Mocny start - Power take-off

WOM z tyłu ciągnika rolniczego .
WOM (w skrzynce na dole) pomiędzy trzypunktowym zaczepem ciągnika.

Odbioru mocy lub moc start ( WOM ) jest jedną z kilku metod mających na celu zasilanie ze źródła zasilania, takiego jak działa silnik , oraz przesyłania do aplikacji, takiej jak dołączonym realizacji lub oddzielne urządzenia.

Najczęściej jest to wielowypustowy wał napędowy montowany na ciągniku lub ciężarówce, który umożliwia napędzanie narzędzi z dopasowanymi mocowaniami bezpośrednio przez silnik.

Przystawki odbioru mocy montowane na stałe można również znaleźć w silnikach przemysłowych i okrętowych. Te aplikacje zazwyczaj wykorzystują wał napędowy i złącze śrubowe do przenoszenia mocy do dodatkowego narzędzia lub akcesoriów. W przypadku zastosowań morskich takie wały mogą być wykorzystywane do napędzania pomp pożarowych.

W zastosowaniach lotniczych taki napęd pomocniczy może być używany w połączeniu z napędem o stałej prędkości . Samoloty odrzutowe posiadają cztery typy zespołów PTO: przekładnię wewnętrzną, przekładnię zewnętrzną, promieniowy wał napędowy oraz powietrze upustowe, które służą do zasilania akcesoriów silnika. W niektórych przypadkach systemy przystawki odbioru mocy w samolotach zapewniają również doprowadzenie mocy do silnika podczas rozruchu silnika. Zobacz także Rozrusznik Coffmana .

Historia

Żółty wał zapewnia napęd WOM do kosiarki bijakowej w tym ciągniku International Harvester

Różne metody przenoszenia mocy były dostępne, zanim przystawki odbioru mocy stały się powszechne, ale istniały aplikacje, które w większym stopniu korzystały z niektórych atrybutów zapewnianych przez przystawki odbioru mocy. Pasy płaskie były generalnie przydatne tylko do zastosowań, w których silnik był nieruchomy, takich jak fabryczne silniki parowe , przenośne stacjonarne silniki lub silniki trakcyjne zaparkowane przed miejscem pracy. W przypadku poruszających się pojazdów, takich jak silnik trakcyjny lub wczesny traktor ciągnący narzędzie rolnicze , narzędzie mogło otrzymać siłę obrotową, przejmując ją z jednego z własnych kół (którego skręt był nadawany przez holowanie) i rozprowadzając ją za pomocą łańcuchów rolkowych (do sierpa na przykład korba drążka ), ale taka przekładnia ustaje, gdy pojazd przestaje jechać, a opór obciążenia powoduje, że koło się ślizga, a nie obraca, nawet jeśli jest obciążony . Koncepcja napędu wału z łatwo podłączanymi i rozłączanymi sprzęgłami oraz elastyczność podczas jazdy pod zmiennymi kątami (na przykład, gdy skręca przegubowy zestaw ciągnik-naczepa) była celem, do którego należało dążyć.

Eksperymentalne przystawki odbioru mocy wypróbowano już w 1878 roku, aw kolejnych dziesięcioleciach skonstruowano różne wersje domowej roboty. International Harvester Company (IHC) jako pierwsza wprowadziła na rynek przystawkę odbioru mocy w ciągniku produkcyjnym, z modelem 8-16, wprowadzonym w 1918 roku. Edward A. Johnston, inżynier IHC, był pod wrażeniem domowej roboty przystawki odbioru mocy, którą zobaczył we Francji około dekadę wcześniej, improwizowany przez francuskiego rolnika i mechanika o nazwisku Gougis. On i jego koledzy z IHC wprowadzili ten pomysł do 8-16 i zaprojektowali rodzinę narzędzi, aby wykorzystać tę funkcję. IHC nie była osamotniona na rynku przez długi czas, ponieważ w ciągu roku przystawki odbioru mocy pojawiły się w innych ciągnikach produkcyjnych, takich jak niektóre modele Case . W 1920 roku firma IHC zaoferowała opcję WOM w swoim ciągniku 15-30 i był to pierwszy ciągnik wyposażony w WOM, który został przedstawiony do testu ciągnika w Nebrasce . Przystawka odbioru mocy stanowiła przewagę konkurencyjną firmy IHC w latach dwudziestych, a inne firmy w końcu nadrobiły zaległości we wdrażaniu przystawki odbioru mocy.

Wewnątrz skrzyni biegów dokładny punkt wzdłuż przekładni, w którym następuje odbiór mocy, określa, czy przystawka odbioru mocy może pracować niezależnie od jazdy pojazdu ( prędkości jazdy ). Wczesne przystawki odbioru mocy były często zdejmowane z głównego wału wyjściowego, co oznaczało, że pojazd musiał być „na biegu”, aby uruchomić przystawkę. Później zostało to ulepszone przez tak zwane konstrukcje WOM na żywo (LPTO), które umożliwiają sterowanie obrotem WOM niezależnie od ruchu ciągnika. Jest to zaleta, gdy ładunek napędzany przez WOM wymaga spowolnienia ruchu ciągnika lub zatrzymania pracy, aby umożliwić sprzętowi napędzanemu przez WOM nadrobienie zaległości. Pozwala również na operacje, w których ciągnik pozostaje zaparkowany, takie jak napełnianie silosu lub rozładunek rozrzutnika na pryzmę lub lagunę, a nie przez pole. W 1945 roku firma Cockshutt Farm Equipment Ltd z Brantford w prowincji Ontario w Kanadzie wprowadziła na rynek ciągnik Cockshutt Model 30 z LPTO. Większość produkowanych dzisiaj przystawek odbioru mocy jest pod napięciem. W nowoczesnych ciągnikach LPTO jest często sterowane za pomocą przycisku lub przełącznika wyboru. Zwiększa to bezpieczeństwo operatorów, którzy muszą zbliżyć się do WOM.

Bezpieczeństwo

Plastikowa osłona ochronna osłaniająca WOM

WOM i związane z nim wały i przeguby uniwersalne są częstą przyczyną wypadków i obrażeń w rolnictwie i przemyśle. Według National Safety Council , sześć procent ofiar śmiertelnych związanych z ciągnikami w 1997 roku w Stanach Zjednoczonych dotyczyło PTO. Incydenty mogą wystąpić, gdy luźna odzież zostanie wciągnięta do trzonu, często powodując złamania kości , utratę kończyny lub śmierć osoby noszącej. 13 kwietnia 2009 roku były gwiazdor Major League Baseball, Mark Fidrych, zmarł w wyniku wypadku związanego z PTO ; „Wyglądało na to, że pracował przy ciężarówce, gdy jego ubrania zaplątały się w wale odbioru mocy ciężarówki”, powiedział w oświadczeniu prokurator okręgowy Joseph Early Jr. Pomimo wielu prac mających na celu zmniejszenie częstotliwości i nasilenia urazów rolniczych, zdarzenia te nadal występują. Splątanie przystawki odbioru mocy jest jednym z przykładów zdarzeń rolniczych, które mogą prowadzić do śmierci lub trwałego kalectwa.

W niektórych narzędziach zastosowano lekkie, swobodnie obracające się osłony z tworzywa sztucznego, które otaczają wał WOM; są one obowiązkowe w niektórych krajach. W Wielkiej Brytanii wytyczne BHP zawarte są w ulotce.

Standaryzacja techniczna

Rolnicze WOM są znormalizowane pod względem wymiarów i prędkości. ISO standard dla przystawek odbioru mocy jest ISO 500 , który począwszy od edycji z 2004 roku została podzielona na trzy części:

  1. ISO 500-1 Ogólne specyfikacje, wymagania bezpieczeństwa, wymiary osłony głównej i strefy wolnej
  2. ISO 500-2 Ciągniki wąskotorowe, wymiary osłony głównej i strefy wolnej
  3. ISO 500-3 Główne wymiary przystawki odbioru mocy i wymiary wielowypustów, lokalizacja przystawki odbioru mocy.

Oryginalny typ (oznaczony jako Typ 1) wymaga pracy przy 540 obrotach na minutę (rpm). Wał obracający się z prędkością 540 obr/min ma sześć wypustów i średnicę 1+38 cali (35 mm).

Dwa nowsze typy, obsługujące aplikacje o większej mocy, działają przy 1000 obr./min i różnią się rozmiarem wału. Większy wał ma 20 wypustów (średnica 1+34  cale lub 44 mm) (oznaczone jako Typ 3), podczas gdy mniejszy ma 21 wypustów (średnica 1+38  cali lub 35 mm) (oznaczone jako Typ 2). Rolnicy zazwyczaj rozróżniają te dwa typy, nazywając je „dużym 1000” lub „małym 1000” w porównaniu z typem 1, który jest powszechnie określany jako „540”.

Ze względu na stale rosnące zapotrzebowanie na moc urządzeń rolniczych oraz silniki o większej mocy instalowane w ciągnikach rolniczych, do ISO 500 dodano jeszcze większy typ (oznaczony jako Typ 4). Działa on z wyższą prędkością obrotową 1300 obr./min, aby aby umożliwić przenoszenie mocy przy zmniejszonych poziomach momentu obrotowego. Wał ma 22 wypusty o średnicy głównej 57,5 milimetrów (mm). Jest przeznaczony do obsługi mocy WOM do 450 kilowatów (kW) lub około 600 koni mechanicznych (KM).

Wszystkie cztery typy obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, patrząc z wnętrza kabiny ciągnika; stojąc za ciągnikiem wał obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Typ 10-wypustowy był używany z niektórymi wczesnymi urządzeniami, takimi jak Land Rover z 1948 roku . Zazwyczaj dostarczany był adapter z sześcioma wpustami. Producenci maszyn rolniczych zwyczajowo podają nominalną specyfikację mocy WOM, wskazującą dostępną chwilową moc na wale. Nowsze ciągniki mogą być wyposażone w opcje 540/540E i/lub 1000/1000E, które umożliwiają ciągnikowi napędzanie niektórych narzędzi o niskim poborze mocy, takich jak zgrabiarki lub przetrząsacze, przy niższych prędkościach obrotowych silnika w celu utrzymania wymaganych obrotów na minutę, przy mniejszym zużyciu paliwa i mniejszy nacisk na silnik – poprawiając w ten sposób wydajność i redukując koszty.

Pierwszy przemysłowy standard projektowania WOM został przyjęty przez ASAE ( Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Rolnictwa ) w kwietniu 1927 r. Prędkość obrotowa WOM określono na 536 ± 10 obr./min; kierunek był zgodny z ruchem wskazówek zegara. Prędkość została później zmieniona na 540 obr./min.

Stosowanie w pojazdach użytkowych

Hydrauliczny WOM montowany na skrzyni biegów samochodu ciężarowego
Tylna poprzeczka ze złączami hydraulicznymi WOM i sprzęgiem w Unimogu 421

Przekładnie do samochodów ciężarowych mają jedno lub więcej miejsc, w których można zamontować przystawkę odbioru mocy. Przystawkę odbioru mocy należy zakupić osobno i należy uważać, aby dopasować fizyczny interfejs przekładni do kompatybilnej przystawki odbioru mocy. Dostawcy przystawki odbioru mocy zwykle wymagają szczegółów dotyczących marki, modelu, a nawet numeru seryjnego skrzyni biegów. Należy również zadbać o to, aby fizyczna przestrzeń wokół przekładni umożliwiała instalację przystawki odbioru mocy. WOM jest włączany i wyłączany za pomocą głównego sprzęgła przekładni i mechanizmu zdalnego sterowania, który działa na samym PTO. Zazwyczaj do włączania WOM używany jest zawór powietrza, ale opcjonalnie dostępne są również połączenia mechaniczne, mechanizm elektryczny lub hydrauliczny.

Większość Unimogów jest wyposażona w przedni i/lub tylny WOM i hydraulikę, a także w trzypunktowe układy zawieszenia.

Jednostki będą oceniane zgodnie z ciągłym i przerywanym momentem obrotowym, który może być przez nie przyłożony, a różne modele będą oferować różne przełożenia „obrotów wału odbioru mocy do obrotów silnika”.

W większości przypadków WOM połączy się bezpośrednio z pompą hydrauliczną . Pozwala to na przeniesienie siły mechanicznej przez układ płynu hydraulicznego do dowolnego miejsca wokół pojazdu, gdzie silnik hydrauliczny zamieni ją z powrotem na obrotową lub liniową siłę mechaniczną. Typowe zastosowania obejmują:

  • Uruchamianie pompy wodnej na wozie strażackim lub ciężarówce wodnej
  • Uruchamianie zamontowanej na ciężarówce maszyny do ekstrakcji gorącej wody do czyszczenia dywanów (napęd dmuchawy próżniowej i wysokociśnieniowych pomp roztworów)
  • Zasilanie systemu dmuchawy używanego do przenoszenia suchych materiałów, takich jak cement
  • Zasilanie układu sprężarki powietrza zintegrowanego z pojazdem
  • Podnoszenie łóżka wywrotki
  • Obsługa ramienia mechanicznego na wózku łyżkowym używanym przez personel zajmujący się konserwacją elektryczną lub ekipy konserwujące telewizję kablową
  • Obsługa wciągarki na lawecie
  • Obsługa zagęszczarki na śmieciarce
  • Obsługa wózka z wysięgnikiem/chwytakiem
  • Obsługa łopaty do drzew i masztu montowanego na ciężarówce

Wał dzielony

Przystawka odbioru mocy z dzielonym wałem jest zamontowana na wale napędowym ciężarówki w celu dostarczenia mocy do WOM. Taka jednostka to dodatkowa skrzynia biegów, która dzieli wał napędowy pojazdu na dwie części:

  • Wał skierowany w stronę skrzyni biegów, który przekazuje moc silnika na wałek dzielony;
  • Wał skierowany w stronę osi, który przenosi siłę napędową na oś.

Sama jednostka została zaprojektowana tak, aby niezależnie przekierowywać moc silnika do wału licowego lub dodatkowego wału wyjściowego WOM. Odbywa się to za pomocą dwóch niezależnych sprzęgieł, takich jak zębate lub zębate, które mogą pracować tylko przy całkowitym zatrzymaniu układu napędowego . Ponieważ główna skrzynia biegów zmienia prędkość obrotową poprzez wybór biegu, WOM nie może być obsługiwany podczas jazdy pojazdu.

W pojazdach z napędem 4x4 tylko tylny wał napędowy jest używany przez przekładnię WOM z dzielonym wałem, co wymaga, aby schemat napędu 4x4 pojazdu był wybieralny typu 4WD, aby utrzymać wał napędowy przedniej osi całkowicie odłączony podczas pracy WOM.

Możliwe jest również podłączenie bezpośrednio do WOM czegoś innego niż pompa hydrauliczna: na przykład pomp strażackich.

Wał dzielony „kanapkowy”

Pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów montowana jest jednostka typu „sandwich” z wałem dzielonym, stosowana w pojazdach do utrzymania dróg, pojazdach strażackich i pojazdach terenowych. Ta jednostka otrzymuje napęd bezpośrednio z wału silnika i może dostarczać do WOM pełną moc silnika. Zazwyczaj jednostki te mają własny system smarowania. Ze względu na montaż warstwowy skrzynia biegów zostanie odsunięta od silnika, co wymaga dostosowania układu napędowego do instalacji.

Zobacz też

Bibliografia

Bibliografia

  • Pripps, Robert N.; Morland, Andrew (fotograf) (1993), Farmall Tractors: History of International McCormick-Deering Farmall Tractors , Farm Tractor Colour History Series, Osceola, WI, USA: MBI, ISBN 978-0-87938-763-1.