Charakterystyka silników stosowanych w budowie ciągników rolniczych.

Ciągnik rolniczy jest to pojazd używany do przemieszczania pojazdów, maszyn i urządzeń nie posiadających własnego napędu (np. przyczep), do napędu maszyn i urządzeń nieposiadających własnego silnika za pośrednictwem wałka odbioru mocy (WOM), koła pasowego (obecnie praktycznie nie występuje) lub złączy hydrauliki zewnętrznej. Maszyny i urządzenia współpracujące z ciągnikiem można montować przy użyciu trójpunktowego układu zawieszenia (TUZ), w większości maszyn znajdującego się z tyłu maszyny, w nowoczesnych maszynach często występuje on również z przodu. Ciągnik rolniczy znajduje, jak nazwa wskazuje, zastosowanie przede wszystkim w rolnictwie, do prac polowych oraz transportowych, stąd wynikają niektóre jego cechy charakterystyczne, jak na przykład dobre własności poruszania się w terenie, niewielki nacisk jednostkowy na glebę, zwrotność, a przede wszystkim uniwersalność.

Pierwszy polski ciągnik o napędzie spalinowym zwany "ciągówką" opuścił fabrykę Ursus w 1922, a pierwszy skonstruowany na świecie ciągnik o napędzie spalinowym to maszyna konstrukcji Amerykanina Johna Frochlicha z 1902.

W zależności od układu jezdnego rozróżnia się:

• Ciągniki kołowe ze stałym napędem jednej (tylnej) osi (2WD)- ciągniki uniwersalne o mocy do 310 KM, najczęściej spotykane, obecnie są produkowane również z dołączanym napędem przedniej osi (MFWD). Tylne, stale napędzane koła, mają wyraźnie większą średnicę.

• Ciągniki kołowe ze stałym napędem obu osi (4WD) - zazwyczaj ciągniki ciężkie, obecnie produkowane osiągają moc od 150 do 600 KM. Wszystkie koła tej samej średnicy, sterowanie ciągnikiem odbywa się za pomocą zwrotnicowego układu kierowniczego jednej lub obydwu osi, a w najcięższych maszynach za pomocą przegubowego układu kierowniczego.

• Ciągniki gąsienicowe - ciągniki, w których układ jezdny stanowią gąsienice. Zazwyczaj stosowane do najcięższych prac, najczęściej spotykane na terenach podmokłych i o glebach ciężkich. W latach 70-80 ciągniki na stalowych gąsienicach wskutek wielu wad i ograniczeń zastosowania praktycznie wyparte zostały przez ciężkie ciągniki kołowe. Obecnie, przy dużej uwadze, jaką przykłada się do ograniczenia ugniatania gleby, idea gąsienicowego układu jezdnego opartego na gąsienicach ze zbrojonej stalą nieścieralnej gumy przeżywa swój renesans. Ciągniki gąsienicowe osiągają obecnie moc do 600 KM.

• Ciągniki półgąsienicowe i ciągniki typu quadtrac - w zasadzie opierają się na idei ciągnika kołowego, lecz zamiast kół na jednej (ciągniki półgąsienicowe) lub wszystkich (ciągniki quadtrac) osiach stosuje się specjalne gąsienicowe wózki. Ciągniki takie łączą zalety ciągników gąsienicowych i kołowych.

Silniki ciągników rolniczych i maszyn samobieżnych starszej generacji są proste w konstrukcji. Nowsze, w trosce o zwiększenie mocy z jednostki pojemności, momentu obrotowego i czystość spalin, wyposaża się w urządzenia dodatkowe takie jak turbosprężarki.

Brak w handlu odpowiednich silników elektrycznych i przyłączy trójfazowych (instalacji siły) dla potrzeb gospodarstw rolnych, powoduje stosunkowo wysoki popyt na silniki spalinowe. Silniki spalinowe nadają się głównie do napędu młocarni, podczas gdy silniki elektryczne można wykorzystać znacznie szerzej. Prócz tego silniki spalinowe są znacznie droższe w eksploatacji i trudniejsze w obsłudze, w porównaniu z silnikami elektrycznymi. Wspomniane jednak wady nie zmieniają faktu, że nadal dość znaczna ilość rolników interesuje się kupnem silników spalinowych.

I Grupa silników produkcji krajowe

II Grupa silników importowanych

W handlu znajdują się również niewielkie ilości silników wysokoprężnych (na ropę) pochodzących z importu. Są to silniki z NRD (razem około 400 szt.)

Silników produkcji czechosłowackiej importowano razem około 1850 szt.

Z silników jugosłowiańskich spotkać się można z silnikiem Aran 7-9 o mocy 7-9 KM

Silnik spalinowy to silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny" a rozprężany - "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej, niż uzyskuje się z rozprężania. Energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa - stąd nazwa - silnik spalinowy.

Zasada działania:

Czynnik "zimny", często powietrze zassane z otoczenia, jest sprężane, a w wyniku sprężania rośnie jego ciśnienie i temperatura. Sprężony gaz ogrzewany jest poprzez spalanie paliwa do stosunkowo wysokiej temperatury. "Gorący" gaz rozprężany jest w cylindrze z ruchomym tłokiem lub/i turbinie. Uzyskana z rozprężania gorącego gazu energia mechaniczna wystarcza na pokrycie zapotrzebowania energii do sprężenia gazu "zimnego" i do napędu dowolnej maszyny. Sprężanie i rozprężanie gazu może odbywać się zarówno w maszynach przepływowych jak i tłokowych. Jeśli wykorzystujemy maszyny przepływowe mamy do czynienia z silnikiem turbinowym, składającym się z osobnych elementów: sprężarki, komory spalania i turbiny. Jeśli silnikiem jest maszyna tłokowa, to proces sprężania, spalania paliwa i rozprężania gorącego czynnika odbywa się cyklicznie w jednej przestrzeni ograniczonej tłokiem, głowicą i ściankami cylindra (silnik tłokowy).

Rodzaje silników spalinowych:

Istnieje kilka podziałów silników spalinowych, według różnych kryteriów. Poszczególne konkretne silniki zazwyczaj daje się sklasyfikować w kilku z tak powstałych klasyfikacji. Ze względu na sposób spalania można wyróżnić silniki spalinowe spalania otwartego i zamkniętego. Silniki spalania otwartego nie uszczelniają przestrzeni, w której następuje reakcja spalania. Silniki spalania zamkniętego przeprowadzają reakcję spalania w szczelnej komorze.

Ze względu na ciśnienie w kolektorze ssącym silnika można wyróżnić:

• silniki wolnossące (nie doładowane)

• silniki doładowane, które ze względu na ciśnienie w kolektorze ssącym dzieli się na:

• silniki nisko doładowane (nadciśnienie 0 - 0,5 bara)

• silniki średnio doładowane (nadciśnienie 0,5 - 1 bara)

• silniki wysoko doładowane (nadciśnienie powyżej 1 bara)

Ze względu na czynnik roboczy można wyróżnić silniki spalinowe tłokowe, turbinowe oraz reakcyjne.

rys. Silnik ciągnika

3