Vylepšená konstrukce vzduchového kompresoru pro brzdění malých čtyřkolových-traktorů
Vzduchový kompresor je základní součástí vzduchového brzdového systému malých čtyř{0}}kolových traktorů a přímo ovlivňuje spolehlivost brzd, rychlost odezvy a provozní bezpečnost-zejména u upravených traktorů (např. s úzkým-rozvorem, pásového-typu) nebo u traktorů provozovaných v drsných podmínkách (kopcovité oblasti, dlouhé svahy).
Stávající vzduchové kompresory pro malé čtyřkolové-traktory se často potýkají s problémy, jako je nízká účinnost přívodu vzduchu, špatná adaptabilita na pracovní podmínky, vysoká spotřeba energie a krátká životnost. Níže je uveden cílený vylepšený plán návrhu na základě provozních požadavků a bolestivých bodů:
1. Základní cíle návrhu
Zlepšení účinnosti přívodu vzduchu: Zvyšte objem vzduchu, abyste splnili požadavky na brzdění upravených traktorů (např. těžší ochranné konstrukce, přídavná příslušenství) a zajistili rychlý nárůst tlaku (dosáhněte jmenovitého pracovního tlaku 0,6–0,8 MPa během 3–5 minut po spuštění).
Vylepšete přizpůsobivost pracovních podmínek: Přizpůsobte se extrémním podmínkám, jako je vysoká teplota (motorový prostor větší nebo rovný 85 stupňům), prach a vibrace (běžné v kopcovitých/horských provozech) při zachování stabilního výkonu.
Snížení spotřeby energie: Optimalizujte konstrukci, abyste snížili ztrátu výkonu vzduchového kompresoru (regulujte spotřebu energie v rozmezí 5–8 % jmenovitého výkonu traktoru) a zlepšili využití paliva/elektrické energie.
Prodloužení životnosti: Vyřešte problémy, jako je opotřebení válce, únik oleje a selhání ventilu, abyste prodloužili cyklus údržby z 500 pracovních hodin na více než 1 000 pracovních hodin.
2. Klíčové vylepšené metody návrhu
2.1 Konstrukční optimalizace tělesa kompresoru
(1) Vylepšení sestavy válce a pístu
Upgrade materiálu: Vyměňte původní válec z šedé litiny za hliníkovou slitinu (6061-T6) s poniklovanou-vnitřní stěnou. Hliníková slitina snižuje hmotnost kompresoru o 20–25 % (v souladu s požadavky na nízkou hmotnost upravených traktorů), zatímco poniklovaná vrstva zlepšuje odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi (snižuje odírání válců způsobené prachem).
Optimalizace pístních kroužků: Přijměte strukturu tří-kroužků (dva kompresní kroužky + jeden kontrolní kroužek oleje) namísto původního designu dvou-kroužků. Kompresní kroužky používají kompozitní materiály z polytetrafluoretylenu (PTFE) s nízkým koeficientem tření a kroužek kontroly oleje používá spirálovou ocelovou pásovou strukturu pro zvýšení účinku škrábání oleje a snížení úniku oleje do vzduchové nádrže (zabránění zablokování brzdového systému).
(2) Upgrade ventilového mechanismu
Konstrukce ventilové desky a pružiny: Nahraďte původní plochou ventilovou desku zakřivenou ventilovou deskou (vyrobenou z nerezové oceli 304), abyste zlepšili účinnost proudění vzduchu o 15–20 %. Použijte ventilové pružiny s proměnnou{4}}tuhou (s tuhostí se zvyšující s kompresí), abyste snížili chvění ventilu při vysokých rychlostech (zabránění úniku vzduchu a zlepšení stability tlaku).
Vylepšení těsnění sedla ventilu: Mezi desku ventilu a sedlo ventilu použijte těsnicí plochu ve tvaru kužele{0} a aplikujte-keramický povlak odolný proti opotřebení, abyste snížili selhání těsnění způsobené dlouhodobým-nárazem (prodloužení životnosti ventilu o 50 %).
2.2 Optimalizace přizpůsobení systému přívodu vzduchu
(1) Přizpůsobení výtlaku a tlaku
Přizpůsobení výtlaku: Podle konfigurace brzdového systému traktoru (počet brzdových komor, objem vzduchové nádrže) a potřeb úprav navrhněte variabilní-strukturu výtlaku.
Například:
Pro standardní malé čtyřkolové -traktory: Zdvihový objem 0,15–0,2 m³/min (splňující základní požadavky na brzdění).
U upravených traktorů s přídavným příslušenstvím (např. hydraulické zvedací systémy vyžadující pomocný přívod vzduchu): Zdvihový objem zvýšen na 0,25–0,3 m³/min a je přidán přetlakový ventil s nastavitelným nastaveným tlakem (0,6–0,8 MPa), aby se zabránilo poškození přetlakem.
Dvoustupňová-komprese pro velké nadmořské výšky:U traktorů provozovaných ve velkých-nadmořských výškách (větších nebo rovných 2 000 metrům) použijte dvoustupňovou-kompresní strukturu.První stupeň stlačuje vzduch na 0,3–0,4 MPa a druhý stupeň stlačuje na 0,7–0,8 MPa, čímž řeší problém nedostatečného přívodu vzduchu způsobeného nízkým atmosférickým tlakem (zlepšuje rychlost nárůstu tlaku o 30 % ve srovnání s jednostupňovou-kompresí).
(2) Zlepšení chladicího systému
Integrované olejové-chlazení vzduchem: Přidejte integrovaný olejový-chladič vzduchu (instalovaný mezi kompresorem a zásobníkem vzduchu) pro chlazení stlačeného vzduchu o vysoké teplotě- (z 120–150 stupňů na 40–60 stupňů) a oddělujte olejovou mlhu.Chladič využívá žebrovanou trubkovou konstrukci s nuceným vzduchovým chlazením (poháněným ventilátorem motoru traktoru), aby se zabránilo selhání brzdového systému způsobenému vzduchem o vysoké teplotě (např. stárnutí těsnění, deformace vzduchové nádrže).
Tepelná izolace a odvod tepla tělesa kompresoru: Nabalte na povrch válce tepelně-izolační vrstvu azbestu, abyste snížili přenos tepla do motorového prostoru.U traktorů provozovaných v prostředí s-vysokou teplotou (např. jižní Čína) přidejte malýnezávislý ventilátor (výkon menší nebo roven 50W) pro zlepšení odvodu tepla tělesa kompresoru (kontrola teploty povrchu válce menší nebo rovna 100 stupňům).
2.3 Optimalizace systému pohonu a struktury instalace
(1) Přizpůsobení režimu jízdy
Upgrade řemenového pohonu: Vyměňte původní klínový řemen za více-klínový řemen (se 3–5 klíny), abyste zvýšili kontaktní plochu a účinnost převodu (snížili ztráty prokluzem o 10–15 %). K udržení stabilního napnutí řemene použijte automatický napínač (přizpůsobený vibracím upravených traktorů, např. pásových-traktorů s vyšší amplitudou vibrací).
Přímý pohon pro vysoké-požadavky na výkon: U upravených traktorů se zvýšeným výkonem- (jmenovitý výkon větší nebo rovný 40 HP) použijte přímý pohon přes klikový hřídel motoru (přes spojku), čímž se eliminuje prokluzování řemene a zlepšuje se stabilita převodovky (zajišťuje se konzistentní přívod vzduchu při velkém-zatížení, jako je hluboká orba).
(2) Instalace a návrh redukce vibrací
Modulární montážní držák: Navrhněte modulární montážní držák kompatibilní s různými upravenými podvozky traktoru (např. úzký-rozvor, pásový-typ). Držák je vyroben z vysokopevnostní oceli (Q355) a používá nastavitelné polohovací otvory pro rychlou instalaci a nastavení polohy.
Konfigurace tlumicích podložek: Nainstalujte pryžové tlumicí podložky (tvrdost Shore 60–70) mezi držák a tělo kompresoru a mezi držák a podvozek traktoru. Tlumicí podložky snižují přenos vibrací o 40–50 %, čímž zabraňují uvolnění součástí kompresoru a potrubních spojů způsobeným vibracemi traktoru (běžné v provozech v kopcovité oblasti).
2.4 Přidání inteligentního monitorování a ochranné funkce
Monitorování tlaku a teploty: Integrujte tlakový senzor (rozsah měření 0–1,0 MPa) a teplotní senzor (rozsah měření -40–180 stupňů) na vzduchový kompresor.Senzory přenášejí data na přístrojovou desku traktoru a zobrazují tlak a teplotu v reálném čase-.Když tlak překročí 0,85 MPa nebo teplota překročí 160 stupňů, spustí se akustický a vizuální alarm (zabránění poškození přetlakem a přehřátím).
Automatická dodávka oleje a vypínání: U vzduchových kompresorů mazaných olejem- přidejte elektronický snímač hladiny oleje a automatické čerpadlo pro dodávku oleje. Když je hladina oleje nižší než limit, čerpadlo automaticky doplňuje mazací olej (snižuje opotřebení válců způsobené nedostatečným mazáním). Po vypnutí kompresoru se přeruší přívod oleje, aby se zabránilo úniku oleje.
3. Adaptabilita přizpůsobení upraveným traktorům
3.1 Párování s podvozkem-upravenými traktory
Traktory s úzkým rozvorem{0}} (kopcovité/horské): Použijte kompaktní horizontální vzduchový kompresor (délka menší nebo rovna 300 mm, šířka menší nebo rovna 180 mm), aby se vešel do úzkého motorového prostoru. Montážní držák je navržen tak, aby nedocházelo k kolizi s úzkými pneumatikami nebo součástmi řízení, a zásobník vzduchu je instalován svisle (snižuje horizontální zabírání prostoru).
Traktory pásového -typu (blátivá/měkká půda): Zpevněte plášť kompresoru ochranným krytem z nerezové oceli (tloušťka větší nebo rovna 3 mm), abyste zabránili poškození způsobenému blátem, kameny nebo zbytky plodin. Tlumicí podložky jsou upgradovány na voděodolnou a korozi-odolnou pryž (zabraňující selhání způsobenému vlhkým prostředím).
3.2 Párování s Power-upravenými traktory
Elektrické/hybridní traktory: Vyviňte vyhrazený elektrický vzduchový kompresor (výkon 1,5–2,5 kW) poháněný akumulátorem traktoru. Kompresor používá bezkomutátorový stejnosměrný motor (účinnost větší nebo rovna 90 %) a je integrován s BMS (Battery Management System) pro úpravu pracovního výkonu podle zbývající kapacity baterie (zabránění nadměrné spotřebě energie ovlivňující výdrž traktoru).
Výkon-Traktory s vylepšeným výkonem: Zvětšete průměr válce kompresoru z 65–70 mm na 75–80 mm (zvýšení zdvihového objemu o 25–30 %) a upgradujte součásti převodovky (spojka, řemen), aby snesly vyšší točivý moment (přizpůsobení zvýšenému výkonu motoru).
4. Normy pro testování a ověřování výkonnosti
| Testovací položka | Požadavek na index | Testovací metoda |
|---|---|---|
| Rychlost vytváření tlaku | Dosáhněte 0,6 MPa během 3–5 minut (studený start při 25 stupních) | Nastartujte traktor při volnoběžných otáčkách (800–1 000 ot./min), zaznamenejte dobu dosažení jmenovitého tlaku |
| Trvalá provozní stabilita | Žádný únik oleje, úniku vzduchu nebo abnormálního hluku po 8 hodinách nepřetržitého provozu (pracovní tlak 0,7 MPa) | Provozujte traktor při jmenovitém zatížení, sledujte stabilitu tlaku a stav komponent |
| Přizpůsobivost vysoké/nízké teplotě | Normální provoz při -30 stupních (nízká teplota) a 85 stupních (vysoká teplota) | Umístěte kompresor do komory s konstantní teplotou, otestujte nárůst tlaku a těsnicí výkon |
| Odolnost proti vibracím | Žádné uvolnění součásti po 10 hodinách vibračního testu (frekvence 5–50 Hz, amplituda 2 mm) | Použijte vibrační zkušební stolici k simulaci vibrací při provozu traktoru |
| Životnost | Větší nebo rovno 1 000 pracovních hodin bez větší údržby | Dlouhodobý{0}}test provozu v terénu ve více pracovních podmínkách (orba, přeprava, brzdění z kopce) |
5. Klíčové výhody vylepšeného návrhu
Vyšší spolehlivost: Vylepšený ventilový mechanismus, materiály odolné proti opotřebení-a chladicí systém snižují poruchovost o 40 % ve srovnání s původním designem.
Lepší přizpůsobivost: Kompatibilní s různými upravenými traktory a drsnými pracovními podmínkami (vysoká nadmořská výška, vysoká teplota, vibrace), splňující individuální potřeby provozu.
Nižší spotřeba energie:Optimalizovaná struktura a design s proměnným{0}}výtlakem snižují ztráty energie o 10–15 %, což pomáhá zlepšitpalivo traktoru/účinnost elektrické energie.
Snazší údržba: Modulární design a inteligentní monitorovací funkce zjednodušují každodenní kontrolu a údržbu a snižují náklady na používání pro uživatele.
Tento vylepšený design plně zohledňuje provozní vlastnosti malých čtyř{0}}kolových traktorů a speciální potřeby upravených modelů a efektivně řeší problematické body původního vzduchového kompresoru. Lze jej dále upravovat podle konkrétních modelů traktorů a směrů úprav (např. sadové-speciální traktory,-traktory pro provoz ve vysokých nadmořských výškách), aby bylo dosaženo optimálního sladění s brzdovým systémem a malými zemědělskými stroji.
