость движения задается оператором без использования муфты сцепления и тормозов, в т.ч. и реверсирование. Кабина трактора оснащена автоматизированной с помощью бортового компьютера низкочастотной системой амортизации с поддержанием горизонтального положения кабины при работе на склонах, а уровень шума в кабине снижен до 72 дБ.

Система автоматизированного управления с бортовым компьютером на тракторах «John Deere» обеспечивает совершенное силовое и позиционное регулирование положения навесных орудий и машин, стабилизирует глубину хода рабочих органов и оптимизирует режимы движения по критерию допустимого буксования, которое в целом способствует повышению производительности и уменьшению удельных затрат энергии (по оценкам до 10-15%). К тому же тракторы оборудуются системой управления Green Star, которая обеспечивает автоматическое ведение тракторного агрегата по полю с перекрытием смежного прохода ±10 см.
Новая модель 9620RX мощностью до 620 л.с. оборудована двигателем 15-литровым Cummins QSX Stage IV, трансмиссией е18 с системой Efficiency Manager, которая максимально увеличивает эффективность машины и плавность переключения передач. Она, за счет автоматического регулирования оборотов двигателя, осуществляет контроль и управление двигателем.

Трактор оснащен системой рулевого управления с шарнирной рамой и опцией Active Command Steering (ACS), которая повышает его маневренность в поле и курсовую стойкость даже при скорости до 40 км/час, а также системой автоматического вождения AutoTrac и телематической системой JDLink.


Фирма «Case» предлагает серию тракторов серии «Puma».

Эти машины, имея максимальную унификацию, представлены несколькими моделями. Они имеют общую конструкцию 6-цилиндрового двигателя с объемом цилиндров 6,7 л, но благодаря разным дополнительным элементам мощность тракторов находится в пределах от 125 до 210 л.с. Двигатели оборудованы электронной системой управления, которая регулирует максимальную мощность в зависимости от тягового сопротивления машины, поддерживая заданную скорость движения.


Немецкая фирма «Deutz-Fahr» производит высококлассные тракторы разных мощностей.

Тракторы обеспечиваются пневматической подвеской кабины, которая дает возможность достичь транспортных скоростей в пределах 50 км/час, передней навесной системой (например, «Agrotron 265» имеет грузоподъемность 5 т с приводом ВОМа 1000 об/мин) и задней (рассчитанная на грузоподъемность 10,5 т и 540/1000 об/мин ВОМа), дополнительный топливный бак, 40 передач вперед и 40 назад, оптимальное распределение веса централизованным постом управления, большую (до 120 л/мин) подачу масла на выносные гидравлические системы и пр.


Финские тракторы компании «Valtra Inc» известны на мировом рынке и поставляются более чем в 100 стран. Выпускаются серии А, С, М, S, Т и N. Каждая из них имеет свой типоразмерный мощностной ряд.

На всех тракторах устанавливают двигатели финского производства. На тракторах серии А используют трех – или четырехцилиндровые двигатели, а в сериях S и Т – шестицилиндровые, которые имеют электронное управление. Тракторы «Valtra» имеют высокие эксплуатационно-технологические показатели для любого потребителя за счет комбинирования ручного и автоматического переключения передач; ручной или автоматической блокировки колес; наличия передней и задней навесных систем высокой грузоподъемности; наличия эргономичной кабины с ручным пультом управления и хорошей обзорностью; возможности реверсирования поста управления; универсальности, позволяющей навешивать фронтальные погрузчики; использование пневматической подвески, что позволяет комфортно двигаться на скорости до 50 км/час даже по дорогам с неровной поверхностью.

Мощные модели «Т 190 Sigma Power» серии Т имеют двигатель мощностью 174, 190 или 210 л.с., который управляется электронным процессором. Так, например, при движении на низкой передаче, когда тяга трактора является достаточной для данного агрегата, используется меньшая мощность двигателя. Однако, когда возникает необходимость передать дополнительную мощность через ВОМ, автоматически осуществляется увеличение мощности двигателя.


Тракторная программа «Fendt» охватывает 7 разных серий из более чем 40 разными моделями в диапазонах мощности от 65 л.с. до 310 л.с.

Независимые тракторные испытания и результаты комиссии «Немецкой сельскохозяйственной Организации» (DLG) уже неоднократно подтверждали продуманность концепции «Vario», особенно в таком важном экономическом показателе, как расход топлива. Тракторы «Vario» имеют высокий КПД от двигателя к осям, что обеспечивает эффективную работу при тяжелых тяговых работах и значительной нагрузке на ВОМе при эффективном расходовании топлива.


На тракторы «ARES 500» фирмы «CLAAS» устанавливают силовой агрегат с максимальной полезной мощностью от 96 л.с. (71 кВт) до 114 л.с. (84 кВт). Этот трактор полностью отвечает потребностям сельского хозяйства. В «ARES 500» применяются современные высокоэффективные и одновременно экономические четырехцилиндровые турбодизели объемом 4,5 литра с электронным управлением впрыскивания топлива.

На «ARES 500» может устанавливаться широкая гамма коробок передач: двухступенчатая гидравлическая TWINSHIFT, что обеспечивает переключение под нагрузкой; четырехступенчатая гидравлическая QUADRASHIFT ІІ, что обеспечивает переключение под нагрузкой или автоматическая четырехступенчатая QUADRACTIV либо REVERS-HIFT – реверсивная коробка передач.

В целом система амортизации трактора включает в себя независимую подвеску колес передней оси, антивибрационную кабину, комфортное кресло и устройство для гашения колебаний на заднем навесном механизме, который гарантирует максимальное удобство и безопасность как в поле, так и на дорогах.


Корпорация «JСВ» предлагает тракторы «Fastrac» серий 2000, 3000, 7000 и 8000 нового поколения. Тракторы серий 2000 и 3000 имеют традиционную для марки «Fastrac» компоновку с одинаковыми колесами и кабиной, размещенной по центру трактора. А в сериях 7000 и 8000 тракторы имеют уже классическую компоновку с передними колесами меньшего размера и смещенной кабиной. Модели комплектуются 24-скоростными коробками передач, что обеспечивает возможность выбора необходимого режима движения в диапазоне до 60 км/час, а на тракторах серии 3000 – и до 80 км/час.

Для обеспечения плавности хода и комфортных условий для водителя на больших скоростях движения тракторы имеют рамную конструкцию с гидропневматической подвеской всех колес.

Анализируя особенности конструкции можно прогнозировать следующие тенденции развития конструкции тракторов перспективного тракторостроения:

  1. Создание и периодическое обновление семейств тракторов разной мощности одного ряда, оснащение их двигателями с улучшенными мощностно-экономическими свойствами.
  2. По мощности двигателей тракторы зарубежных фирм смещены в сторону 250 л.с. и больше.
  3. Создание семейств двигателей одного типоразмера, но разной мощности, изменение регулировки топливной аппаратуры, оборудование их турбонаддувом и промежуточным охлаждением воздуха.
  4. Улучшение топливной экономичности двигателей путем оснащения их электронными регуляторами, повышением давления впрыскивания топлива, установкой дополнительных клапанов механизма газораспределения.
  5. Адаптация двигателей для работы на альтернативных видах топлива (растительное масло, газ) с полной гарантией на ресурс двигателя.
  6. Оснащение тракторов двигателями с полкой постоянной мощности обеспечивает экономию горючего, а также рост производительности агрегатов за счет меньшего манипулирования переключением передач.
  7. Усовершенствование трансмиссии тракторов – использование варио-коробки, как, например, на тракторах «Fendt», что обеспечивает экономный расход топлива, расширяет диапазон рабочих скоростей и обеспечивает более эффективное использование тракторов. Последующее совершенствование коробок типа Powershift (с гидроподжимными муфтами) включением комбинаций гидромуфт с помощью электронного процессора, что обеспечивает возможность иметь до 50 передач переднего и заднего хода.
  8. Дальнейшее расширение применения электронных систем управления трактором.
  9. На тракторах с двигателями увеличенной мощности предусматривается установка передней навесной системы и переднего ВОМа, который дает возможность использовать более эффективно мощность двигателя, компонуя дополнительно машины на передней навесной системе как с активными, так и с пассивными рабочими органами.
  10. Предусматривается конструкцией возможность комплектования тракторов колесами разных размеров и типов шин для эксплуатации в соответствующих условиях при выполнении определенных работ. Расширяется использование агроэкофильных движителей, сдваивания и утраивания колес. Применение на тракторах шин с низким рабочим давлением позволяет использовать их для любых видов работ при низком уплотняющем влиянии на почву, обеспечивая при этом высокую силу тяги, снижение буксования и комфортные условия работы оператора.
  11. Использование пневмо – и гидроподвесок как остова трактора, так и кабины, которые позволяют использование машин на высоких технологических скоростях, при этом обеспечиваются благоприятные условия на рабочем месте оператора.
  12. Повышение маневренности за счет внедрения дополнительных конструкционных решений – излом рамы или дополнительное вращение моста у тракторов традиционной компоновки и двойной излом рамы у тракторов с шарнирно-сочлененной рамой.
  13. Повышение транспортной скорости движения тракторов.

Николай Макаренко,
доцент кафедры «Тракторы и автомобили», Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства им. Петра Василенко