Прохідність. Показники прохідності.

Прохідність — це експлуатаційна властивість машини, яка характеризується здатністю працювати в умовах поганих доріг і бездоріжжя (опорно-зчіпна прохідність), а для сільськогосподарського трактора, крім того виконувати польові роботи, не пошкоджуючи рослин і не впливаючи ходовою системою негативно на ґрунт (агротехнічна прохідність).

Основним показником опорно-зчіпної прохідності є параметр прохідності П, який являє собою безрозмірну величину і розраховується за формулою:

Зіставляючи цю формулу з (2.14), можна зробити висновок про те, що параметр прохідності можна вважати питомим тяговим зусиллям (тяговим зусиллям, що приходиться на одиницю ваги машини):

У зв'язку з тим, що в умовах поганих доріг і бездоріжжя практично завжди є уклони, показник П зручно подавати у такому вигляді:

Де

Для повноприводних колісних і гусеничних машин:

В результаті цього створені МБП для окремих зарубіжних моделей гусеничних промислових і енергонасичених сільськогосподарських тракторів.

Порівняно з тракторами з традиційними механізмами повороту із силови регулюванням тракторам з МБП властиві такі переваги:

простота, висока точність і надійність керування, підвищена маневреність;

у зв'язку з цим менша напруженість і більша безпека роботи двигуна, що сприяє продуктивнішому використанню трактора (МТА);

менша динамічність процесів повороту трактора і тим самим менший рівень інерційних навантажень у системі трактор — причіпне знаряддя (машина).

З багатьох можливих МБП найкращими для гусеничних тракторів є механізми диференціального типу, що практично забезпечують незмінність швидкості центра ваги машини при прямолінійному русі і повороті. Вони розробляються, як правило, на основі порівняно простих кінематичних і конструкційних схем відносно до ОГП з регульованим за допомогою шайби насосом і режимом нульової подачі, причому нульова подача (блокування ОГП) використовується при прямолінійному русі. Відомо, що такі МБП дуже поширені на зарубіжних військових гусеничних машинах (ВГМ). Серед них є схеми МБП, які реалізуються при розробці аналогічних механізмів повороту для гусеничних тракторів, причому кожний з них враховує особливості ви­користання трактора в сільському господарстві або промисловості.

У НАТІ розроблені МБП для гусеничних сільськогосподарських тракторів типу Т-250, ДТ-175С і Т-150 з урахуванням їх конструкційних особливостей і компонувальних можливостей.

( + f2 memin g)rк = γдmin Мдн ітрz ηтр ; (3.17)

де ітр1 , ітрz – передатні числа трансмісії трактора на нижчій і вищій основних пердачах ; f1 , f2 – коефіцієнти опору коченню трактора під час роботи з номінальною і мінімальною силами тяги на гаку ; γдmin – мінімально допустимий коефіцієнт завантаження двигуна.

Почастинно розділимо рівняння ( 3.17 ) і візьмемо до уваги , що

= = δvосн = qz-1 , (3.18)

отримаємо δvосн = γдmin δт , (3.19)

Оскільки f1 > f2 , f1 memax g ≈ f2 memin g , (3.20)

тоді δvосн = γдmin δт (3.21)

q = (3.22)

Після визначення знаменника геометричного ряду передач і вибору номінальної швидкості Vн1 трактора на першій основній передачі , розраховуємо значення номінальних швидкостей на інших передачах основного ряду

(3.23)

Вища транспортна швидкість Vтр.max у геометричний ряд прогресій не входить, а проміжна транспортна швидкість Vтр.2 визначається як середньо геометрична величина між вищою транспортною і нижчою швидкістю основного ряду передач:

(3.24)

або (3.25)

Для отримання особливо низьких швидкостей трансмісія трактора обладнується ходозменшувачем. Величина цих швидкостей приймається згідно з технологічним процесом.

Кількість транспортних передач і їх номінальні швидкості вибирають залежно від типу ходової частини та підресореності трактора . Для гусеничних тракторів сільськогосподарського призначення часто обмежуються однією транспортною передачею , а у тракторів на пневматичних шинах їх повинно бути не менше двох.

Збільшення кількості ступенів коробки зміни передач , як видно з формули (3.22) , приводить до зменшення знаменника геометричної прогресії передатних чисел , тобто до підвищення мінімального коефіцієнта завантаження двигуна . Якщо число передач у безступінчастій коробці безконечно велике , коефіцієнт завантаження двигуна теоретично найвищий і дорівнює одиниці , тобо теоретично двигун працює на номінальному режимі з найменшою витратою палива на одиницю виконуваної роботи.

Необхідну потужність тракторного двигуна визначають , виходячи із встановлених попередніми розрахунками тягових та швидкісних параметрів трактора. При цьому слід враховувати особливості тягового режиму трактора , який характеризується зміною сил опору руху тракторного агрегату у достатньо значних межах. Навантаження коливається в результаті впливу мікрорельєфу поля, неоднорідності грунту , особливостей технологічного процесу .нерівномірності опору коченню.

Коливний характер навантаження зумовлює необхідність резервування деякої частини потужності тракторного двигуна для подолання максимальних опорів руху , що систематично виникають. Резерв потужності також потрібен для розгону тракторного агрегату без перемикання передач. Саме тому машинно – тракторні агрегати комплектуються таким чином , щоб зведений до колінчастого вала середній момент опору був дещо менший від номінального крутного моменту двигуна. Відношення вказаних моментів називається коефіцієнтом експлуатаційного навантаження тракторного двигуна , величина якого χе береться в межах 0,80 – 0,85 залежно від динамічних якостей двигуна і коливань опору руху.

Необхідна номінальна потужність Nн / кВт / тракторного двигуна визначається за формулою

параметрів близькі або перевищують межі фізіологічних можливостей людини. Відчути і своєчасно прийняти заходи щодо припинення заносу часто не може навіть досвідчений водій. Тому велике значення має використання автоматичних пристроїв з мікропроцесорами (міні ЕОМ), які блокують і деблокують гальма і таким чином перешкоджають заносу.

Стійкість і керованість автомобілів — найбільш важливі з погляду безпеки руху властивості. Оскільки інтенсивність руху рік у рік зростає, проблема поліпшення цих властивостей стає все актуальнішою.

Підвищення вимог до безпеки і комфортабельності легкових автомобілів у різноманітних дорожніх умовах привело до подальшого розвитку систем привода на всі колеса.

На відміну від повноприводних автомобілів підвищеної прохідності, що мають роздавальні коробки і системи карданних передач, у нових системах за основу прийнятий передній привод, додатковий же привод задніх коліс включається при спуску із шосе та русі на слизьких дорогах і на повороті, дозволяючи зберегти задану траєкторію і курсову стійкість за рахунок примусового вирівнювання швидкостей обертання коліс і виключаючи буксування задніх коліс однієї з осей.

Крім того, стійкість автомобілів такого типу проти перекидання істотно вища, ніж повноприводних автомобілів традиційного компонування з вищим розміщенням центра ваги.

Зіставлення поворотпостей колісних тракторів, які характеризуються мінімальним радіусом повороту, показує, що менший радіус повороту має трактор типу 4К2 з переднім ведучим і напрямним .мостом, в якому встановлений простий міжколісний диференціал. Трактор типу 4К4, в трансмісії якого встановлені міжосьовий і міжколісний диференціали, повертається з меншим радіусом повороту, ніж трактор типу 4К4 з блокованим міжосьовим приводом (міжколісний привод — диференціальний), тому що при криволінійному русі тягове зусилля переднього моста у остан­нього менше, ніж у першого, в усьому діапазоні кутів повороту напрямних коліс. Поки тягове зусилля переднього моста трактора типу 4К4 з блокованим міжосьовим приводом додатне, його радіус повороту буде менший, ніж радіус повороту трактора типу 4К2 із заднім ведучим мостом. Блокування міжколісних диференціалів істотно збільшує радіус повороту трактора з диференціальним і блокованим міжосьовими приводами.

Поліпшення керованості гусеничних тракторів досягається шляхом вдосконалення механізмів повороту. У нашій країні і за рубежем ведуться роботи по застосуванню на гусеничних тракторах механізмів безступеневого повороту (МБП) на базі об'ємного гідроприводу (ОГП).

кріплять до рами трактора з обох боків ззовні біля двигуна. При наїзді машини на небезпечний схил або перешкоду пристрій, заряджений тверда ракетним паливом, автоматично спрацьовує і різко викидає вверх струмінь газу. Реактивна сила, що виникла при цьому, притискає коле^ трактора до землі і утримує їх достатньо довго, щоб водій міг зіскочити з трактора. Потім двигун зупиняється.

Опис тракторів для гірського землеробства різних країн наведено в статті 3. Н. Емінбейля у журналі «Техніка в сільському господарстві» 1988 р. (№1).

Щоб збільшити поперечну стійкість автомобілів при високих швидкостях руху, заокруглення на автомагістралях виконують із радіусом 300—1000 м, а полотну дороги надають на заокругленнях поперечний ухил у межах 8— 12°, спрямований до центра заокруглення.

Для зменшення бокового крену кузова, що знижує поперечну стійкість автомобіля, застосовують такі способи: розширення ресорної колії, тобто відстані між пружними елементами правої і лівої підвісок, збільшення кутової жорсткості підвіски, яка характеризується відношенням моменту, що викликає поперечний крен кузова, до кута крену. Проте підвищення кутової жорсткості підвіски не повинне впливати на її лінійну жорсткість. Цій вимозі задовольняють стабілізатори поперечної стійкості кузова.

Щоб під час руху автомобіля не виникали коливання напрямних коліс, прагнуть до кінематичної погодженості їх подвійного зв'язку з підресореною масою (через підвіску і рульовий привод). З цією ж метою колеса легкових автомобілів у складі із шинами піддають балансуванню, а на виготовлення шин встановлені жорсткі допуски по неврівноваженості (5— 10 Н*см).

Зниження гігроскопічного ефекту забезпечується застосуванням таких типів підвіски, при яких деформування її пружних елементів, викликане нерівностями дороги, не супроводжується зміною площини обертання коліс.

Для забезпечення стійкості автомобіля проти заносу при гальмуванні необхідно, щоб в умовах руху, які найчастіше зустрічаються, задні колеса не досягали ковзання першими. У зв'язку з цим міжнародними правилами рекомендується розподіляти гальмівні сили, щоб при всіх на­вантаженнях на колеса питомі гальмівні сили були більші на передніх колесах, ніж на задніх. При виконанні цієї рекомендації у легкових автомобілів практично в будь-яких дорожніх умовах в процесі гальмування першими блокуються колеса переднього моста. У вантажних автомобілів навантаження на мости змінюється в широких межах. Тому в певних умовах при гальмуванні першими блокуються задні колеса.

Швидкість процесів при заносі і потрібна точність регулювання

(3.26)

де NH — номінальна потужність двигуна, кВт;

UH1 — розрахункова швидкість руху на нижчій робочій передачі (км/год) при номінальній силі тяги (згідно завдання);

hтр — К.К.Д., що враховує втрати потужності в трансмісії,

де h1, h2 — відповідно К.К.Д. циліндричної і конічної пари шестерень, які приймаються 0,915 і 0,975;

hx — К.К.Д., що враховує втрати потужності на холостому ходу (hх=0,96);

n1, n2 — показники числа пар шестерень, працюючих в трансмісії на даній передачі;

хе — коефіцієнт експлуатаційного завантаження тракторного двигуна – 0,85.

Енергонасиченість і металомісткість — важливі параметри, які визначають рівень технічної досконалості трактора. Енергонасиченість, що характеризується відношенням номінальної потужності двигуна до експлуатаційної маси трактора, становить:

(3.27)

Металоємність трактора визначається відношенням його конструктивної маси mК до номінальної потужності NH двигуна. Даний показник з удосконаленням конструкції тракторів і підвищенням його енергонасиченості знижується. Зменшення металомісткості не повинно погіршувати зчіпні властивості трактора і зменшувати його надійність під час роботи. Значення металомісткості (кг/кВт) визначається за формулою:

(3.28)

де mк — конструктивна маса трактора, яка становить (0,91…0,94) mе, кг.

Для колісних тракторів mп = 40-50 кг/кВт , а для гусеничних mп = 50-60 кг/кВт . Із удосконаленням конструкції машин їх питома маса постійно знижується.