Гидравлика на тракторе: особенности работы

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.

Гидравлика на трактор

Один из самых важных конструктивных узлов современного трактора – это гидравлическая система. Именно от ее наличия напрямую зависят возможности сельхозмашины. Тем не менее далеко не каждый агрегат комплектуется этим важным механизмом. В таком случае спецтехнику можно доработать, собрав и установив на него гидравлику своими руками.

Как работает гидравлика?

Гидравлическая система – это сложный комплекс встроенных механизмов, предназначенных для получения и трансформации энергии ДВС с ее дальнейшей передачей на рабочие органы спецтехники. Гидросистема дает оператору трактора возможность управлять прицепными и навесными сельхозорудиями, а также регулировать их работу: изменять подъем каркаса, корректировать подходящую глубину колеи.

Принцип работы гидравлики на тракторе основывается на непрерывной циркуляции жидкости – именно она отвечает за преобразование создаваемой мотором энергии в силу, необходимую для стабильной работы установленного оборудования. Как в старых, так и в современных тракторах роль этой жидкости играет гидравлическое масло.

Конструктивно гидравлика на тракторе состоит из таких узлов:

• масляный резервуар;
• фильтр, защищающий систему от попадания в нее посторонних компонентов. Таким образом, фильтрующий элемент предотвращает ускоренный износ всей системы;
• система труб, по которым под давлением непрерывно циркулирует масло;
• помпа, оборудованная приводом и встроенным механизмом включения. В сборе этот узел призван создавать в гидравлике трактора давление, которое необходимо для движения масла и работы навесного оборудования;
• распределитель – функция этого узла заключается в направлении рабочей жидкости к встроенному конечному механизму, роль которого играет силовой цилиндр или гидравлический двигатель используемого прицепного орудия. Распределитель постоянно контролирует работу всей гидравлики и при необходимости переключает ее в режим работы на холостом ходу. В случае появления повышенной нагрузки на систему, распределитель снижает давление внутри нее, тем самым не давая системе перегреваться;
• цилиндр – это конечный узел, который принимает масло от распределителя. Именно цилиндр отвечает за опускание и подъем используемого навесного орудия;
• двигатель – подсоединяется к колесам.

Кроме того, в устройство гидравлики входят клапана, запорные муфты, отводы и охладители.

Масло для гидравлики трактора

Для стабильного функционирования гидравлическая система трактора нуждается в качественной рабочей жидкости. Масла для заправки гидравлики могут быть трех типов: мало-, средневязкими и вязкими. К первой группе относятся жидкости марок МГЕ-4А и МГЕ-10А. Масло МГЕ-4А выделяется легкой фракцией, прошедшей многоуровневую очистку. В составе этого масла содержатся присадки, ускоряющие его загустение, а также ингибиторы, защищающие детали гидросистемы от окисления и образования ржавчины. Кроме того, масло МГЕ-4А обладает хорошей стойкостью к низким температурам.

Масло МГЕ-10А содержит почти те же присадки, что и жидкость марки МГА-4А. Кроме того, в ее составе содержатся низкозастывающие, противоизносные и деароматизирующие компоненты. Масло марки МГА-10А пригодно для эксплуатации в температурном диапазоне от -60 до +70 ⁰C.

В категорию средневязких жидкостей для гидравлики тракторов входит масло марки АУП. Оно производится путем смешивания веретенного масла и присадок, которые предотвращают окисление и коррозию. Масла типа АУП подходят для работы гидросистем на спецтехнике, используемой в температурном диапазоне от -35 до +75 ⁰C.

Несмотря на все преимущества этих жидкостей, наиболее популярным для использования в гидравлике тракторов считаются масла типов МГЕ-46В и МГ-8А. Они относятся к группе вязких масел с уровнем вязкости до 150. Жидкость первого типа обладает стабильными рабочими свойствами, которые не меняются даже во время эксплуатации техники при экстремальных температурах. Эта жидкость легко выдерживает давление в пределах 35 МПа с периодическими скачками до 42 МПа.

Вторая жидкость – марки МГ-8А. В его составе содержатся многокомпонентные и депрессорные присадки. Благодаря им масло в гидравлике трактора пенится только при достижении постоянного давления более 43 МПа.

Как сделать гидравлику на самодельный трактор?

Несмотря на сложность устройства, гидравлика для трактора может быть изготовлена самостоятельно. Для этого оператору потребуется быть максимально внимательным, так как для слаженной работы собираемого механизма нужно произвести точные расчеты и действовать строго по ним.

Самодельный механизм дает трактористу важные преимущества:

• возможность эксплуатации дополнительных навесных орудий, в том числе прицепа;
• улучшение тормозных характеристик трактора;
• повышение управляемости как на ровной дороге, так и на бездорожье;
• отдельные комплектующие и общее устройство гидравлики можно отрегулировать так, как это будет удобно для эксплуатации конкретным человеком.

Все это сделает практическое использование сельхозмашины с гидравликой не только удобным, но и более эффективным, независимо от выполняемых работ.

Для собственноручной сборки гидравлической системы на трактор важно придерживаться чертежей. В них нужно описать не только размеры и характеристики комплектующих, но и последовательность их монтажа.

В дальнейшем тракторная гидравлика должна собираться в такой последовательности:

1. Вначале потребуется сделать прочную раму. К несущей конструкции будут крепиться все элементы гидравлики. Чтобы на каркас воздействовали минимальные нагрузки, используемые узлы нужно устанавливать как можно ближе к осевому центру. Это улучшит балансировку и снизит вибрацию на несущую конструкцию;
2. После этого нужно закрепить масляный резервуар гидравлики. Если он пластиковый, то его можно зафиксировать при помощи хомутов. Если бак металлический, то его лучше приварить к раме;
3. Затем потребуется установить масляный насос. Он должен располагаться над баком. Таким образом помпа получит свободный доступ к рабочей жидкости и сможет обеспечить стабильный запуск всей системы;
4. Во время изготовления гидросистемы для трактора нужно правильно рассчитать ее производительность. Таким образом, изготовитель поймет, нужно ли устанавливать более производительную 2-секционную помпу;
5. После монтажа насоса нужно закрепить фильтрующие элементы. Их должно быть несколько – на выходе из масляного резервуара и в месте подачи жидкости к цилиндрам. Чем больше фильтров, тем сложнее обслуживать гидравлику. Однако, с увеличением их числа возрастут сроки службы самодельной системы;
6. В конце между узлами гидравлики потребуется протянуть трубки. Они должны быть изготовлены из материала, обладающего стойкостью к компонентам масла. Лучше всего выбирать трубки из технической резины. Крепить трубки к выходам и входам нужно при помощи хомутов. Более детально об изготовлении гидравлики на трактор для трактора можно узнать из видео .

После сборки готовую гидравлику потребуется протестировать. Для этого нужно установить на трактор малогабаритное орудие, подключить его к системе и завести двигатель трактора. Затем нужно запустить самодельную гидравлику, давая помпе перекачивать небольшое количество масла. Спустя примерно 15–20 минут работы в облегченном режиме, можно переходить к более интенсивной эксплуатации механизма.

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: