13. Traktory
Traktor (z latinského: tractor – tahač, a to z trahere - táhnout) je stroj sloužící především k tahu, ale také k nesení, tlačení a pohonu zemědělských strojů
Hlavní části:
Podvozky (chassis)
Nosná část traktoru, na které jsou umístěny všechny mechanismy potřebné pro jízdu a řízení traktoru. Některé části podvozku musí být uzpůsobeny tak, aby mohly nést a ovládat nářadí a stroje připojené k traktoru.
Většina dosud používaných traktorů měla konstrukci podvozku bezrámovou, kterou tvořila přední náprava, motor, převodovka a zadní nápravou. Jednotlivé díly byly celky, které se montovaly jen k sobě bez nosného rámu.
V současné době některé firmy vyrábějí traktory s polo-rámovým podvozkem kde je na rámu umístěna přední náprava, odpružení, motor převodovka. Rám s těmito celky je připojen k zadní nápravě.
Odpružení
U starých typů traktorů například firmy Zetor odpružení zadní nápravy defakto neexistovalo, celý traktor pružil jen na vysokých dušových pneumatikách, které tlumily průjezd terénem a po poli a tato konstrukce se využívá dodnes.
U typů s rámovou konstrukcí, které vyrábí firma Fastrac je ale řešeno i odpružení zadní nápravy pružinami.
Nápravy
Slouží k přenosu všech sil na kola a k jejich přesnému vedení ve stopě, řízení traktoru a je zde uložen brzdový mechanizmus, který může být mechanický u starších typů traktorů nebo hydraulický u novějších provedení. U některých traktorů nejsou na přední nápravě řešeny brzdy ani tlumiče (viz obr přední nápravy Zetor 4011).
Motor
V současné době jsou nejpoužívanějšími hnacími jednotkami u traktorů vznětové motory, které vynalezl v roce 1897 německý vynálezce Rudolf Christian Karl Diesel.
Funkce - hlavní hnací jednotka stroje, přípojných strojů a nářadí.
Požadavky:
Trvalý provoz při maximálním výkonu střídavém zatížení a různých klimatických podmínkách
Široký rozsah otáček s konstantním (stejným) výkonem a nízkou spotřebou paliva
Vysoká spolehlivost, startování i při velmi nízkých teplotách
Dlouhé servisní intervaly, snadná opravitelnost, vysoká životnost motoru
Činnost:
Do spalovacího prostoru se nejprve nasává vzduch (sání) při tlaku 0,08 - 0,085 MPa. Po uzavření sacího ventilu se nasátý vzduch stlačuje (komprese), píst se pohybuje směrem k horní úvrati, jeho teplota roste na 550 - 800 °C a tlak stoupá na cca 3 až 4 MPa (při kompresním poměru okolo 1÷14 až 20). Před horní úvratí je tryskou do válce vstříknuta pod tlakem (100 - 250 MPa, při použití Common rail, nebo PD (Pumpe Duse) 100 - 200 MPa) přesně odměřená dávka paliva (obvykle nafta), která je jemně rozprášena. Palivo začne hořet (výbuch) samovznícením ve vzduchu ohřátém kompresí. Ve fázi expanze je pak vzniklý tlak převeden na mechanickou práci, (adiabatický děj). V poslední fázi (výfuk) se otevírá výfukový ventil a spaliny jsou vytlačeny do výfuku, (izobarický děj). Palivo se může vstřikovat do válce (přímý vstřik), ale z důvodu tvrdého chodu se u menších motorů často vstřikuje do předkomůrky (komůrkové motory). Tím se utlumí rázy a někdy zlepší spalování, ale ztráty prouděním plynů a zvětšením spalovacího prostoru snižují termodynamickou účinnost motoru.
Palivová soustava
1 nádrž, 2 hrubý čistič, 3 podávací čerpadlo, 4 jemný čistič, 5 vstřikovací čerpadlo, 6 vysokotlaké potrubí, 7 vstřikovací jednotka, 8 přepad, 9 přetlakový ventil
Zelená – 1-3 sání podávacího čerpadla
červená - 3-5 výtlak podávacího čerpadla
žlutá – 8 přepad od čerpadla a vstřikovacích jednotek
černá – 6 přetlak od vstřikovacího čerpadla
Nádrž
z pravidla plechová nebo plastová, slouží k uložení paliva (nafty) pro jízdu
Hrubý čistič
vložen před dopravním čerpadlem, u starších provedení může být síto s průhlednou odkapávací nádobkou, která zachycuje hrubé nečistoty a vodu. U novějších provedení může být výměnná filtrační vložka.
Dopravní čerpadlo
je součástka v palivovém okruhu motoru, která dopravuje palivo do vstřikovacího čerpadla a je nejčastěji poháněno od jeho vačkového hřídele.
Jemný čistič
může být i dvoustupňový, je vřazen za dopravním čerpadlem a odstraňuje i nejjemnější nečistoty aby nedošlo k poškození čerpacích elementů a trysek.(na obrázku dvojitý jemný čistič paliva)
Vstřikovací čerpadlo
nejvíce rozšířené jsou řadová čerpadla, poháněno motorem, pro každý válec samostatný vstřikovací element spojen trubkou se vstřikovačem. Počátek vstřiku se seřizuje a za chodu motoru je ovládán přesuvníkem přes vačkovou hřídel.
U menších motorů jsou stále častěji používána rotační vstřikovací čerpadla, která jsou menší a lehčí. Rotační vstřikovací čerpadlo je poháněno motorem a má jen jeden vysokotlaký čerpací element společný pro všechny válce. Jsou mazána pouze palivem a proto jsou citlivá na paliva s nízkou mazací schopností.
Vstřikovací tryska – vstřikovací tryska je uzavřena jehlou, která je do sedla trysky přitlačována pružinou vstřikovače. Tryska se otevírá při překonání tlaku pružiny na jehlu.
Sdružené vstřikovací jednotky
U některých motorů se používají vstřikovací jednotky, které mají v sobě malé pístové vysokotlaké čerpadlo, takže nepotřebují vstřikovací čerpadlo.
Systém vstřiku paliva
Pro zvýšení výkonu motoru, lepší průběh kroutícího momentu a nižší emise se používají elektronicky řízené systémy vstřiku paliva: Čerpadlo - tryska či Common rail. Je u nich dosahováno přesnější dávky paliva, je možné vstříknout více menších dávek během jedné doby než u klasického vstřikování paliva. Při použití piezokrystalem řízených trysek dojde k pěti a více vstřikům paliva.
1. - Pre Injection - slouží k předehřátí prostoru válce
2. - 4. - Main Injection - hlavní vstřik paliva do válce
5. - Post Injection - slouží k vyčištění filtru pevných částic (probíhá jednou za dlouhou dobu ne v každém cyklu, řízen podle potřeby řídící jednotkou motoru)
Sání motoru
Se skládá ze sacího potrubí a vzduchové filtrace. Filtrace vzduchu může být provedena několika způsoby a to papírovou filtrační vložkou, filtrem s olejovou náplní nebo cyklonovým filtrem. V některých případech bývá použit před-čistič vzduchu.
Přeplňování
Vznětové motory jsou často vybavovány kompresorem, nejčastěji — takřka výhradně turbodmychadlem. Takto vybavené motory se označují jako přeplňované. Přeplňování umožňuje lépe využít spalovací prostor. Více vzduchu umožní spálit více paliva a při stejném objemu zvýšit výkon motoru o 30 a více procent. Záleží na velikosti plnicího tlaku — výkon ve srovnání s motorem nepřeplňovaným může být i více než dvojnásobný. Tepelná účinnost motoru se obvykle také zvyšuje. U motorů přeplňovaných turbodmychadlem se využívá energie plynů, které by jinak již jen bez užitku volně unikly výfukem.
- je poháněno odtokem spalin z motoru, proto přináší efekt jen ve vyšších otáčkách, kdy je rychlost spalin dostatečně vysoká.
Mechanický kompresor - poháněný přímo motorem, má podobný efekt, a to již v nízkých otáčkách, protože je poháněn mechanicky - převodem od klikového hřídele. Je to ale na úkor výkonu. Setkáme se s ním především u starších konstrukcí dvoudobých motorů, kde byl pro rozběh motoru nezbytný.
Mazání, mazací soustava
Slouží ke snižování tření ve stykových plochách motoru (písty-válce, ložiska, ventilové rozvody, stykové dosedací plochy), snižování hlučnosti, vytěsnění konstrukčních a provozních vůli, konzervování částí motoru.
Plno průtokové – 1 nádrž, 2 zubové čerpadlo, 3 regulační přetlakový ventil, 4 plno-průtokový čistič oleje, 5 obtokový (pojistný) ventil, 6 tlakoměr, 7 mazaná místa motoru
Polo průtokové – 1 nádrž, 2 zubové čerpadlo, 3 regulační přetlakový ventil, 4 tlakoměr, 5 obtokový čistič oleje, 6 mazaná místa motoru
Chladící soustava
Chlazení motoru má za úkol udržovat optimální provozní teplotu. Z tohoto důvodu se chlazení skládá ze dvou okruhů, malého (pro studený motor) kde je vřazen jen motor a při zahřátí se otevře velký okruh ve kterém termostat reguluje provozní teplotu a chladící kapalina proudí přes chladič.
- Chladič
- Čerpadlo
- Malý chladící okruh
- Termostat
- Ventilátor (vrtule)
- Vytápění kabiny
- Převodové ústrojí
Spojka
Zajišťuje silový přenos mezi motorem, převodovkou a slouží ke krátkodobému přerušení kroutícího momentu mezi nimi.
Složení: Setrvačník, lamela, přítlačný kotouč, pružina, spojkové ložisko, vypínací mechanizmus
Druhy spojek
Jednokotoučové suché třecí
Dvoukotoučové suché třecí
Hydrodynamické měniče momentu
Převodovka
Slouží k ekonomické využití kroutícího momentu motoru.
Druhy převodovek:
Nesynchronizované – nemají synchrony, řazení s dvojím vyšlápnutím spojky
Synchronizované obsahují synchronizační spojky, které vyrovnávají (přibržďují) otáčky hřídelů při řazení
Převodovka Fuller nemají synchrony, ale při správném použití lze řadit bez vyšlápnutí spojky
Automatické převodovky – řazení obstarává řídící systém nastavený na voliči řidičem.
Rozvodovka
Přenáší hnací sílu z podélného do příčného směru a převodem do pomala ji zvyšuje. Nejčastěji řešeno jako jednostupňový kuželový převod.
Diferenciál
Rozděluje hnací sílu na hnací hřídele obou kol nápravy a vyrovnává rozdílné otáčky vnitřního a vnějšího kola. Diferenciál se dá také uzavřít, tím se obě kola točí stejně, využívá se toho při průjezdem složitého terénu s malou přilnavostí, měl by se používat v přímém směru, vyřazuje činnost ABS.
Nápravová převodovka
hovorově redukce (kolová redukce) je převodovka, která je uložena přímo na hnané nápravě vozidla a obsahuje Reduktor. Převodem do pomala zvyšuje hnací sílu. Nejčastěji řešeno planetovým převodem, který obsahuje unášeč satelitů a satelity.
Odpružení kabiny
Je řešeno pneumaticky, zahrnuje integrovanou úrovňovou regulaci, takže stále máte stejný komfort bez nutnosti dalšího nastavování. Velké výškové rozdíly a vzdálenosti mezi pružícími prvky kabiny se starají o vyrovnávání účinku brzd a náklonu traktoru.
Závěsná zařízení
Tříbodový závěs
Je určen pro nešení, zvedání a tažení zemědělského nářadí a strojů.
Skládá se z dolních táhel, zvedacích táhel, horního táhla a napínáku dolních táhel.
Umístěn na zadní části traktoru, možnost jej přidělat i na přední část traktoru.
Závěs pro přívěs etážový
Možnost nastavení v několika výškových polohách obvykle po 50mm.
Slouží pro připojování dvounápravových a lehčích jednonápravových přívěsů.
Automatická hubice
Nahrazuje pevnou hubici etážového závěsu a montuje se na konzolu etážového závěsu.
Pohon připojených strojů
Slouží k pohonu připojených zemědělských strojů například vývěvy fekálního vozu. Je umístěn v zadní části traktoru, může být vyveden i do přední části.