Organizarea generală a tractoarelor [307263]

Organizarea generală a [anonimizat] –

Student: [anonimizat] : 8403B

Profesor coordonator : Ș.l. dr. ing. Marius Toma

Capitolul I

Scurt istoric

Originea cuvantului  tractor vine din limba latina („tractare”, „a trage”). Primul tractor a [anonimizat]-a lungul timpului a [anonimizat], si multe alte domenii.[1]

Tractorul este un vehicul proiectat special pentru a [anonimizat] a trage remorci sau echipamente grele folosite in agricultura si constructii. [anonimizat] a descrie un vehicul de ferma care furnizeaza putere si tractiune pentru a [anonimizat]. [anonimizat] o sursa de putere daca uneltele sunt mecanizate.[2]

[anonimizat] a conduce o masinarie agricola mecanizata prin intermediul unei curele flexibile. Richard Trevithick a proiectat in 1812 [anonimizat] “motor de hambar” si a fost folosit pentru a propulsa o masina de treierat porumb. [2]

Fig.1 – Tractor cu aburi [3]

In anul 1892, John Froelich a inventat si construit primul tractor motorizat pe benzina / [anonimizat], SUA. Un motor “Van Duzen” pe benzina cu un cilindru a fost montat pe un sasiu de motor “Robinson”, care putea fi controlat si propulsat de catre cutia de viteze a lui Froelich. Dupa ce a [anonimizat] a fondat “Waterloo Gasoline Engine Company” si si-a investit toate bunurile. Totusi, aceasta aventurare a [anonimizat] 1895 totul a fost pierdut si compania a dat faliment.[2]

Fig.2 – Primul tractor motorizat pe benzina [4]

Compania “Richard Honrsby & Sons” [anonimizat]. [anonimizat] a fost realizat in 1896 cu un motor de 20 CP. In 1897, a fost inregistrata prima cumparare a [anonimizat]-King. [anonimizat] a primit Medalia de Argint a Societatii Agricole Regale din Anglia. Tractorul a fost retras ulterior in fabrica si a fost echipat cu senile.[2]

Fig. 3 – Primul tractor cu motor pe ulei [5]

Primul tractor de uz general usor cu motor pe petrol care a avut succes comercial a fost construit de inventatorul britanic Dan Albone in 1901. Acesta a completat patentul pe 15 februarie 1902 [anonimizat] a fondat compania “Ivel Agricultural Motors Limited”. El a numit tractorul “Ivel Agricultural Motor”, cuvantul “tractor” intrand in uz mai tarziu. “Ivel Agricultural Motor” [anonimizat], avea o singura roata de cauciuc pe fata si doua roti mari pe spate asemenea tractoarelor moderne. In 1903, pretul unui tractor era de 300 de lire sterline. S-au fabricat aproximativ 500 [anonimizat]. Motorul original folosit a fost realizat de “Payne & Co.” [anonimizat] 1906 fiind folosite motoare frantuzesti “Aster”.[2]

Fig 4. – Primul tractor de uz general cu motor pe petrol [6]

Cel mai mare tractor agricol din lume este “Big Bud 747”, un tractor construit la comanda in anul 1977 in Havre, Montana. Tractorul are 8,2 metri lungime, 6,1 metri latime si 4,3 metri inaltime. Are un motor “16V92 Detroit Diesel” in 16 cilindrii capabil sa produca 900 CP la 1190 RPM. A fost proiectat si construit de Wilbur Hensler si angajatii lui de la “Northern Manufacturing Company” pentru un cost de aproximativ 300 000 de dolari. A fost construit pentru fratii Rossi, cultivatori de bumbac din Bakersfield, California, unde a fost folosit timp de 11 ani pentru scarificare. Ulterior a fost cumparat de “Willowbrook Farms” din Indialantic, Florida pentru aceleasi sarcini, iar in final, in 1997, a fost cumparat de “Williams Brothers” din Big Sandy, Montana si a fost folosit pentru a trage un cultivator de 24 de metri. Astazi, “Big Bud 747” este expus la Muzeul Heartland din Clarion, Iowa.[2]

Fig.5 – Big Bud 747 [7]

ISTORIA TRACTORULUI IN ROMANIA

Primul tractor românesc s-a numit IAR-22 și a fost realizat la 26 noiembrie 1946 la fostele uzine IAR, devenite “Tractorul”, din Brașov. În primul an de fabricație, 1947 s-au construit 280 de tractoare, iar in timp,  capacitatea de producție a crescut la cca 60.000 bucãți/an, in vremurile bune cand  fabricația de tractoare s-a extins  și la Craiova, Miercurea-Ciuc, Timișoara și Codlea.[1]

Fig.6 – Tractorul IAR-22 [8]

În anul 1951 a început fabricația în serie a tractorului pe șenile KD-35 cu destinație generalã, care realiza cinci viteze pentru mersul înainte cuprinse între 3,81 și 9,11 km/h și era echipat cu un motor Diesel în patru timpi cu puterea de 37 CP la 1400 rot/min.[1]

Fig.7 – Tractorul cu senile KD-35 [9]

În anul 1955 a început fabricația tractorului Universal-2 (U-2) pe roți, echipat cu același motor D-35 al tractoarelor KD-35, realiza cinci viteze de mers înainte cuprinse între 4,56 și 12,95 Km/h, având un domeniu de utilizare mai larg. Ulterior s-a trecut la fabricarea tractorului U-26, U-27, U-29, U-450, cu prizã de putere semiindependentã și instalație hidraulicã pentru acționarea diferitelor mașini agricole purtate și remorcate, aceste tractoare realizau 10 viteze de mers înainte, cuprinse în intervalul 2,83-22,40 km/h și erau echipate cu motor Diesel de 45 CP la turația de 1500 rot/min.[1]

Fig. 8 – Tractorul Universal U-29 [10]

Fig. 10 – Tractorul Universal-45 [10]

Un pas important în dezvoltarea industriei românești de tractoare l-a constituit trecerea în anul 1963 la fabricarea în serie a tractoarelor pe roți U-650 cu varianta U-651 (cu patru roți motoare), destinate sã execute majoritatea lucrãrilor agricole, inclusiv lucrãrile de întreținere a culturilor prãșitoare, precum și lucrãrile de transport. Aceste tractoare au fost echipate cu motor Diesel (D-103) cu injecție directã și pornire electricã, cu puterea de 65 CP la turația de 1800 rot/min, dezvoltând 10 viteze de mers înainte cuprinse între 2,58-26,94 km/h. În prezent aceste tractoare se produc în variante modernizate U-650M , U-651M, U-650 super și U-650 DT super, echipate cu motor Diesel D-110.[1]

Fig.11 – Tractorul Universal-650 M [11]

În perioada 1963-1968 s-a început fabricația altor tipuri de tractoare cum ar fi: S-1300 tractor pe șenile cu putere de 130 CP ( anul 1963); S-650 tractor pe șenile echipat cu motor D-104 (anul 1965), în prezent se produc variante modernizate S-651 LS și IF-650 E [1]

Fig.12 – Tractorul Universat S-651 LS [12]

În anul 1969 a început construcția tractoarelor pe roți și șenile din familia U-445 (fig. 1.2), cu motor de 45 CP în variantele Universal (U-445, U-445 DT, U-445 DTE, U-445 SD, U-445 DTSD, S-445), legumicol (U-445 L), viticol (U-445 V, SV-445, U-445 HCV), pomicol (U-445 HCP), pentru lucrãri în pante (SM-445) și pentru lucrãri multiple (U-445 TIH), cu performanțe la nivelul tehnicii mondiale. În anul 1970 a început fabricația tractorului S-1500, echipat cu motor Diesel supraalimentat cu puterea de 150 CP, iar în prezent se construiesc tractoarele S-1800 IF și S-1800 LS pentru lucrãri în construcții și industriale, echipate cu motoare de 180 CP.[1]

Fig. 13 – Tractorul Universal -445HC [13] Fig.14- Tractorul Universal -445DT [13]

Ulterior, au fost realizate noi tipuri de tractoare agricole cu performanțe îmbunãtãțite (U-350, U-500 cu diverse variante, U-530 cu variante, U-550 cu variante, A-1800 A), precum și noi tipuri de tractoare industriale cu transmisii hidrodinamice și ramã articulatã (A-1801 IF, A-1801 L, A-3602 IF), în prezent se fabricã în România peste 53 de tipuri de tractoare, pe roți și pe șenile, în peste 300 de variante, în 12 grupe de puteri: 25-300 CP.[1]

Fig.14 – Tractorul Universal A-1800 A [14]

Fig.15 – Tractorul Universal A-3602 L[15]

CAPITOLUL 2

Clasifcarea tractoarelor

Dupa destinatie

Agricole – cu destinatie generala (se mai numesc si tractoare de “arat”)

Fig.16 – Tractor cu destinatie generala[16]

– universal (au mai multe game de viteza)

– specializate (au o constructie speciala, pentru diferite lucrari)

Fig.17 – Tractor pomicol [17]

Industriale – Tractoare industriale cu destinatie generala

– Tractoare industriale specializate – utilizate pentru diferite operatiuni industriale ( de exemplu pentru sapat si incarcat, pentru terenuri mlastinoase, pentru lucrari in constructii etc. )

Fig.18 – Tractor industrial folosit pentru sapat

– Tractoare rutiere

Fig.19 – Tractor rutier [18]

2. Dupa sistemul de rulare

Pe roti – Cu o singura punte (2×2) – motocultor

Fig.20 – Motocultor [18]

– Cu 2 punti (3×2, 4×2, 4×4 )

Fig.21 – Tractor 4×4 [19]

– Cu 3 punti ( 6×2, 6×4, 6×6 )

Fig.22 – Camion Army 6×6 [20]

Cu Semisenile

Fig.23 – Tractor cu semisenile [21]

Cu Senile

Fig. 24 – Tractor CASE cu senile [22]

3. Dupa tipul transmisiei

– Cu transmisie mecanica

– Cu transmisie hidromecanica

– Cu transmisie hidrostatica

– Cu transmisie electrica

– Cu transmisie electromecanica

CAPITOLUL 3

Sisteme ce compun tractorul

Motorul – In general, motoarele care echipeaza tractoarele sunt motoare cu aprindere prin comprimare, datorita faptului ca acestea dezvolta un moment mare la turatii mai mici, spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scanteie

Motoarele montate pe tractoare ,în general ,depend de destinația de lucru a tractorului încă din faza de proiect , astfel motoare de puteri mari pe tractoarele din gama mare , motoare de puteri intermediare pe gama de tractoare mijlocii și motoare de puteri mici pe gama de tractoare mici.

Fig.25 – Motor diesel in 4 cilindri in linie [23]

Transmisia – Tractoarele folosesc mai multe tipuri de transmisii in functie de tipul tractorului si de destinatia sa. Fiecare tip de transmisie prezinta avantaje dar si dezavantaje, acesta fiind motivul pentru care, in prezent, exista mai multe tipuri de transmisii ce echipeaza tractoarele.

Transmisiile mecanice – sunt cele mai raspandite tipuri de transmisii utilizate in constructia tractoarelor, datorita simplitatii si sigurantei oferite in functionare.

Acestea sunt alcatuite in general din ambreiaj principal, cutie de viteze, transmisie centrala, diferential ( pentru tractoarele cu sistem de rulare pe roti) sau mecanisme de directie (pentru tractoarele cu sistem de rulare pe senile), transmisie finala. Pe langa transimia propriu-zisa, tractoarele sunt prevazute cu transmisii speciale , pentru actionarea diferitelor mecanisme.[24]

Fig.26 – Schema cinematica a transmisiei mecanice pentru tractoare cu doua roti motoare [24]

Fig.27 – Schema cinematica a transmisiei mecanice pentru tractoare cu patru roti motoare [26]

Fig.28 – Schema cinematica a transmisiei mecanice pentru tractoare pe senile [24]

Avantajele transmisiilor mecanice:

siguranta in functionare si simplitate ;

cost scazut ;

randament mare ;

numar ridicat de trepte de viteza datorita reductorului ;

Dezavantajele transmiisilor mecanice:

rapoarte fixe de transmitere

nu amortizeaza socurile si vibratiile transmisiei

depind de indemanarea operatorului

nu protejeaza tractorul la suprasarcini

Transmisiile hidrodinamice sunt compuse din urmatoarele elemente:

1. rotor pompa, solidar cu arborele motorului termic de antrenare;

2. rotor turbina, solidar cu arborele de iesire;

3. stator sau difuzor, care este fix sau se poate roti in acelasi sens cu celelalte rotoare [24]

Fig.29 – Constructia hidrotransformatorului[24]

Hidrotransformatorul prezentat in figura 30 este format din : 1- rotor pompa ; 2- rotor turbina ; 3 – difuzor ; 4 – arborele difuzorului ; 5 – capac frontal ; 6 – flansa de antrenare a pompei primare de ulei ; 7- flansa carcasei ; 8 – cuplaj unisens ; 9 – arborele turbinei.[24]

Figura 30 – Curgerea fluidului (uleiului ) in hidrotransformator : sus, curgerea din pompa in turbina; jos, curgerea din turbina in pompa, prin stator [24]

Figura 31 – Schema cinematica a transmisiei hidrodinamice cu ambreiaj hidrodinamic, folosita la tractoare cu roti [24]

Figura 32 – Schema cinematica a transmisiei hidraulice folosita la tractoare cu senile [24]

Avantajele transmisiilor hidrodinamice :

protejeaza motorul si transmisia de socuri sau suprasarcini;

atenueaza transmiterea vibratiilor;

permit variatia automata a vitezelor si a fortelor de tractiune;

nu depind de indemanarea operatorului;

mentenabilitate buna;

Dezavantajele transmisiilor hidrodinamice :

nu asigura o decuplare perfecta a motorului de transmisie;

permite aparitia socurilor intre rotile dintate ale cutiei de viteze;

randament mai scazut decat in cazul transmisiilor mecanice;

consum de combustibil ridicat [26]

Transmisia hidrostatica – este un ansamblu hidropropulsiv care poate transforma si transmite continuu o putere preluata de la un arbore de antrenare la unul sau mai multi arbori receptori. Transmisia hidrostatica realizeaza o dubla transformare a energiei:prima, la intrare, unde energia mecanica de la arborele conducator se transforma in energie hidraulica de presiune.La iesire, energia hidraulica este transformata inapoi in energie mecanice.Unitatile de intrare, respectiv de iesire, se numesc pompa hidraulica, respectiv motor hidraulic.

Elementele componente ale unei astfel de transmisie sunt: pompa si motorul hidraulic (elementele fundamentale ale sistemelor hidraulice), sisteme de comanda, de actionare si de reglare (distribuitoare, supape, regulatoare) si sisteme auxiliare (conducte, racorduri, filtre, rezervoare).

Figura 33 – Pompa cu pistoane rotative radiale [24]

Figura 34 – Schema cinematica a transmisiei hidrostatice a unui tractor cu patru roti motoare [24]

In schema cinematica de mai sus, se folosesc doua pompe antrenate de motor care distribuie presiunea hidraulica fiecarei roti prin intermediul motoarelor. Dezavantajul pentru un acest tip de organizare este acela ca viteza fiecarei roti este diferita de celelalte.

Priza de putere este actionata prin intermediul distribuitorului (D1), iar viteza acestuia depinde de fluxul pompei. [24]

Avantajele transmisiilor hidrostatice:

asigura un diapazon larg de viteze si forte de tractiune ale tractorului;

permit amplasarea pompei si motoarelor in orice loc in transmisie, deoarece legatura dintre ele se face prin conducte;

permit antrenarea in paralel a diferitelor masini si utilaje cu care tractorul lucreaza, atunci cand acestea sunt actionate hidraulic;

asigura posibilitati largi de automatizare a regimului de lucru al tractorului;

simplifica comenzile tractorului cu ajutorul unui distribuitor actionat de la o maneta, de unde se poate modifica sensul sensul de rotatie;

Dezavantajele transmisiilor hidrostatice:

impun cerinte ridicate in alegerea materialelor datorita presiunilor mari din sistem;

randamentul transmisiei variaza cu temperatura;

necesita incalzirea in prealabil a transmisiei;

greutatea specifica a transmisiei este mai mare in comparatie cu cea a transmisiei mecanice;

randamentul este scazut in comparatie cu cel al transmisiei mecanice [24].

Bibliografie

[1] – http://www.utilaje-romania.com/articol-istoria-tractorului

[2] – http://www.cineainventat.ro/tractorul/

[3] – http://classiccar.3xforum.ro/post/3220/1/motoare_cu_aburi/

[4] – http://media.gettyimages.com/photos/photograph-taken-in-1951-of-the-ivel-agricultural-tractor-which-was-picture-id90742548?k=6&m=90742548&s=594×594&w=0&h=hf8gkhw3Km1eQ6MfnpURXQGUSZOfdfaDe5tXUnAyhTY=

[5] – http://www.oldengine.org/members/ruston/history2.htm

[6] – http://www.osidio.ro/

[7]- https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bud_747

[8] – http://www.automobileromanesti.ro/Tractorul/IAR_22/

[9] – http://www.automobileromanesti.ro/Tractorul/UTB_KD35/

[10] – http://www.automobileromanesti.ro/Tractorul/UTB_U26/

[11] – https://facutinromania.wordpress.com/2011/11/15/17/#jp-carousel-1796

[12] – http://www.automobileromanesti.ro/Tractorul/UTB_S/

[13] – http://www.automobileromanesti.ro/Tractorul/UTB_U400/

[14] – http://vladimirrosulescu-istorie.blogspot.ro/2016/05/tractoare-romanesti.html

[15] – http://www.automobileromanesti.ro/Tractorul/UTB_altele/

[16] – http://www.paginadeagricultura.ro/

[17] – http://www.articole.bia-director.ro/tractoare-pomicole/

[18]http://www.yukorin.ro/index.php?pag=agt_318_motocultor_diesel_lombardini_cu_motor_24ld477_de_19_hp

[19]- http://www.utilben.ro/tractor-lamborghini-r-3-90-4×4-ca-nou/

[20] – http://www.army6x6.com/p/trucks.html

[21] – http://www.topautocom.ro/tractor/TRACTOR_ANTONIO_CARRARO_MACH_2/280

[22] – http://agrointel.ro/42284/tractoarele-cu-senile-deja-o-necesitate/

[23] – http://www.p-wholesale.com/cn-pro/19/768to1/diesel-engine-for-tractor-t-series-698534.html

[24] – Notite curs si laborator “Tractoare”