Мал, да удал!

Как известно, при движении по борозде трактор значительно уплотняет нижний слой почвы, а также рыхлую землю, осыпавшуюся с краев борозды. Избежать этого возможно, только пустив его колесами по непропаханной земле, как работает «Кировец» или Т-150. Но у них и мощность больше, чем, например, у тракторов МТЗ-50, МТЗ-80. Поэтому при разработке своей конструкции микротрактора я стремился повысить его энерговооруженность. Но на практике был получен отрицательный результат: в связи с тем, что плуг навешивался в крайнем положении от оси симметрии, трактор не мог идти прямо.

Здесь к тому же необходимо учитывать не только мощность двигателя, но и параметры (и количество) лемехов, которые трактору приходится тянуть. Эта зависимость видна из следующих простейших расчетов. Глубина борозды, как известно, должна быть не менее 18 см. При поперечном сечении борозды 18X24 см наименьшее тяговое усилие, приходящееся на один лемех при удельном сопротивлении почвы 45 кгс/дм², составит 196 кгс, при удельном сопротивлении почвы 70 кгс/дм² (тяжелая земля) — примерно 300 кгс. В свою очередь, тяговые качества трактора зависят от диаметра ведущих колес и собственной массы, приходящейся на эти колеса.

Исходя из этих предпосылок и были определены основные данные для расчета передаточного отношения. Масса трактора принята около 600 кг; при полной загрузке двигателя масса, приходящаяся на ведущие колеса, превосходит 900 кг. Обороты двигателя n=1800…2100 об/мин. Скорость при пахоте на первой передаче — 3…3,5 км/ч.

Кстати, о скорости. Выбор ее при пахотных работах определялся больше практикой. Замечено, что на большей скорости (4—5 км/ч) трактор идет несколько неустойчиво; его начинает раскачивать на неровностях почвы, увеличивается пробуксовка ведущих колес. А на меньшей скорости недостаточно загружается двигатель. Трактор идет нестабильно, «боится» неровностей, так как не хватает инерции, чтобы их преодолеть. Не случайно конный плуг эксплуатируется со скоростью примерно 4…4,5 км/ч, тем более что параметры его лемеха считаются для этой скорости оптимальными.

Режим работы двигателя микротрактора был принят в диапазоне наибольшего крутящего момента. Значительные трудности возникли при выборе компоновочного решения и понижающей передачи между двигателем и задним мостом, так как ставилась цель обеспечить наименьшие габариты, колею и базовое расстояние.

За основу конструкции был взят «недефицитный» мост от грузовика ГАЗ-51 (i=6,67). Для достижения необходимого передаточного отношения введена дополнительная понижающая передача с i=3,17. Прорабатывались варианты с коробкой от ГАЗ-51 или цепной передачей, но получить при этом приемлемые габариты трактора не удалось. Поэтому использован редуктор вала отбора мощности от трактора ДТ-75 — прямозубый, одноступенчатый (Z1=18, Z2=57). Редуктор был доработан. Установлена еще одна пара прямозубых шестерен (Z3=24, Z4=51, i=2,13) для транспортного использования. Задний мост предельно укорочен. Головки заклепок, фиксирующие чулки моста, срубались, оставшаяся часть проталкивалась внутрь чулка. Распрессовка чулок из картера редуктора заднего моста происходит довольно легко при помощи специальных оправок и кувалды. Чулки моста протачиваются до сварочного шва тормозного диска. В отверстиях, оставшихся после заклепок, нарезается резьба М12 для фиксации укороченных чулок.

Задний мост крепится к раме с помощью стремянок и дополнительных ушек на тормозных дисках. Корпус редуктора заднего моста соединяется с промежуточным редуктором кожухом сварной конструкции, который имеет два фланца с центрирующими буртиками. Один из фланцев крепится болтами к редуктору вместо крышки с сальниками, другой — к корпусу заднего моста, также вместо крышки с сальником. Валы соединяются друг с другом с помощью разъемной жесткой муфты. Картер понижающего редуктора и заднего моста имеют общую масляную ванну.

Полуоси использованы от ГАЗ-51. Задние колеса от трактора «Беларусь» МТЗ-50 или МТЗ-80. Также возможна установка колес с дисками от грузовых автомобилей ГАЗ-51, ГАЗ-53, имеющих несколько больший диаметр и ширину. При этом колея увеличивается с 760 до 1350 мм, что удобно при эксплуатации трактора на транспортных работах.

Выбирая типоразмер колес, их диаметр и ширину обода, следует учитывать, какие работы будут преобладать при эксплуатации. Для тракторов, которые преимущественно используются на транспортных работах,— колеса с размером обода 13—16. Для пахотных работ желательны колеса большого диаметра — с размером обода 18—24: шины с большим диаметром могут передавать большее тяговое усилие, имеют меньшее сопротивление качению. Так, при сравнении колес 11X24″ и 9X40″ при пробуксовке 20% и нагрузке на ось 1400 кгс тяга составляла 1300 кгс и 900 кгс соответственно, то есть вследствие меньшего диаметра тяговое усиление трактора упало на 32%.

Передний мост изготовлен с использованием ступиц от качалок заднего моста мотороллера. Поворотные кулаки и рулевые тяги передних колес после незначительной доработки использованы от мотоколяски СЗА (так же, как и передние колеса). Двигатель от мотоцикла АА-72 или К-750 имеет наиболее подходящие характеристики для использования на тракторе. По-видимому, двигатель типа М-67 или МТ-9 с рабочим объемом 650 см³ (против 750 см³ у М-72) потребует большего передаточного числа в трансмиссии, чего можно достичь, если использовать коническую пару редуктора заднего моста от ГАЗ-63 (i=7,6) или от ГАЗ-52, ГАЗ-53, ГАЗ-66 (i=6,83).

Изменения в двигателе связаны с установкой винта принудительного охлаждения, приводящегося через резинометаллическую муфту от носка коленчатого вала. В передней крышке двигателя отверстие под ступицу винта растачивается специальным приспособлением, напоминающим головку расточного станка с одиночным резцом. Приспособление ввинчивается в коленчатый вал, в переднем носке которого нарезана резьба М20Х2. Все операции на двигателе должны быть выполнены тщательно: от этого зависит срок службы резинометаллической муфты и всего узла в целом.

Кроме вспашки земли, трактор используется для всех операций по возделыванию картофеля. Прицепные орудия поднимаются двуплечим рычагом с автоматической фиксацией в приподнятом положении. Плечо, поднимающее плуг, в 1,5 раза короче переднего плеча рычага. Для обеспечения необходимого подъема орудий принят предельно увеличенный ход переднего плеча рычага, соединяемого с плугом или другим навесным орудием жесткой тягой регулируемой длины.

Гидравлика не используется, несмотря на солидный вес трактора и навесного оборудования, по нескольким причинам:

1) изготовить и смонтировать гидросистему в любительских условиях очень сложно, к тому же отбирается мощность двигателя на привод гидронасоса;

2) система более сложная, следовательно, менее надежная; отсутствует обратная связь между навесным орудием и органом управления, то есть отсутствует возможность, управляя трактором, оперативно корректировать глубину вспашки в зависимости от рельефа обрабатываемого участка и жесткости почвы.

Усилие, необходимое для подъема плуга, не превышает 20 кг. На тракторе используется двухкорпусный плуг, изготовленный из предплужников тракторного плуга. Предплужники оснащаются полевой доской и увеличенным отвалом. При этом было обнаружено, что полевую доску можно поставить только на левом плуге, что позволяет уменьшить расстояние между плугами вдоль оси трактора.

Два плуга с помощью болтов крепятся к центральной балке, представляющей собой швеллер № 7 с приваренной к полкам пластиной (для получения жесткого прямоугольного профиля). Центральная балка крепится с помощью болтов М20 к подвеске плуга, представляющей собой обрезанный карданный вал от ГАЗ-51 с приваренной прямо к трубе вала пластиной.

Двухкорпусный плуг крепится к трактору с помощью карданного шарнира, дающего возможность поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной осей. Дополнительное заглубление плута позволяет производить регулируемая тяга, соединяющая двуплечий рычаг с пластиной, которая фиксируется на задней монтажной доске. Благодаря последней можно перемещать точку прицепа плуга в горизонтальной и вертикальной плоскостях, регулируя тем самым величину захватываемого слоя и глубину вспашки. Аналогичным образом навешивается и окучник-культиватор (двух- или четырехкорпусной). Для окучника-культиватора необходима жесткая двухточечная подвеска с дополнительной тягой, то есть он может перемещаться только в вертикальной плоскости.

При создании трактора было применено управление мотоциклетного типа (руль от «Явы 634»), уже хорошо зарекомендовавшее себя на микротракторе. Хотя применение непосредственного управления, без рулевого механизма, на тракторе такого веса и мощности на первый взгляд рисковано. Руль связан с поворотным рулевым рычагом с помощью двух валов, соединенных между собой карданным шарниром. Чтобы уменьшить поворот передних колес при наклонах и при езде по неровностям, следует стремиться предельно приблизить поворотный рычаг к центральной оси моста. Мотоциклетная посадка на тракторе позволяет изменять центр тяжести движущейся машины так же, как и на мотоцикле, компенсируя раскачку и пробуксовку трактора.

Трактор комплектуется прицепом грузоподъемностью в 1 тонну со всеми откидывающимися бортами. Прицеп имеет пространственную раму ферменного типа из труб 1″ и 0,5″. Используются колеса от инвалидной коляски С3А с размером обода 5Х10″, диаметром 500 мм. В связи с тем, что наибольшая нагрузка на колесо не должна превышать 330 кгс, пришлось установить 4 колеса на одной оси. Для их крепления были использованы специальные ступицы в виде катушки сварной конструкции, диаметр которой — 234 мм, а расстояние между установленными фланцевыми поверхностями колес— 150—160 мм. Скат, состоящий из ступицы и 2 колес, крепится на сплошной оси центральной гайкой. Ось представляет собой трубу с наружным диаметром 54 мм, которая жестко крепится к раме. Диски колес крепятся на пяти шпильках. Чтобы снять внутреннее колесо, необходимо снять скат с оси. Предельная грузоподъемность прицепа 1500 кгс. Масса прицепа 180 кг. Кузов прицепа изготовлен из стального листа толщиной 1,7 мм путем двойной отбортовки с загибом по краю листа. Размеры кузова 2240X1300X370 мм. Одна четвертая часть массы передается на трактор. Отсутствие амортизации и использование колес малого диаметра позволяют иметь уровень пола прицепа на высоте 600 мм.

Трактор снабжен шестивольтовым электрооборудованием от мотоцикла, а также световой сигнализацией и освещением. Указатели поворота и габаритные фонари использованы от «Явы 634». Сиденье — трехместное, изготовлено из двух губчатых подушек от мотоцикла Иж-П4. При необходимости вполне можно разместиться и вчетвером. Крылья задних колес выполнены из стального 2-мм листа и крепятся к тормозным дискам заднего моста. Рама трактора изготовлена из швеллеров № 7 и № 8 и представляет собой два прямоугольника, при этом один частично находится над другим. Задняя, нижняя часть рамы проходит под задним мостом и подтягивается к нему на стремянках. Сиденье и устройство автоматической фиксации двуплечевого рычага смонтированы на легкой раме из уголка 40Х40, который на болтах крепится к основной раме. Поперечные кронштейны центральной оси переднего моста также крепятся на болтах к центральной раме. Монтажная плита, являясь также опорой для двуплечевого рычага, с помощью болтов и двух тяг крепится к центральной раме.

При проектировании трактора я стремился уменьшить массу, приходящуюся на передний мост, для улучшения тягово-сцепных качеств трактора.

В результате на переднюю ось приходится 25—30%, на заднюю — 70—75% его массы. Поэтому в передней его части был установлен противовес массой 25—45 кг.

П. КОПЬЕВ, г. Белорецк