Общее устройство
Общее устройство

В развивающейся подотрасли средств малой механизации во всех промышленно развитых странах при производстве мини-тракторов используются не только различные компоновки, но и большое многообразие конструкций основных агрегатов и узлов. Это часто связано не столько со спецификой их промышленного производства, но, самое важное, с их целевым предназначением, особенностями природно-климатических условий и организационной структуры сельскохозяйственного производства.

Наиболее характерная особенность общего устройства мотоблока, микротрактора и микропогрузчика, по сравнению с существующими энергонасыщенными машинами (макромашинами) аналогичного производственного назначения, состоит прежде всего в их существенно меньшей мощности и производительности, упрощении технического обслуживания и управления, складирования и хранения. В то же время они являются более приспособленными для использования на неровностях рельефа, малоземельных угодьях, внутри и возле производственных помещений и т. д.

Независимо от особенностей конструкции мини-тракторы состоят из двигателя, трансмиссии, ходовой части, механизмов управления, рабочего и вспомогательного оборудования.

Расположение основных элементов механической трансмиссии мотоблока и микротрактора показано на рис. 1. От двигателя 1 к ведущим колесам вращающий момент передается через сцепление 2, коробку передач 3, главную передачу 4, дифференциал 7 и конечную передачу 5. В микротракторах часто используется карданный вал 8, когда вращающий момент надо передавать под углом, а расстояние между коробкой передач и главной передачей сравнительно велико. Для передачи вращающего момента к активным органам орудий служит вал отбора мощности 6 (ВОМ).

 Рис. 1. Структурная схема механической трансмиссии мотоблока (слева) и микротрактора (справа)

Двигатель представляет собой источник механической энергии, которая используется для передвижения мини-трактора и привода активных рабочих органов прицепных или навесных орудий. На современных мотоблоках устанавливают двух- и четырехтактные карбюраторные и дизельные двигатели внутреннего сгорания мощностью 1,5 – 12,0 кВт, а в отдельных случаях — и выше.

Применение таких двигателей на различных мини-тракторах зависит от соответствия предъявляемым требованиям основных их качеств, таких, как топливная экономичность, сложность конструкции и стоимость, токсичность, шумность, материалоемкость, Пусковые качества, простота технического обслуживания и др.

Основным преимуществом двухтактных карбюраторных двигателей является увеличенная в 1,5 – 1,7 раза литровая мощность по сравнению с четырехтактными карбюраторными двигателями. Это позволяет значительно снизить их габаритные размеры и материалоемкость, которая для двухтактных двигателей находится в пределах 2,0 – 2,7 кг/кВт. К их преимуществам также следует отнести большую равномерность хода, позволяющую обходиться без утяжеленных маховиков, сравнительную простоту конструкции и изготовления, а также эксплуатации и технического обслуживания. Наряду с преимуществами двухтактные карбюраторные двигатели имеют и существенные недостатки, главными из которых являются высокий расход топлива, повышенная тепловая напряженность, шумность и токсичность. Например, удельный расход топлива для двигателя КТ-300 мотоблока «Исеки КС-2» составляет 476 г/(кВт•ч). При длительной работе на высоких нагрузках они имеют склонность к перегреву. Эти двигатели выполняются с воздушным охлаждением при мощности 1,5 – 4,8 кВт и частоте вращения коленчатого вала 5000 – 7000 мин-1. Устанавливаются они в основном на мотоблоках, применяемых на малоэнергоемких операциях при использовании активных сельскохозяйственных орудий, например почвенных фрез, когда компактность и простота конструкции двигателя имеют большее значение, чем его экономичность.

Двухтактные дизели по экономичности превосходят как двухтактные, так и четырехтактные карбюраторные двигатели. Удельный расход топлива, например, двигателя 1Д90ТА микротрактора TZ-4K-14 составляет 285 г/(кВт•ч). Однако дизели имеют большую материалоемкость и стоимость, требуют более высокой квалификации обслуживающего персонала. Пуск этих двигателей является наиболее сложным, и часто для его осуществления требуется применение некоторых специальных приемов. Применяются двухтактные дизели на микротракторах сравнительно редко, хотя могут устанавливаться на микротракторах, работающих как с активными, так и с пассивными сельскохозяйственными орудиями (микротрактор TZ-4K-14).

Четырехтактные карбюраторные двигатели воздушного или жидкостного охлаждения имеют сравнительно небольшие материалоемкость (4,0 – 6,8 кг/кВт) и габаритные размеры, занимая промежуточное положение между двухтактными карбюраторными и дизельными двигателями. По экономичности они уступают дизельным двигателям, но превосходят двухтактные карбюраторные двигатели. Например, удельный расход топлива четырехтактных карбюраторных двигателей мотоблоков Т720-Е и Т5-1 фирмы «Кубота» составляет 448 г/(кВт•ч). Эти двигатели обладают хорошими пусковыми качествами и имеют меньшую шумность, что особенно важно, так как использование мини-тракторов часто происходит в непосредственной близости от жилья. Устанавливаются эти двигатели на мотоблоках средней мощности, работающих как с активными, так и с пассивными сельскохозяйственными орудиями, а также на микротракторах и микропогрузчиках.

Широкое применение на мини-тракторах получают специальные маломощные четырехтактные дизели, особенно при использовании их с пассивными орудиями. Эти двигатели наименее токсичны, имеют хорошие динамические качества, но главное их преимущество в высокой топливной экономичности [272 – 286 г/(кВт-ч)]. В то же время дизельные двигатели имеют высокую материалоемкость (8,6 – 9,3 кг/кВт), уступают четырехтактным карбюраторным двигателям по пусковым качествам и шумности. Они являются наиболее сложными и дорогими, а их эксплуатация и техническое обслуживание требуют высокой квалификации персонала. Большое распространение дизельные двигатели получили на мотоблоках японского производства фирм «Янмар» и «Исеки». Частота вращения (мин-1) и мощность (кВт) одноцилиндровых дизелей «Янмар» унифицированного ряда следующие:

Модель F4E F5E F6E F7E F8E F9E F10E
Частота вращения 2000 2000 2000 2000 1800 1800 1600
Мощность
3
3,75 4,5 5,25 6
6,75 7,5

Трансмиссия служит для передачи вращающего момента двигателя к ведущим колесам мини-трактора, активным органам сельскохозяйственных орудий и приспособлений, а также для изменения по величине и направлению вращающего момента в процессе эксплуатации. Механизмы, из которых состоит трансмиссия, обеспечивают плавное трогание с места мини-трактора, изменяют скорость и направление его движения, облегчают его поворот, а также приводят в движение активные органы орудий  и приспособлений.

На мотоблоках и микротракторах отечественного и зарубежного производства применяют в основном механические ступенчатые трансмиссии, в которых вращение от двигателя передается с помощью шестеренных передач, а скорость вращения меняется через интервалы, т. е. ступенчато. Основными составными элементами трансмиссий мини-тракторов являются сцепление, коробка передач, главная передача, дифференциал, конечные передачи, система отбора мощности. Основные агрегаты трансмиссий мотоблока и микротрактора TZ-4K-14 схематично были представлены на рис. 1.

Сцепление предназначено для плавного присоединения и отъединения работающего двигателя от трансмиссии, что необходимо для плавного трогания мини-трактора с места и переключения передач. Применяются фрикционные сцепления «сухого» и «мокрого» типов, которые бывают однодисковыми, многодисковыми и конусными. Так, на мотоблоке «Кутаиси Супер-600» и некоторых мотоблоках фирм «Гольдони» и «Гутброд» применяются конусные сцепления. Большое распространение получили многодисковые сцепления (мотоблоки «Беларусь» МТЗ-05, фирмы «Гутброд» и др.).

На японских и французских мотоблоках вращающий момент от двигателя к трансмиссии часто передается с помощью клиноременной передачи. В этом случае клиноременная передача выполняет функцию сцепления, включение которого осуществляется воздействием специального натяжного ролика. Управление натяжными роликами выведено на штангу управления (мотоблоки МБ-1 «Нева», «Кубота T-720EN», «Исеки Т-5Е», «Нор-летт-8000» и др.).

В конструкции мотоблока «Риони-2» и мотоблоков фирмы «Грейвели» роль сцепления выполняют фрикционы планетарных редукторов, работающие на масле.

Центробежные сцепления применяются на мотоблоках небольшой мощности фирм «Рэнсэмс Симе энд Джеферс» (Ransams Seams and Jeffereys, Англия), «Гутброд» и «Соло», «Мепол-Терра». Центробежное сцепление включается автоматически, в зависимости от режима работы двигателя. При неработающем двигателе сцепление выключено. Включение сцепления происходит при определенной частоте вращения коленчатого вала двигателя в результате воздействия на фрикционные элементы сцепления центробежной силы грузов.

На четырехколесных микротракторах обычно применяются однодисковые сцепления постоянно замкнутого типа.

Коробка передач служит для изменения скорости и вращающего момента, передаваемых от двигателя к ведущим колесам, по величине и направлению. На мотоблоках обычно применяются ступенчатые шестеренные коробки передач, имеющие от двух до шести передач переднего и одну – две передачи заднего хода. Как правило, в коробках передач используются шестерни с прямым зубом. Для переключения передач используются подвижные скользящие шестерни или зубчатые муфты. В мотоблоках «Кубота» и других фирм вращение от двигателя к редуктору трансмиссии передается с помощью клиноременной передачи с двумя ручьями на шкивах разного диаметра. Это позволяет дополнительно увеличить в два раза число передач трансмиссии. На мотоблоках «Риони-2» и «Грейвели-520» изменение скорости и направления движения осуществляется с помощью двух планетарных редукторов, которые обеспечивают движение мотоблока вперед и назад с двумя скоростями.

На микротракторах применяются механические ступенчатые коробки передач, имеющие от четырех до шести передач переднего и две – четыре передачи заднего хода. В качестве примера можно привести микротрактор «Исеки-ТХ1000», который имеет шесть передач переднего и три передачи заднего хода. При движении вперед микротрактор развивает скорость до 12 км/ч, а при движении назад — до 5,8 км/ч.

Главная передача предназначена для увеличения вращающего момента и изменения направления потока этого момента на 90°. Как на мотоблоках, так и микротракторах главная передача обычно представляет собой пару конических шестерен (мотоблоки «Беларусь» МТЗ-05, микротракторы TZ-4K-14 и др.), однако в мотоблоках в качестве главной передачи применяются и червячные пары («Риони-2», «Гольдони Супер-600»). Следует заметить, что эффект самоторможения, присущий ей, позволяет осуществить торможение мотоблоков при стоянке (взамен специального стояночного тормоза).

На мотоблоке «Мондиал 108Д» фирмы «Гольдони» червячное колесо установлено на оси ведущих колес свободно, а вращающий момент передается при помощи зубчатой муфты. Наличие зубчатой муфты позволяет отсоединить ведущие колеса от трансмиссии, что дает возможность буксировать мотоблок при неработающем двигателе. Однако червячная передача имеет низкий КПД и поэтому на мотоблоках большой мощности она не нашла применения.

Дифференциал позволяет ведущим колесам вращаться с различными частотами при повороте, что облегчает управление мотоблоками. В конструкциях мотоблоков и микротракторов («Беларусь» МТЗ-05, «Предом-Меско», TZ-4K-14) применяются шестеренные двухсателлитовые дифференциалы с принудительной блокировкой для повышения проходимости.

Для облегчения поворота в конструкции некоторых мотоблоков вместо дифференциала предусматриваются механизмы, позволяющие отключать отстающее колесо (мотоблоки СОТ, «Хонда», «Кубота» и др.). Хотя применение межколесного дифференциала или специального механизма, отключающего отстающее колесо, усложняет и утяжеляет конструкцию мотоблока, его нередко применяют и на мотоблоках малой мощности массой до 100 кг.

Конечные передачи предназначены для увеличения вращающего момента и снижения частоты вращения при передаче его непосредственно на ведущие колеса. На мотоблоках применяют шестеренные или цепные конечные передачи. Шестеренные конечные передачи широкое распространение получили на мотоблоках европейского производства, в которых применяется межколесный дифференциал (мотоблоки фирм «Гольдони» и «Гутброд», «Беларусь» МТЗ-05). Цепная передача наибольшее распространение получила на японских мотоблоках. При этом очень часто вращающий момент на правое и левое колеса передается самостоятельными цепными передачами («Кубота Т720», «Хонда F600»). Такая же цепная передача с самостоятельным приводом правого и левого колес была ранее использована на мотоблоке СОТ. Это позволило расположить механизм раздельного включения ведущих колес на валу ведущих звездочек. На микротракторах получили распространение исключительно шестеренные конечные передачи, причем шестерни выполняются прямозубыми.

Типичные кинематические схемы механических трансмиссий современных отечественных и зарубежных мотоблоков и микротракторов представлены на рис. 2 – 5. В трансмиссии мотоблока «Беларусь» МТЗ-05 (рис. 2, а) применено многодисковое сцепление 6 «мокрого» типа. Коробка передач 1 трехвальная, имеет четыре передачи переднего и две — заднего хода. Используется межколесный дифференциал 3 с принудительной блокировкой. Передача вращающего момента от коробки передач на дифференциал осуществляется с помощью главной передачи 2, представляющей собой пару конических шестерен, а от дифференциала — на ведущие колеса с помощью шестеренной конечной передачи 5. Вал отбора мощности 4 имеет заднее расположение. На рис. 3, а представлена схема трансмиссии мотоблока «Хонда F400». Силовая связь двигателя с трансмиссией осуществляется с помощью клиноременной передачи, которая одновременно выполняет функцию сцепления. Ведомый шкив 1 этой передачи жестко закреплен на первичном валу 2 коробки передач. Коробка передач трехвальная, имеет четыре передачи переднего хода и две — заднего. Переключение передач осуществляется с помощью скользящих шестерен. Блок шестерен заднего хода 5 свободно вращается на подшипниках на вторичном валу 4. Межколесный дифференциал, или механизм принудительного поворота отсутствует. Передача на ведущие колеса осуществляется цепной передачей 3. Ведомая звездочка z10 жестко закреплена на оси ведущих колес.

 Рис. 2. Кинематические схемы трансмиссии мотоблоков МТЗ-05 (а) и «Мондиал 108Д» (б)

На мотоблоке «Хонда F600» (рис. 3, б) вращающий момент от двигателя передается с помощью клиноременной передачи двухручьевыми шкивами 10 разного диаметра, обеспечивающими удвоение числа передач. Шкивы жестко закреплены на первичном валу 7 коробки передач. Трансмиссия мотоблока обеспечивает шесть передач переднего и две — заднего хода. Переключение передач производится с помощью скользящих шестерен 6 (кареток). Для облегчения поворота применяется механизм принудительного поворота, позволяющий отключать при повороте отстающее колесо. Передача на ведущие колеса осуществляется с помощью двух цепных передач 8, отдельно на каждое колесо. Отключение колес осуществляется с помощью скользящих шестерен z'10 и z10, расположенных на валу 9.

 

 Рис. 3. Кинематические схемы трансмиссии мотоблоков «Хонда F400» (а) и «Хонда F600» (б)

Кинематическая схема трансмиссии мотоблока «Кутаиси Супер-600» приведена на рис. 4. Для отключения трансмиссии от двигателя 1 на мотоблоке применено сухое коническое сцепление 2 с ручным управлением. Коробка передач механическая, имеет три передачи для движения мотоблока передним ходом и одну — для движения задним ходом с реверсом на всех передачах. В качестве главной передачи 3 применена червячная пара, ведущим звеном которой является червяк zчерв, а ведомым — червячное колесо z9. Характеристики шестерен коробки передач и главной передачи приведены ниже:

Обозначение  шестерни на рис. 4
z1
z2
z3
z4
z5
z6
Число зубьев
9
41
34
26
15
17
Обозначение  шестерни на рис. 4
z7
z8
z9
z10
z11
z12
Число зубьев
19
26
38
31
24
15
Обозначение  шестерни на рис. 4
z13
z
z"ш zчерв
ВОМ

Число зубьев
22
17
19
Однозаходный
Профиль 20х17

 Рисунок 4. Кинематическая схема трансмиссии мотоблока «Кутаиси Супер-600»

Взаимодействующие пары шестерен при включении 1-, 2- и 3-й передач, заднего хода и реверса таковы:

Передача I
II
III
Рабочие шестерни
z2/zz9/zчерв z8/z12   z9/zчерв z4/z11   z9/zчерв
Передача Задний ход
Реверс (I, II, III 3X)
ВОМ
Рабочие шестерни z13/z1   z3/z13   z9/zчерв z10/z7   z5/z10   z8/z6
z2/z1

Для облегчения управления при поворотах агрегата в трансмиссии мотоблока применены механизмы отключения колес, выполненные в виде шариковых муфт 4. Вал отбора мощности (ВОМ), зависимый от заднего расположения и принудительного включения (через шестерни z2 и z1,), имеет частоту вращения 790 мин-1. В корпусе ползунов управления коробкой передач и ВОМ имеется специальное устройство, которое предотвращает одновременное включение заднего хода и ВОМ, что повышает безопасность работы оператора.

Схема трансмиссии мотоблока «Мондиал 108Д» дана на рис. 2, б. Конечная передача 8 представляет собой червячную пару. В трансмиссии мотоблока отсутствует дифференциал, а также механизм принудительного поворота. Это упрощает конструкцию, но затрудняет управление мотоблоком. Коробка передач трехвальная и состоит из ведущего 10, ведомого 7 и заднего хода 9 валов. Трансмиссия мотоблока М-3 размещена в алюминиевом корпусе и состоит из муфты сцепления, коробки передач с механизмом переключения, главной передачи и вала отбора мощности (ВОМ). Принципиальное устройство трансмиссии можно уяснить из ее кинематической схемы, представленной на рис. 5. Вращающий момент от коленчатого вала двигателя передается на замкнутую многодисковую муфту сцепления, работающую в масле; затем от ее ведомого барабана — на шестерню z3 и через шестерни z4 и z52 — к зубчатому венцу z2. При включении первой передачи на коническую шестерню z10 вращающий момент передается через зубчатый венец z1 и венец z6 каретки переключения передач, перемещающейся по шлицам вторичного вала, а при включении второй передачи — через зубчатую муфту, ведущая часть которой выполнена заодно с шестерней. Вращающий момент от коробки передач к колесам передается через две конические пары (z9/z10 и z7/z8). Передаточные числа трансмиссии мотоблока составляют на первой передаче 122,24, на второй — 34,39. Привод ВОМ осуществляется от промежуточного блока шестерен коробки передач, а его включение производится специальной рукояткой; частота вращения ВОМ составляет 1000 мин-1.

 

Рисунок 5.  Кинематическая схема трансмиссии мотоблока М-3

Кинематическая схема трансмиссии микротрактора «Раба-15» изображена на рис. 6. Она состоит из сцепления 1, коробки передач 2, карданной передачи 3, главных передач 6 и 9, дифференциалов 7 и 10 и конечных передач 8 и 11 заднего и передних мостов. В трансмиссии применено однодисковое сцепление постоянно замкнутого типа с ножным управлением. Коробка передач 2 трехвальная, обеспечивает микротрактору четыре передачи переднего и четыре — заднего хода. Привод осуществляется на все четыре колеса, причем передние колеса приводятся постоянно, а привод задних колес 5 может отключаться. Дифференциал имеет блокировку. Вал отбора мощности 4 шлицевого типа при работе на стационаре имеет постоянную частоту вращения 825 мин-1, а при движении микротрактора скорость вращения ВОМ зависит от включения соответствующей передачи.

 

 Рис. 6. Кинематическая схема трансмиссии микротрактора «Раба-15»

На зарубежных микротракторах и микропогрузчиках последние 10 – 15 лет широкое применение находит гидрообъемная трансмиссия, которая принципиально отличается от механических трансмиссий, рассмотренных выше. В гидрообъемной трансмиссии основным рабочим звеном является поток жидкости, который по трубопроводам передает движение от ведущего рабочего элемента к ведомому. Впервые подобная трансмиссия на микротракторах была использована фирмой «Кейс». В настоящее время гидрообъемные передачи применяются на микротракторах «Боуленс-Хаски» (Bolens-Huskys), «Интер-нэйшнл-Харвестер», «Массей Фергюсон», «Аллис-Чалмерс» (Allis-Chalmers), «Миннеаполис-Молин» (М innie police-Мо-lin, США) и др., а также на микропогрузчиках ряда фирм, в частности «Кейс» и «Бобкет».

Гидрообъемная трансмиссия микротрактора «Кейс» (рис. 7) состоит из шестеренного гидронасоса 5, приводимого от двигателя, гидромотора 3, закрепленного на заднем ведущем мосту 2, главная передача которого совмещена с двухступенчатой коробкой передач, и муфты отключения привода ведущих колес 1, масляного бака 6, клапанно-распределительного регулирующего устройства 10, рычага 4 для управления скоростью и направлением движения микротрактора, масляного радиатора 7 змеевикового типа и трубопроводов 8 и 9. При работающем двигателе микротрактора гидронасос воздействует на рабочую жидкость, находящуюся в замкнутом контуре «гидронасос  – трубопровод –  клапан распределителя – гидромотор», в результате чего в трубопроводе 11 возникает высокое давление, которое передается в гидромотор. В гидромоторе энергия потока жидкости преобразуется во вращающий момент, который передается ведущим колесам микротрактора. Рычаг управления имеет три положения: нейтральное, когда рабочая жидкость перепускается в обратный трубопровод и не попадает в гидромотор; поворот вперед, при котором рабочая жидкость, попадая в гидромотор, сообщает микротрактору движение вперед (при этом, чем больше рычаг повернут вперед от нейтрального положения, тем быстрее движется микротрактор); поворот назад, когда рабочая жидкость вращает гидромотор в обратном направлении, вызывая движение микротрактора задним следнем случае также, чем больше угол поворота рычага, тем выше скорость, с которой микротрактор движется задним ходом.

 Рисунок 7. Компоновочная схема гидрообъемной трансмиссии на микротракторе «Кейс»

Гидрообъемная трансмиссия обладает рядом достоинств, основными из которых являются следующие.

  1. Бесступенчатость и плавность регулирования передаточного числа в широком диапазоне скоростей микротрактора. 
  2. Сокращение числа агрегатов трансмиссии и облегчение компоновки их на микротракторе.
  3. Легкость изменения передаточного числа, достижения реверсивности, а также возможность полной автоматизации управления скоростью движения и реверсом.
  4. Простота предохранения машины от перегрузок, которые могут вызвать поломки.
  5. Возможность управления агрегатом оператором, имеющим низкую квалификацию.
К недостаткам объемной гидропередачи относятся более низкий КПД (примерно на 10 – 15 %), по сравнению со ступенчатой механической трансмиссией, более высокая стоимость. Однако достоинства гидрообъемных трансмиссий, а также создание гидромашин, работающих на повышенных давлениях (32 – 40 МПа), привели к снижению материалоемкости мобильных агрегатов, способствовали переходу на массовый выпуск микротракторов с гидрообъемными трансмиссиями.

Ходовая часть мини-трактора передает его массу на почву и преобразует вращательное движение ведущих колес (орудия) в поступательное движение самого минитрактора. Она состоит из остова и движителя.

Мотоблоки, изготавливаемые в Западной Европе и в России, выполняются обычно безрамными и остовом у них является корпус трансмиссии, к которому прикрепляются все остальные агрегаты и узлы (мотоблоки МТЗ-05, «Риони-2», «Гольдони Супер-600»). Однако в последние годы многие заводы и фирмы отказываются от традиционной компоновки мотоблока и применяют оригинальную компоновку, позволяющую более удобно агрегатировать с ним приспособления и орудия (например, мотоблок МБ-1). В других случаях мотоблок имеет явно выраженный рамный остов, выполненный в виде бруса, на заднем конце которого закрепляется двигатель.

Остов микротрактора TZ-4K-14 представляет собой шарнирно сочлененную раму, состоящую из передней и задней полурам, соединенных двойным шарниром. Взаимный поворот полурам в горизонтальной плоскости осуществляется рулевым управлением с червячным механизмом на углы ±45° и ограничен упорами. Данная конструкция позволяет микротрактору разворачиваться с радиусом до 1,9 м. В вертикальной плоскости полурамы имеют относительный поворот в обе стороны на углы до ±119. Благодаря этому микротрактор не теряет сцепления с почвой всех четырех колес при движении по пересеченной местности. Двигатель, коробка передач, топливный бак размещаются на передней полураме, а задний мост и сидение тракториста — на задней полураме.

На мини-тракторах применяется колесный движитель. Колеса выполняются быстросъемными, с пневматическими шинами, имеющими протектор повышенной проходимости. В комплекте некоторых мотоблоков имеются различные специальные колеса, монтируемые в зависимости от выполняемых работ и рельефа местности. Например, при вспашке почвы используют специальные металлические колеса с шинами, а на сеноуборочных работах — широкопрофильные шины малого диаметра. Иногда вместо колес монтируются специальные рабочие органы (орудия). На мотоблоках при использовании почвенных фрез (рыхлителей) они монтируются на ось вместо колес. На мотоблоках, применяемых для работы на горных склонах, устанавливается колесный узел из пары строенных колес на пневматических шинах. Такие колеса улучшают поперечную устойчивость мотоблока на склонах крутизной до 45°.

На большинстве мотоблоков обеспечивается не только быстрая смена колес, но и перемещение их вдоль полуосей, что позволяет изменять ширину колеи. Чтобы увеличить сцепную массу мотоблока или микротрактора с почвой, к дискам колес могут крепиться балластные грузы. Пневматические шины на мини-тракторах смягчают толчки, передаваемые остову при движении по неровной почве, что обеспечивает достаточную плавность хода.

Механизмы управления предназначены для изменения направления движения мини-трактора, а также замедления скорости движения и удержания его в неподвижном состоянии. Они состоят из штангового или рулевого управления и тормозов. Штанговое управление применяется на мотоблоках, а рулевое — на четырехколесных ездовых микротракторах. Положение штанги управления мотоблоком можно регулировать по высоте, в соответствии с ростом оператора, а также относительно продольной оси мотоблока. На большом числе моделей мотоблоков штанга управления разворачивается на 180°, что значительно расширяет возможность использования их с различными орудиями. При транспортировке или складировании для длительного хранения мотоблока штанга управления складывается.

Управление микротракторами производится при помощи рулевого колеса через рулевой механизм посредством поворота передних колес или полурамы (см. рис. Схемы поворота мини-тракторов, д, ж). В случае шарнирно сочлененного остова (микротрактор TZ-4K-14) осуществляется поворот в горизонтальной плоскости передней полурамы, связанной с передним мостом, относительно задней полурамы, жестко связанней с задним мостом. Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Рулевой механизм осуществляет передачу усилия от водителя на рулевой привод, который посредством рычагов и тяг поворачивает колеса переднего моста или переднюю полураму.

На мотоблоках, имеющих низкие рабочие скорости и небольшую массу, тормоза не применяют, а при использовании их на транспортных работах торможение осуществляется тормозами прицепной тележки. На мотоблоках, имеющих значительную массу, чаще всего применяются ленточные тормоза, которые устанавливаются на полуосях ведущих колес. Раздельные правый и левый тормоза позволяют также использовать их для облегчения поворота мотоблоком. Четырехколесные ездовые микротракторы оснащаются двумя независимыми друг от друга тормозными системами: ручной и ножной. Тормоза — колодочного типа, они воздействуют на все четыре колеса.

Рабочее оборудование мотоблока состоит из прицепного устройства, вала отбора мощности или приводного шкива, а микротракторы еще дополнительно оборудуются гидравлической навесной системой.

Прицепное устройство используется для буксирования различных прицепных машин, орудий и тележек. Оно крепится к остову и может иметь различную конструкцию. На японских мотоблоках сцепное устройство выполняется согласно стандарту, принятому в странах Азии, и имеет вид скобы с тремя отверстиями (рис. 8). При агрегатировании мотоблока с навесными орудиями используются все три отверстия, а для присоединения транспортной тележки — только среднее отверстие. На некоторых мотоблоках такая же скоба смонтирована и спереди для навешивания фронтально агрегатируемых машин, таких, как косилка, бульдозерный отвал, снегоочиститель.

 

Рис. 8. Основные размеры (мм) сцепного устройства японских мотоблоков:
1 — шкворень для прицепных орудий; 2 — универсальная скоба

На мотоблоках чехословацкого производства для крепления навесных орудий использован узел в виде цилиндрического патрубка с фиксатором, внутри которого расположен вал отбора мощности. Такой узел воспринимает нагрузку от массы навесного орудия, т. е. является несущим и одновременно передает вращение на рабочий орган. Привод активных рабочих органов агрегатируемых орудий осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ). Мотоблоки оборудуются одним или двумя ВОМ. На мотоблоках японского производства для привода активных органов используются цепные редукторы кассетного типа, однако отбор мощности на некоторых мотоблоках («Кубота Т720») осуществляется и с помощью ре.менной передачи от коленчатого вала двигателя при переднем относительно мотоблока  расположении орудий.

Микротракторы дополнительно оборудуются гидравлической навеской системой, которая предназначена для навешивания орудий и управления ими с рабочего места оператора. Гидравлическая навесная система состоит из двух основных частей: механизма навески и гидрообъемного привода. Механизм навески — трехточечнын, служит для присоединения различных орудий и закреплен на задней полураме микротрактора (например, TZ-4K-14). Гидрообъемный привод состоит из бака для масла, насоса, распределителя и силового цилиндра и предназначен для поднятия и опускания орудия, а также установки его в нейтральное или плавающее положение.

Вспомогательное оборудование служит для улучшения условий труда оператора. К нему относят капот, крылья, обшивку, сидение. На микротракторах применяют подрессоренные сидения, которые имеют подвеску параллелограммного типа (микротрактор TZ-4K-14), в качестве упругого элемента использован пневмоамортизатор.

Рассмотрим более подробно конкретные примеры общих компоновок с техническими данными современных марок мотоорудий, мотоблоков, микротракторов и микропогрузчиков.

Мотоблок МТЗ-05 является одноосной самоходной машиной, состоящей из двигателя, механической шестеренной трансмиссии, реверсируемой штанги управления и двух ведущих колес. Четырехтактный карбюраторный двигатель УД-15 имеет мощность 2,9 кВт при частоте вращения 3000 мин-1. В передней по ходу мотоблока части двигателя расположен вентилятор системы воздушного охлаждения. Тут же находится откидной упор 8. Остовом мотоблока являются соединенные между собой картеры двигателя и трансмиссии. Сверху над трансмиссией размещается топливный бак 4 емкостью 6,3 л. Ходовая часть мотоблока включает в себя два ведущих колеса с пневматическими шинами размером 5,90x13". Наибольшая масса орудий, навешиваемых на мотоблок, составляет 30 кг. Мотоблок может агрегатироваться с прицепной тележкой, наибольшая масса которой (вместе с грузом) составляет 650 кг. На оба колеса могут устанавливаться дополнительные грузы, суммарная масса которых 34 кг. Глубина преодолеваемого мотоблоком брода 0,3 м; наименьший радиус поворота 1 м при ширине колеи 450 мм; максимально преодолеваемый подъем 10° (в агрегате с прицепной тележкой).

Созданный Харьковским ЗТСШ универсальный мотоблок М-3 снабжен одноцилиндровым карбюраторным двигателем СД60Б с воздушным охлаждением. Двигатель развивает мощность, равную 1,5 кВт, и имеет удельный расход топлива 680 г/(кВт-ч). Механическая трансмиссия обеспечивает две передачи только вперед и включает в себя многодисковое сцепление, работающее в масляной ванне. На передней крышке корпуса трансмиссии установлен зависимый вал отбора мощности с рычагом включения, а снизу крепится корпус вертикального приводного вала к главной конической передаче ведущего моста. Ведущие колеса снабжены пневматическими шинами.  Штанга управления не реверсируется; рычаг переключения передач расположен справа, а воздушный фильтр двигателя — слева по ходу мотоблока. В верхней части мотоблока (над трансмиссией) расположен топливный бак. С мотоблоком М-3 агрегатируются 12 первоочередных орудий: почвенная фреза, прицепная тележка, окучник-выкопщик, косилка фронтальная, грабли фронтальные, борона, опрыскиватель, культиватор, насосная установка, снегоочиститель, однокорпусный плуг и емкость для перевозки жидкостей.

Предприятия машиностроительной промышленности страны наладили серийный выпуск однотипных мотоблоков МБ-1 «Нева» и МБ-1 «Луч». Мотоблок имеет небольшие размеры и прост по конструкции. В верхней части мотоблока на раме расположены двигатель с топливным баком, клиноременная передача от двигателя к редуктору цепной передачи с рукояткой переключения, штанга управления и прицепная скоба. Сзади на мотоблок устанавливается сошник. Используется четырехтактный карбюраторный одноцилиндровый двигатель ДМ-1 с принудительной воздушной системой охлаждения. Мощность двигателя 3,7 кВт. Роль сцепления в трансмиссии выполняет натяжное устройство клиноременной передачи, один из ремней которой обеспечивает движение передним ходом, а другой — задним. Управление дроссельной заслонкой осуществляется рычагом. Цепной редуктор трансмиссии имеет две передачи переднего хода: рабочую и транспортную. В ходовой части применена неразрезная ось ведущих колес. Колеса с пневматическими шинами размером 4,00x10" могут заменяться либо цельнометаллическими колесами с развитыми грунто-зацепами, либо почвенной фрезой. Штанга управления с расположенными на ней рычагами регулируется по высоте. Увеличение сцепной массы достигается балластированием мотоблока съемными грузами, которые навешиваются на специальный штырь в передней части рамы. Этот же штырь используется для навески фронтальной косилки с шириной захвата 110 см, которая имеет клиноременный привод. Прицепная скоба 12 со шкворнем расположена на раме сзади и предназначена для крепления или дышла прицепной самосвальной тележки с двухместным сидением, или пассивных сельскохозяйственных орудий. В передней части мотоблока прикреплена к раме ручка, а грязевой щиток расположен горизонтально. Навесные и прицепные орудия, входящие в комплект мотоблока, могут выполнять различные работы на приусадебных участках: вспахивать борозды, окучивать и выкапывать корнеплоды, косить траву, опрыскивать растения, вести полив, перевозить удобрения и мелкие грузы, дробить корма, бурить неглубокие скважины для столбов ограждения и подпитки плодовых деревьев, очищать от снега дороги и дворы, осуществлять привод циркулярной пилы и электрогенератора.

Работающий с мотоблоком человек не нуждается в специальной подготовке, однако эксплуатация каждого из перечисленных орудий требует определенных навыков. Для смены навесных орудий затрачивается от двух до десяти минут, причем монтажные и демонтажные работы могут выполняться только одним человеком. Мотоблоки могут использоваться для работы в защищенном грунте и в горном земледелии с креном до 8°, в том числе при возделывании чая и субтропических культур.

Применение мотокультиватора МК-1 «Крот» особенно эффективно на тяжелых глинистых почвах, так как фреза диаметром 320 мм, обладая большим вращающим моментом, хорошо измельчает почву. Намечается разработать дополнительные приспособления, расширяющие сферу использования мотокультиватора и мотофрезы.

МК-1 «Крот» состоит из рамы, на которой установлены двухтактный карбюраторный двигатель с принудительным воздушным охлаждением, цепной редуктор, штанга управления с рукоятками, рычаги транспортировочных колес. Единственный цилиндр двигателя отклонен от продольной оси мотокультиватора на 40°. Ручной стартер совмещен с вентилятором двигателя и расположен с левой по ходу стороны мотоблока. В верхней части над двигателем расположен топливный бак емкостью 1,5 л, прикрытый капотом. В передней части двигателя установлены воздушный фильтр и бензокран.

На рабочем (выходном) валу цепного редуктора установлены ножевые звездочки  почвенной фрезы (от 2 до 4). Дополнительно могут быть установлены еще две ножевые звездочки. Соответственно ширина обработки почвенной фрезой составляет от 33 до 58 см, а с дополнительными ножевыми звездочками — до 83 см. Вращающий момент почвенной фрезе передается от коленчатого вала двигателя через клиноременную передачу (передаточное число 2,77), прикрытую кожухом, к входному валу цепного редуктора, а далее — от ведущей звездочки редуктора к ведомой — через цепь (передаточное число 8). Частота вращения рабочего вала редуктора 85 мин-1.

Роль механизма сцепления в трансмиссии выполняет клиноременная передача, натяжной ролик которой управляется специальным рычагом, находящимся на правой рукоятке штанги управления. На левой рукоятке штанги расположен рычаг управления дроссельной заслонкой карбюратора. Для остановки двигателя служит кнопка «стоп». Часовой расход топлива мотокультиватором — не более 1,2 кг/ч.

Мотоблок «Кутаиси Супер-600» с прицепной тележкой имеет переднее расположение двигателя. Двигатель АЛН-330В — четырехтактный, карбюраторный, с вертикально расположенным цилиндром; он оборудован воздушной системой охлаждения с принудительным движением воздуха. Мощность двигателя 5,1 кВт при частоте вращения 3600 мин-1. В передней части двигателя установлен ручной стартер с рукояткой 14, совмещенный с маховиком-вентилятором. От возможных ударов двигатель спереди  предохраняется специальной дугой, над двигателем установлен капот.

Картер двигателя соединен с картером механической трансмиссии, включающей в себя сухое конусное сцепление, механическую коробку передач (с реверсированием на всех передачах), червячную главную передачу, а также механизм отключения колес в виде шариковых муфт, что облегчает осуществление поворотов агрегата. Вал отбора мощности (ВОМ) расположен сзади и включается принудительно. В корпусе ползунов управления коробкой передач и ВОМ имеется предохранительное устройство, которое делает невозможным одновременное включение заднего хода и ВОМ, что обеспечивает безопасность оператора при работе с мотоблоком. Ходовая часть — с пневматическими шинами или металлическими колесами (по специальному заказу). Размер шин 4,00х10". Штанга управления реверсируется на 180° (см. рис. Схемы поворота мини-тракторов, г) и может регулироваться по высоте.

Низкое расположение центра тяжести мотоблока позволяет использовать его на склонах значительной крутизны, а шлейф из двенадцати орудий и приспособлений (навесных и прицепных) — выполнять практически все виды сельскохозяйственных работ на поле и приусадебных участках.

Познакомимся подробнее с общей компоновкой микротрактора «Раба-15». Микротрактор имеет шарнирно сочлененную раму и четырехколесную ходовую часть, причем все колеса ведущие. Такая конструкция обеспечивает хорошую маневренность и проходимость микротрактора. Двигатель установлен на передней полураме и закрыт сверху капотом. В передней части моторного отделения имеется воздухозаборник системы воздушного охлаждения двигателя, а в его передней части расположен глушитель.

Оператор располагается на сидении, находящемся на задней полураме, сочлененной с передней полурамой шарнирным соединением. Одна полурама относительно другой может поворачиваться вокруг вертикальной оси на 90°, а вокруг горизонтальной, совпадающей с продольной осью машины, — на 11° в обоих направлениях. Рулевой механизм, производящий поворот одной полурамы относительно другой, имеет либо гидравлический, либо механический привод, который связан с рулевым колесом. Перед водителем находятся также распределитель гидросистемы, рычаг управления ВОМ, щиток приборов.

Тормозные механизмы всех колес колодочные с механическим приводом: к задним колесам — от ножной педали, к передним — от ручного рычага. Тормоза передних колес являются стояночными, для чего рычаг имеет фиксирующее устройство. Размер шин 6,00 X16". Находящийся перед водителем распределитель шлангами связан с силовым гидроцилиндром, воздействующим на навесную систему микротрактора. Над передними и задними колесами установлены грязевые щитки.

Над механической трансмиссией, включающей сухое однодисковое сцепление, механическую коробку передач и ведущие мосты с главными передачами и колесными редукторами, расположен двухкамерный бак, вмещающий 11 л дизельного топлива и 6 л масла гидросистемы.

Микротрактор пригоден для работы на склонах крутизной до 25°, его максимальная скорость до 18 км/ч и минимальный радиус поворота 1,9 м (при ширине колеи 700 мм). Осевая нагрузка на передний мост 57 кН, на задний — 3 кН.

Общее устройство микропогрузчика рассмотрим на примере «Бобкет-43».

Микропогрузчик имеет компоновку, наиболее полно отвечающую его целевому назначению. Так, высокая в плане компактность микропогрузчика характеризуется крайне малой его общей длиной и общей шириной, а также колесной базой и шириной колеи колес. Эта площадь в принятой компоновке машины практически определяется только размерами рабочего места оператора, включающего органы управления и панель 1 контрольных приборов внутри кабины 3. На панели приборов установлены вольтметр, счетчик моточасов, указатель температуры двигателя, предохранители, замок зажигания и сигнальные лампы.

Оператор входит в кабину спереди через открытый проем 29 и размещается на регулируемом сидении, откуда ему обеспечен хороший обзор рабочей зоны. Удобство входа оператора повышается наличием ручки 28. Оператор застегивает ремни безопасности 26 и опускает защитный упор 27, фиксируя им свое положение в кабине. Опускаясь, защитный упор снимает блокировку педалей управления подъемными рычагами 25 микропогрузчика. В своем нижнем положении защитный упор предотвращает в случае аварии выпадание оператора вперед через открытый проем кабины. Сама кабина вместе с сидением может откидываться вверх, поворачиваясь вокруг шарнира 5. При этом открывается свободный доступ к трансмиссионному отделению 22, расположенному в нижней части микропогрузчика под полом кабины, что упрощает техническое обслуживание находящихся там узлов и трубопроводов основной и вспомогательной гидросистем, а также конечных передач.

В задней части микропогрузчика над моторным отделением на кабине в гнезде 2 располагается фара заднего света. За спиной оператора и частично под ним размещается моторное отделение, защищаемое сзади поворачивающейся на шарнирах 6 массивной дверью 9, выполненной из стального листа толщиной 3,5 мм. Эта дверь предохраняет узлы, находящиеся в моторном отделении, от повреждения при наездах, а ее повышенная масса благоприятствует устойчивости микропогрузчика при подъеме груза. В верхней части моторного отделения располагается топливный бак емкостью около 25 л (из расчета на дневную выработку). Заливная горловина бака 4 вынесена на левую сторону погрузчика. Тут же, несколько ниже, находится водяной радиатор 7 системы охлаждения трехцилиндрового дизеля фирмы «Кубота». Сам дизель 10 размещен в нижней части моторного отделения, а левее его расположена аккумуляторная батарея 13. Там же находятся изолированный бак 12 объединенной гидросистемы микропогрузчика и легкоразборный масляный фильтр И, задерживающий частицы загрязнителей размером до 3 мкм. В двигателе в основной и во вспомогательной системах гидропривода, а также для смазывания конечных (бортовых) передач используется один сорт масла. В средней части моторного отделения находится искрогаситель 8, который предотвращает возможность возникновения пожара, особенно при работе микропогрузчика в закрытых помещениях.

Ходовую часть микропогрузчика составляют четыре ведущих колеса 15, имеющие на ободе 17 обычные или широкопрофильные шины. Колеса не имеют подвески: они жестко прикреплены к корпусу машины, а необходимая плавность хода микропогрузчика обеспечивается за счет деформации шин. Гидрообъемный реверсируемый привод 16 колес левого и правого бортов машины осуществляется через цепные конечные передачи от двух гидромоторов, питаемых от гидронасоса, соединенного с дизелем. Оператор с помощью двух рычагов 30 управляет скоростью и направлением вращения отдельно колес левого и правого борта машины, обеспечивая тем самым не только необходимую скорость и направление движения машины, но и ее поворот (см. рис. Схемы поворота мини-тракторов, з), причем в том случае, когда колеса левого и правого бортов вращаются в разные стороны, поворот на 360° осуществляется практически вокруг вертикальной оси, проходящей через центр тяжести машины, и в пределах ее собственной длины. Описанная система гидрообъемного привода и управления обеспечивает, таким образом, микропогрузчику исключительные подвижность и маневренность, особенно внутри помещений, недоступных обыкновенным машинам. Необходимо отметить, что последнему в немалой степени способствует весьма короткая колесная база машины, составляющая всего 722 мм.

В передней части микропогрузчика располагается сцепное устройство 21, а на подъемных рычагах 25 устанавливается ковш 19 (20 — открытая его сторона) грузоподъемностью около 270 кг. Гидроцилиндры 24 вспомогательной гидравлической системы 23, воздействуя на подъемные рычаги 25, поднимают ковш 19 на высоту до 2,3 м, обеспечивая этим его разгрузку. Другие концы рычагов 25 и гидроцилиндров 24 шарнирно закреплены на стойках 14. Представленный ковш может быть легко заменен другими рабочими орудиями, выполняющими различные технологические операции.