Тягова динаміка і паливна економічність тракторів.

План:

1. Потужнісний баланс і коефіцієнт корисної дії трактора.

2. Методика тягового розрахунку трактора.

3. Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики.

3.1. Потужнісний баланс і коефіцієнт корисної дії трактора.

Баланс потужності трактора – це рівняння, яке відображає витрату потужності

Nе = Nо+ Nтр+Nδ+Nf+Ni+Nj+Nw+Nг+Nпр+Nввп+Nгв+Nгом ( 3.1)

Складові правої частини виразу (3.1) характеризують потужності , що відводяться окремим споживачам і витрачаються на : Nо – обслуговування систем трактора та поліпшення умов праці тракториста – машиніста ; Nтр – подолання механічних опорів у трансмісії ; Nδ – буксування робочих органів ;

Nf , Ni , Nj , Nw – подолання опору коченню , підйомів, опору повітря і зміну швидкості руху ; Nг – переміщення робочих машин , причепів ; Nпр – подолання механічних опорів у приводі вала відбору потужності ; Nввп – обертання механізмів , зєднаних з валом відбору потужності ; Nввп – подолання опорів у приводі гідравлічної системи; Nгом – обертання гідрофікованих робочих органів сільськогосподарських машин.

Потужності Ni , Nj можуть мати різні знаки залежно від режиму руху трактора . На підйомі під час розгону потужності мають знак плюс ; на схилі під час сповільнення - знак мінус; у процесі усталеного руху тракторного агрегату по горизонтальній поверхні дані потужності дорівнюють нулю . Внаслідок порівняно малих швидкостей руху тракторних агрегаті в робочому режимі опором навколишнього середовища можна нехтувати

( Nw ) .

Загальний к. к. д. трактора під час усталеного руху по горизонтальній ділянці дорівнює

η = (3.2)

Тяговий к. к. д. трактора у цих же умовах визначається з виразу

η = (3.3)

Якщо трактор працює без використаннявала відбору потужності і гідросистеми

η = (3.4)

В процесі стаціонарної роботи загальний к. к. д. трактора становить

η = ηввп , (3.5)

де ηввп – к.к.д. приводу вала відбору потужності або шківа, залежно від того, який з цих механізмів працює.

Тяговий к.к.д. можна виразити таким чином :

ηт = ηтр ηδ ηf , (3.6)

де ηтр , ηδ , ηf - к.к.д. , що враховують механічні втрати у трансмісії , втрати на буксування рушія і перекочування трактора .

Експериментально значення коефіцієнта ηт можна знайти з виразу

ηтр = (3.7)

де Мк , Мд – ведучий та крутний момент двигуна , визначені за допомогою ротаційних динамографів , один з яких встановлюється між двигуном і коробкою передач , а інші – на ведучих колесах.

Аналітично ηтр розраховують за формулою

Де n- кількість рядків рослин, які проходять під трактором;

m- ширина міжрядь

B, b— відповідно колія і ширина колеса або гусениці,

можна уявити залежною від параметрів розподілу і :

де р( ) — імовірність руху транспортного засобу по місцевості з коефіцієнтом = ; р( ) — імовірність появи ділянок місцевості з коефіцієнтом = ( < ) — імовірність можливості руху на ділянці з коефіцієнтом =

Відомо, що для умов бездоріжжя математичне очікування коефіцієнта опору руху становить 0,16, а середнє квадратичне відхилення ( ) — 0,03. На заболоченій місцевості М( )=0,45 а ( )=0,03. Ці дані дозволяють визначити діапазон змін з відомою імовірністю: 68,26 %

випадкових значень поміщається в інтервалі М( )± ( ) 95,45 % - в інтервалі М( )±2 ( ) і 99,73 % (тобто практично всі випадкові значення) в інтервалі М( )± ( )

Показниками агротехнічної прохідності є: захисні зони, що захищають рослини від пошкоджень колесами і гусеницями; вертикальний просвіт у місцях проходу рослин; абрис прохідності (контур вільного простору під трактором); максимальний тиск у контакті рушія з ґрунтом; нормальна напруга у ґрунті під рушієм на глибині 0,5 м.

Захисна зона — це відстань по горизонталі від середньої осьової лінії рядка рослин до краю обода колеса або гусениці. Позначивши зовнішню і внутрішню захисні зони відповідно С_н і С_в, з рис. 7.4 одержимо:

ηтр = η1n1 η2n2 ( 1- ξ ) (3.8)

К. к. д. , який враховує втрати на буксування рушія , становить ηδ = 1- δ . У цьому випадку необхідно знати буксування δ рушія . Коефіцієнт буксування визначаємо з виразу

δ = aР + bРc , (3.9)

де а , b , c – емпіричні коефіцієнти, що залежать від ґрунтових умов і типу ходової системи трактора ; Р – відносна сила тяги трактора.

Значення Р дорівнює

Р = , (3.10)

де Рг ,G – тягове зусилля і експлуатаційна сила тяжіння трактора ;

φ , λк – коефіцієнти зчеплення і завантаження ведучих коліс.

Щоб визначити ηf дослідним шляхом , необхідно заміряти одночасно дотичну силу тяги Рк і тягове зусилля Рг , тоді

ηf = = 1 - . (3.11)

Аналітично опір коченню розраховують за рівнянням Рf = f G ,

де і коефіцієнт опору коченню вибирають з довідникових даних згідно з типом трактора і заданими ґрунтовими умовами. (Див. табл..3.1.)