TECHNIKA ROLNA

Pojazdy i ciągniki rolnicze

Pojazdy (tj. środki techniczne wyposażone we własne silniki), które znajdują zastosowanie w rolnictwie obejmują:

• Ciągniki rolnicze

• Samochody

- ogólnego przeznaczenia: osobowe, dostawcze, ciężarowe

- o przeznaczeniu wyłącznie rolniczym np. do przewozu, korekcji racic

• Maszyny samojezdne np. kombajny do zbioru roślin

• Pojazdy funkcjonalne

Ciągnik rolniczy- specjalistyczny pojazd, którego podstawowym zadaniem jest współpraca z:

• Narzędziami rolniczymi (pług)

• Maszynami rolniczymi (prasa)

• Rolniczymi przyczepami tranportowymi

Ciągnik rolniczy w zestawie ze współpracującymi narzędziami/maszynami i przyczepami rolniczymi spełnia funkcję źródła energetycznego.

Cel użytkowania ciągnika rolniczego  tworzenie agregatów

Ciągnik rolniczy+ maszyna/narzędzie= agregat maszynowy

Ciągnik rolniczy+ przyczepa= agregat transportowy

Ciągniki rolnicze i kryteria ich klasyfikacji

Kryterium zakresu wykonywanych prac w gospodarstwie:

• Ciągniki do podstawowych prac polowych

• Ciągniki uniwersalne

• Ciągniki do upraw międzyrzędowych (duży prześwit)

• Ciągniki sadowniczo-ogrodnicze

Uniwersalne ciągniki rolnicze najbardziej rozpowszechniona grupa rozwiązań w gospodarstwach ze względu na przystosowanie do pracy w:

- produkcji polowej

- produkcji zwierzęcej

- transporcie rolniczym

Kryterium budowy mechanizmów jezdnych:

• Ciągniki kołowe

- jednoosiowe

- dwuosiowe: z napędem na jedną oś (2WD)4K2

Z napędem na dwie osie (4WD)4K2a i 4K4- takie same koła mają z przodu i z tyłu

• Ciągniki gąsienicowe (katelpiler)

Kryterium mocy silnika ciągnika i jego siły uciągu (zdjęcie)

Ciągniki rolnicze na tle ogólnej klasyfikacji ciągników

Kryterium ogólnego przeznaczenia:

• Ciągniki rolnicze

• Ciągniki leśne

• Ciągniki budowlane

• Ciągniki transportowe: balastowe, siodłowe

• Ciągniki specjalne: melioracyjne, wyścigowe

Pojazdy funkcjonalne użytkowane w gospodarstwie rolnym

• nośniki narzędzi

• zestawy wielozadaniowe: ze wspólnym podwoziem, z wymiennym podwoziem

• zestawy ładująco- transportujące

• pojazdy do transportu podwórzowego

Ciągnik rolniczy i jego konstrukcja:

• moduły konstrukcyjne/ robocze ciągnika

• silnik spalinowy

• elementy układu przeniesienia napędu

• układ jezdny- koła napędowe

• układ kierowniczy z kołami sterującymi

• układ agregatowania z maszynami i narzędziami

• układ hamulcowy

• układ elektryczny

• układ hydrauliki zewnętrznej

• układ pneumatyczny

• miejsce pracy operatora/ kabina

Silnik spalinowy i jego zespoły robocze:

• części stałe (kadłub, blok cylindrowy, skrzynia korbowa, głowica)

• układ korbowo-tłokowy

• układ rozrządu

• układ chłodzenia

• układ smarowania

• układ zasilania (w paliwo)

• układ dolotowo- wylotowy

• układ rozruchowy

• układ elektrycznego zasilania (z elementem układu zapłonowego)

Kryteria klasyfikacji silnika:

• Charakterystyka pracy:

- dwusuwowe

- czterosuwowe

• Rodzaj zapłonu

- z zapłonem iskrowym (ZI)

- z zapłonem samoczynnym (ZS)

• Sposób tworzenia mieszanki paliwowo- powietrznej

- wtryskowe (ZS)

- gaźnikowe (ZI)

• Budowa układu rozrządu

- górnozaworowe

- dolnozaworowe

• Stopień sprężania

- niskoprężne (є<12)

- wysokoprężne ( є>12)

• Charakterystyka działania i budowa tłoka

- z tłokiem walcowym o ruchu posuwisto- zwrotnym

- z tłokiem obrotowym (silnik rotacyjny- Wankla)

• Liczba par roboczych

- jednocylindrowe

- wielocylindrowe

• Wzajemne ustawienie cylindrów

- w układzie równoległym

- w układzie przeciwległym

- w układzie V

Silnik czterosuwowy - zasada działania

• Suw ssania - tłok (1) przesuwa się w dół z górnego do dolnego skrajnego położenia. W tym czasie zawór ssawny (2) jest otwarty, co pozwala na zassanie do cylindra powietrza lub mieszanki paliwo-powietrznej.

• Suw sprężania - tłok przesuwa się w górę, do górnego skrajnego położenia. Powietrze lub mieszanka paliwo- powietrzna zostaje sprężana do wymaganego ciśnienia. Oba zawory ssawny (2) i wydechowy (3) są zamknięte.

• Suw pracy - przed osiągnięciem górnego skrajnego położenia w silnikach wysokoprężnych i tych z elektronicznym wtryskiem paliwa następuje wtrysk paliwa i zapłon samoczynny lub wymuszony iskrą. Spalające się paliwo powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia, co wymusza ruch tłoka do dolnego skrajnego położenia. Oba zawory ssawny (2) i wydechowy (3) są zamknięte.

• Suw wydechowy - tłok porusza się w górę do górnego skrajnego położenia, podczas gdy zawór wydechowy jest otwarty. Gazowe produkty spalania paliwa (spaliny) zostają wypchnięte z przestrzeni roboczej silnika.

W silnikach wysokoprężnych zapłon mieszanki następuje samoczynnie w wyniku wysokiej temperatury wytworzonej przy sprężaniu.

Silnik dwusuwowy jest to silnik spalinowy, w którym cztery fazy pracy (ssanie, sprężanie, praca i wydech) wykonywane są w ciągu dwóch suwów (od górnego do dolnego skrajnego położenia) tłoka.

• Suw sprężania - w pierwszej fazie suwu sprężania następuje "przepłukanie" przestrzeni roboczej silnika (1). Wtedy to spaliny powstałe w poprzednim cyklu pracy są wytłaczane przez kanał wydechowy (2), jednocześnie do przestrzeni roboczej przez kanał międzykomorowy (3) napływa mieszanka paliwowa zgromadzona wcześniej w przestrzeni korbowej silnika (4). W dalszej fazie suwu sprężania tłok (5), pełniący także rolę zaworu, zamyka kanał wydechowy i międzykomorowy, odsłaniając jednocześnie kanał ssawny (6). W czasie sprężania paliwa w komorze spalania, świeża porcja mieszanki paliwowej napływa przez kanał ssawny do przestrzeni korbowej silnika.

• Suw pracy - Przed dojściem do górnego martwego położenia tłoka następuje zapłon paliwa, które gwałtownie się rozprężając powoduje ruch tłoka w dół do dolnego skrajnego położenia. W końcowej fazie tego suwu odsłaniany jest kanał wydechowy i spaliny zaczynają opuszczać przestrzeń roboczą. Cykl się powtarza.

• Jako że silniki dwusuwowe nie mogą być wyposażone w miskę olejową, smarowanie układu korbowego musi być zapewnione przez mieszankę paliwową. W tym celu do paliwa dodaje się pewną ilość oleju silnikowego.

Ciągłość pracy silników spalinowych tłokowych jest zachowana w wyniku cyklicznego powtarzania się procesów:

• napełniania cylindra mieszanką paliwowo-powietrzną

• Sprężania ładunku i zapalania mieszanki

• Rozprężania gazów spalinowych połączonego z wykonaniem pracy użytecznej,

• Usunięcie spalin z cylindra.

Zalety silnika dwusuwowego na tle silnika czterosuwowego

• prostsza konstrukcja

• mniejsza masa

• tańszy w wykonaniu

• bardziej równomierna praca

• ok 1,5- krotnie większa moc w porównaniu z analogicznym silnikiem czterosuwowym- o tych samych wymiarach; liczbie obrotów

Wady silnika dwusuwowego:

• gorsze parametry pracy na bardzo wolnych i szybkich obrotach

• wyższe jednostkowe zużycie paliwa

• niepełne spalanie i stąd wydzielanie bardziej toksycznych spalin

• problemy z uszczelnieniem skrzyni korbowej

• trudniejsze chłodzenie silnika

• bardziej intensywne osadzanie się nagaru w komorze spalania

Zalety silnika rotacyjnego w porównaniu z silnikiem tłokowym

• prosta budowa

• równomierność pracy

• niskie użycie paliwa

• mniejsze wymiary

• mniejszy ciężar

Paliwo- substancja której głównym składnikiem jest węgiel, zdolna do wydzielania znacznej ilości ciepła przy intensywnym utlenianiu (spalaniu) i uzyskania wysokiej temperatury.

Podział paliw:

• Ze względu na pochodzenie:

- paliwa naturalne: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf, biomasa (w tym drewno), ropa naftowa, gaz ziemny, biogaz

- paliwa sztuczne: tj. wytwarzane przy przeróbce paliw naturalnych, koks, olej opałowy, olej napędowy, benzyna, gaz drzewny, gaz świetlny, LPG

• Ze względu na stan skupienia:

- paliwa stałe

- paliwa ciekłe

- paliwa gazowe

• Ze względu na zastosowanie:

- paliwa opałowe (do spalania zewnętrznego) węgiel, koks, drewno

- paliwa napędowe (do spalania wewnętrznego) benzyna

- paliwa jądrowe

Składniki paliwa:

• wydzielające ciepło: węgiel, wodór

• domieszki: siarka, tlen, azot, para wodna, dwutlenek węgla

Olej napędowy

Cechy użytkowe oleju napędowe:

• lepkość → optimum ze względu na jakość rozpylenia, konieczność uszczelnienia i smarowania par precyzyjnych

Lepkość paliw zimowych jest niższa w porównaniu z paliwami letnimi.

• zdolność paliwa do samozapłonu

Liczba cetonowa (LC)- umowny wskaźnik zdolności paliwa do samozapłonu w silnikach o ZS, wyrażamy liczbą od 0 do 100.

LC jest liczbowo równa zawartości (w%) n- cetonu (LC=100) w mieszaninie z a-metylonaftalenem (LC=0)

LC dla olejów napędowych powinna mieścić się w przedziale 40-60 dla LC<40- paliwa powodują twardą pracę silnika LC>60 pogarsza się jakość spalania (spalanie niecałkowite, wzrasta użycie paliwa)

• temperatura mętnienia (wydzielanie kryształów węglowodorów parafinowych) dla olejów letnich temp. nie wyższa niż -5^OC

• temperatura krzepnięcia- temperatura zablokowania zimnego filtru

• skłonność do tworzenia osadów- nagaru (spowodowana obecnością w paliwie substancji asfaltowo- żywicznych i związków siarki

• własności korozyjne (zawartość siarki i jej związków)

• zawartość zanieczyszczeń mechanicznych

• stabilność i bezpieczeństwo przechowywania (temperatura zapłonu określająca bezpieczeństwo magazynowania i transportu

Charakterystyczne cechy benzyny:

• temperatura zapłonu -40^OC

• liczba oktanowa (LO)- umowny wskaźnik odporności paliwa na spalanie detonacyjne (stukowe) w silnikach o zapłonie iskrowym (ZI): przedział wartości LO: 0-120; wraz ze wzrostem LO rośnie odporność paliwa na spalanie detonacyjne; paliwo wzorcowe: izooktan LO=100+heptan LO=0

Sprzęgło dwustopniowe w ciągniku- budowa:

1. koło zamachowe silnika

2. napęd wałka odbioru mocy

3. napęd skrzyni przekładniowej

4. tarcza napędu skrzyni przekładniowej

5. tarcza pośrednicząca

6. tarcza napędu wałka odbioru mocy

7. tarcza dociskowa

8. sprężyny dociskowe

Skrzynia przekładniowa:

1. wał sprzęgłowy

2. wał pośredni

3. wał główny

4. sprzęgło kłowe

5. wodziki

6. widełki

7. prowadnica

8. dźwignia zmiany biegów

Tylny most z mechanizmem różnicowym- ogólna budowa:

• przekładnia kątowa (stożkowa)

• mechanizm różnicowy

• blokada mechanizmu różnicowego

• półosie

• koła przekładni zwolnicy

• wał koła napędowego

Układ kierowniczy w ciągniku- ogólna budowa:

• koło kierownicy

• kolumna kierownicy

• przekładnia kierownicza

• drążek podłużny

• drążek poprzeczny

• ramię zwrotnicy

• zwrotnica

• oś koła

• koła sterujące

Geometria przednich kół pojazdu:

• pochylenie koła

• pochylenie zwrotnicy

• wyprzedzenie zwrotnicy

• zbieżność kół

Układ hamulcowy:

szczękowy, uruchamiany hydraulicznie

szczękowy, uruchamiany mechanicznie

Parametry pracy silnika spalinowego:

• suw (część obiegu roboczego)

• GZP (górne zwrotne położenie)

• DZP (dolne zwrotne położenie)

• skok tłoka (s)

• pojemność skokowa cylindra

• pojemność komory sprężania (spalania)

• całkowita pojemność cylindra

• stopień sprężenia

Mechanizm korbowo tłokowy zamienia postępowo-zwrotny ruch tłoka na obrotowy ruch wału korbowego. Podstawowymi elementami mechanizmu są:

· Tłoki

· Korbowody

· Wał

· Korbowy

· Koło zamachowe

Zadaniem tego zespołu jest przenoszenie energii z tłoka na wał korbowy.

Układ rozrządu silnika jest mechanizmem sterującym wymianą gazów w przestrzeni nad tłokiem. Działanie układu polega na otwieraniu i zamykaniu w ściśle określonym czasie kanałów dolotowych i wylotowych silnika.

Układ smarowania. Zadaniem układu smarowania jest dostarczanie oleju do ruchomych części silnika w celu zmniejszenia tarcia występującego podczas pracy silnika.

Zadania układu smarowania

· Zmniejszenie oporu tarcia

· Odprowadzenie ciepła wytworzonego podczas tarcia

· Oczyszczenie trących powierzchni i odprowadzenie zanieczyszczeń do filtra

· Uszczelnienie współpracujących powierzchni

· Zabezpieczenie powierzchni przed korozją

· Tłumienie drgań i hałasu pracujących części

Układ zasilania silnika. Zadaniem układu zasilania jest dostarczenie powietrza i paliwa do komory spalania cylindra w celu wytworzenia mieszanki o odpowiednim składzie.

Filtr powietrza

Zadanie

· Oczyszczanie powietrza z pyłów, kurzy

· Zwiększenie mocy (turbodoładowanie)

Układ chłodzenia- zadania: odprowadzenie części niewykorzystanego ciepła, schładzanie nadmiernie rozgrzanych elementów silnika i utrzymywanie optymalnej temperatury pracy silnika, niezależnie od obciążenia i temperaturyotoczenia.

Sposób chłodzenia

· Powietrzem- polega na wymianie ciepła między rozgrzanymi elementami silnika a atmosferą. Strumień powietrza owiewa nagrzane ścianki cylindrów, głowic i odprowadza od nich ciepło.

· Cieczą- czynnikiem chłodzącym jest ciecz, która przepływając kanałami w bloku cylindrowym i w głowicy odbiera ciepło od cylindrów i komór spalania. Podstawowymi zespołami takiego układu są chłodnica, wentylator, pompa wodna, termostat i płaszcz wodny bloku cylindrowego i głowicy.

10

---