Етикет: Институт по механизация и електрификация на селското стопанство

[1963] Първият български електротрактор

(Cтaтиятa e пyблиĸyвaнa oт aвтopa зa пъpви път във в-ĸ Fіbаnk Nеwѕ – издaниe нa Πъpвa инвecтициoннa бaнĸa (Fіbаnk) – бpoй 134, 15 юни 2018 ==> https://fibank.bg/uploads/_FibankNEWS/docs/FibankNEWS_2018-134.pdf.)

През декември 2017 г. известният германски производител на селскостопански машини AGCO представи необичайния трактор Fendt e100 Vario, който се задвижва не от обикновен двигател с вътрешно горене, а от електрически такъв. Електротракторът е рекламиран като революция в този вид техника заради необичайното задвижване, на практика отсъстващото замърсяване и различните функции, които се управляват чрез собственото му мобилно приложение. Част от бъдещето му е вече осигурено – в скоро време Община Мюнхен ще замени използваните в града дизелови трактори с електрическия e100 Vario. Неговата мощна батерия е предвидена да работи и като енергоизточник за зареждане на други консуматори в по-спартанските условия на полето.

Ще кажете – нормално, модерни времена. Да, ама знаете ли, че още преди 55 години и в България сме имали електрически трактор! Бил е разработен в Института по механизация и електрификация на селското стопанство в София. Ето как е станало това.

В началото на 60-те г. ,,отговорните органи“ по земеделската механизация на държавата констатират, че  механизацията в оранже­риите е недостатъчна и че почти всички основни работи, пог­лъщащи много труд, се извършват ръчно. Това положение спъва увеличаването на оранжерийните площи и води до висока себестойност на произведените ранни зеленчуци. Затова в гореспоменатия Институт е  бил набран  колектив от научни работници със задача да създаде подходящо средство за механизиране на работните процеси в оран­жериите. Инженерите мислили, мислили и сътворили… електрически трактор!

    Като се замислим, защо пък не? Такива днес ги има бол (напр. германският Fendt e100 Vario от тази година).

    Проектантите установяват, че в основата си идеята съвсем не е лоша. Електромоторът има някои ценни предимства в сравнение с двигателя с вътрешно горене. Той не се нуждае от зареж­дане с гориво, винаги е готов за работа, бързо се пуска в движение, има висок коефициент на полезно действие. Освен това обслужване­то му е много леко и просто. Технически прегледи се правят по-рядко. Дори са пресметнали, че разходите за ремонт на електротрактора са три пъти по-малки от тези на обикновения трактор с бута­лен двигател.

Но тези предимства съществуват само при работа в ограничени райони или на място. При използване на електротрактора в полето проектантите забелязват  и неговият основен недостатък. Новото оръдие на труда се захранвало чрез дълъг кабел, който го следва по време на целия му работен път – тоест нещо като каишка между мрежата и него! Този дълъг кабел за захран­ване влече след себе си допълнителни електромрежи и други съоръже­ния, които повишават значително стойността да извърше­ната работа.

А защо не са използвали обикновени акумулаторни батерии? Честно казано, нямам сведения за това, но вероятно са сметнали, че това ще оскъпи значително трактора, или пък са решили, че понеже площите в  оранжериите са малки, може да минат и с кабелно захранване. Тогавашните оранжерии изглеждали уместни за използ­ване на електротрактора именно поради малките площи и затворените помещения, а инсталациите за токозахранване имали сравнително ниска цена.

Да се върнем пак при проектантските умувания. Тогавашните оранжерии са изглеждали подходящо място за използ­ване на електротракторите, особено при механизираното отглеждане на ранни зеленчуци. Площите са ограни­чени, помещенията — затворени и инсталациите за зах­ранване с електрически ток струват сравнително евтино.

    И ето, че през есента на 1963 прототипът бил готов! Той имал обикновен асинхронен елек­тромотор с мощност 6,5 kW и 1460 об/мин. Токозахранването идвало от общата мрежа на оранжерията с напрежение 380/220 V. Според планировката на пространството кабелът можел да се влачи върху почвата или да се издига под покрива и да се носи от телено въже. За да не се усуква при завоите, конструирали специален въртящ се контакт, на който едната му част да се върти заедно с кабела, без да се нарушава електровръзката. Направо велико!

     За предпазване на кабела от усукване при завоите е бил конст­руиран специален въртящ се контакт. Едната му част се върти заедно с кабела, без да се нарушава електри­ческата връзка. представяте ли си, какво чудо! :D

    Първият БГ eлектротрактор имал малки размери – ширина 60 см и дължина 135, а теглото му било 400 кг. Можели да му се монтират и външни съоръжения, напр. плуг. Имал две предни и две задни скорости. Практически били осъществени само предните, а зад­ните се получавали с превключване на фазите на електро­двигателя. При смяната им валът му променял посоката си на въртене и тракторът от преден ход минавал на заден. Спирачките били челюстни и се монтирали в задвижва­щите колела. Задействали се посредством лостове и пе­дали, монтирани пред седалката на тракториста.

Виждаме, че в сравнение с обикновените верижни трактори конст­рукцията на този е значително опростена, което и намалило много стойността му. Можел да се произвежда с вече усвоените технологии. Обслужването и управлението било лесно и замислено да се извършва и от хора с ниска квалификация.

Електротракторът бил предвиждан главно за оране на почвата в оранжерията преди разсаждане на растенията. Дотогава земята се копаела с конски плуг или с права лопата. При опити да се използват обикновените трактори резултатите не били добри. Това е логично – по-големите и тежки машини утъпкват силно почвата, бук­суват, имат малка маневреност и голям радиус на завоите. Освен това, в повечето оранжерии просто не можел да влезе голям трактор. Използването на малки едноосни трактори също се оказало неудобно поради голя­мото им буксуване и трудно управление.

Снабден с навесен еднокорпусен плуг, г-н електротракто­рът изглеждал идеалният супергерой за ползване в оранжериите! При него буксуването било сведено до минимум, утъпкването на поч­вата – намалено няколко пъти, а управлението било леко и удобно.

За съжаление обаче, следите на днешния ни герой се губят малко след старта и към момента нямаме инфо какво е станало с първия БГ електротрактор. При първо получаване на нови сведения ще допишем. :)

Българско самоходно шаси от 1962

1950-те години са време на усилено разширяване на употребата на салскостопански машини в България, предизвикано от разгърналите се тогава обществено-икономически промени в собствеността на земеделската площ. Всяка година конструкторите са създавали все по-съвършени трактори. Било установено обаче, че всички трактори, даже и най-модерните за тогава, имат редица недостатъци, произтичащи от лошото приспосо­бяване на двигателите към натоварването.

Ясно, е разбира се, че мощността на двигателя се превръща или в скорост, или в теглителна сила. Ясно е също, че при малки на­товарвания тракторът може да се движи с по-високаскорост и обратно — големите натоварвания налагат на­маляване на скоростта.

Различните скорости на тракто­ра (при постоянни обороти на двигателя) обикновено се осигуряват с помощта на зъбните предавки в скоростната кутия. При селскостопанските трактори се срещат до 6 зъбни предав­ки в скоростната кутия, а при самоходните шасита, които изпълняват по-голям брой операции — до 12. Оттук следва обаче зависимостта, че за да се използва винаги пълната мощност на двигателя, би трябвало да се вградят безброй много такива пре­давки и да се осигури бързото им превключване, защото за всяко натоварване на трактора съответсува точ­но определена скорост. Ако съответствието се наруши, двигателят се оказва или ненатоварен, или претоварен. И едното, и другото не трябва да се допуска, тъй като в първия случай двигателят не работи в икономичен решим (двигателят има най-малък разход на гориво на 1 к. с./час, когато се натоварва пълно), а във втория случай, освен неикономичната работа се по­лучава, и бързо износване на детайлите му.

При силно променливи условия на работа на тракторите натоварва­нията се изменят постоянно и в широки граници. Сле­дователно, тракторите с механични степенни скорости не могат да осигурят икономична работа и пълна употреба на мощността на двигателя. Освен това, твърдата зъбна връзка между двигателя и движещите колела предава всички удари от внезапни повишавания на съ­противленията непосредствено на двигателя, а това зна­чително съкращава живота му.

Нуждата от създаване на подходяща конструкция, коя­то да осигури максимално маневриране със скоростите, се е разбирала отдавна, но постижения в тази насока има едва в началото на 1950-те години. Близо половин век след патентоването на първата хидрообемна трансмисия от английския изобретател Хилшоу в 1910 г. вече започват опитите за широкото й при­ложение и в селскостопанските трактори.

В началото на 1960-те години България става една от много малкото страни, които резултатно изпол­зват хидрообемната безстепенна трансмисия.

У нас за пръв път в света е приложена такава трансмисия към самоходно шаси. По проекти на колектив от проектанти от Централния научноизследователски инсти­тут по механизация и електрификация на селското сто­панство — София (ЦНИИМЕСС), през 1961 или 1962 г. в Машиностроителния завод в Шумен е изработена първата в България трансмисия от такъв тип. Тя е замислена да бъде монтирана в ново издалие – цяло самоходното шаси – което е предвидено да работи главно в зеленчукопроизводството и тютюнопроизводството. Главната хитростх е, че монтирането на безсте­пенна трансмисия към него заменя многобройните механични предавки и позволява да се постигнат ниски тех­нологични скорости (под 1 км/час), необходими при саде­нето без допълнителни устройства.

Какво представлява безстепенната трансмисия на българското самоходно шаси?

За да няма различия в понятията, ще отбележим, че трансмисия наричаме онези машинни части, които свърз­ват двигатели с движещите колела. При тракто­рите с механично степенно предаване в трансмисията влизат следните части: съедини­тел, скоростна кутия и диференциал. В самоходното ша­си с хидрообемна трансмисия всички тези възли са за­менени с хидросистемата, чиято принципна схема е по­казана на горната фиг. 1.

Помпата 2 е с променлива производителност. Тя е твърдо свързана с коляновия вал на двигателя 1 и изпраща масло в хидродвигателите 3, ко­ито чрез зъбни предавки (бордови редуктори) задвижват задните колела. Ясно е, че когато помпата подава по- голямо количество масло, хидродвигателите ще се вър­тят по-бързо и постъпателната скорост на трактора ще бъде по-висока, а при по-ниска производителност – скоростта ще бъде по-малка. Тъй като изменението на производителността на помпата става безстепенно, безстепенно се изменя и скоростта на трактора.

Схемата ни показва подаването на масло при преден ход на самоходното шаси.

За нагледност на чертежа тръбопрово­дите, които връщат маслото в резервоара, са почернени. Ако завъртим кран „а“ на 90°, посоката на подаване на масло към хидродвигателите се сменя и съответно се сменя и посоката на въртенето им. Така получаваме за­ден ход. Със завъртането пък на кран „в“ се постига спиране. От схемата личи, че трипътният кран „в“ при завъртване спира маслото, което хидродвигателите връ­щат, и освобождава път на маслото, идващо от помпата обратно към резервоара. Спиране може да се постигне и като постепенно се намалява производителността на помпата. За диференциал тук служи едно просто разкло­нение на тръбопроводите, което позволява при завой или неравности, (когато различните колелета изминават различен път) всеки от хид­родвигателите да ползва толкова масло, колкото му тряб­ва. Когато някое от от колелетата попадне на почва с повишена влажност или локва, неговото сцепление намалява и то започ­ва да буксува, докато другото коле­ло спира. В такива случаи се използ­ват блокажните ус­тройства 4, с помощта на които можем да освободим което и да било от колелетата, спирайки или блокирайки вала на хидродвигателя му. Крановете „а“и „в“ и разпределителите на хидродвигателнте са монтирани в общи блокове към телата на хидродвигателите, а цялата хидросистема е поставена в един общ картер, който едновременно служи и като ре­зервоар за маслото.

Помпата (фиг. 2) е с наклонен цилиндров блок, поз­волява леко да се регулира производителността и е много компактна. Цилиндрите са разположени по окръж­ност в общ блок, който се върти заедно със задвижва­щия вал. Поради наклона на цилиндровия блок бутала­та се придвижват назад и напред в цилиндрите и нагне­тяват маслото. Когато осите на задвижващия вал и ци­линдровия блок съвпаднат (когато няма наклон), ходът на буталата става равен на нула и помпата не изпра­ща масло. В такова положение помпата се поставя при пускане на двигателя.

Засмукването и нагнетяването на маслото става през два бъбрековидни изреза на разпределителя, поставен от задната страна на цилиндровия блок. Помпата има 7 бутала, за да се постигне по-голяма равномерност при подаването на маслото.

Хидродвигателите (фиг. 3) са петбутални, с радиал­но разположение на буталата. Всеки от цилиндрите се свързва чрез тръба с масления разпределител, който дава път на идващото масло, когато буталата се движат от горна към долна мъртва точка, и поставя във връзка цилиндрите с отводния тръбопровод, когато буталата се движат от долна към горна мъртва точ­ка. На горната фиг. 1 тръбопроводите между цилиндрите и разпределите­лите на хидродвигателите за яснота са час­тично почернени. Мотовилките чрез опорни дъгови сек­тори предават налягането върху ексцентриковия вал и го завъртат.

Самата трансмисия се управлява с помощта на една ръч­ка, с която се изменя скоростта и се спира плавно, и един педал, който изменя посоката на движение и се ползва при внезапно спиране.

По времето, когато самоходното шаси е били конструирано, хидрообемните трансмисии били голям хит и източник на ентусиазъм у проектантите. Те с радост виждали как тези трансмисии осигуряват безстепенно регулиране на скоростта, което позволява пълното използване на мощността на двигателя при най-малък разход на гориво. За изменяне на скоростите не се налагало спиране. Освен че давало икономии на вре­ме, това предотвратявал и големите претоварвания при потегляне и увеличаване на скоростта. Тъй като твър­дата връзка между двигателя и движещите колела е прекъсната, внезапните изменения на съпротивленията не го претоварвали, а предохранителният хидравличен кла­пан предпазва от прекомерно натоварване и частите на самата трансмисия. По такъв начин можело да се очаква, че животът на трактора ще бъде значително про­дължен. Спирането с помощта на масления поток изглеждало по-сигурно от онова с челюстна или лентова спирачка.

Важно било и това, четака имало възможност да се по­стигат много по-ниски скорости, без да се из­меня конструкцията.

Най-ниската измерена стабилна скорост на българското самоходно шаси с хидрообемна трансмисия е 35 м/час. Управле­нието било леко и можело да се извършва от ли­ца със съвсем малка подготовка, а това изискване било важно, като се има предвид колко трудно новата власт разпространявала знанията за нововъведената модерна техника всред копалите и оралите довчера с примитивни сечива селяни. Очакваро се, че изброените по-горе предимства ще допринесат за производителността на машината и че въвеждането на хидрообемни безстепенни трансмисии ще доведе до 30-процентно увеличение на производителността на селско­стопанските трактори.

Тъй като хидростатичните трансмисии имали още едно го­лямо достойнство – позволявали да се създават трак­тори с най-необикновена форма – някои футуролози в техниката сериозно очаквали дори, че тракторите на бъдещето ще изгубят традиционния си вид! Затова се планувало следващите години конструкторите на хидрообемната безстепена трансмисия на българското самоходно шаси да работят върху трактор за пла­нински терени, който по всяка вероятност щял прилича на паяк!

Скоро след това самоходното шаси влязло в серийно производство. Какви са били финалните му характеристики, можете да видите тук ==>

Българско самоходно шаси СШ-22

See more