Тяговая характеристика трактора. Её назначение и анализ.

Теоретическую тяговую характеристику трактора в условиях, заданных коэффициентом продольного сцепления φ_х и коэффициента сопротивления качению f, определяем методом поверочного тягового расчета.

Из технической характеристики заданного трактора принимаем:

- внешнюю скоростную (регуляторную) характеристику дизеля, Ме, Ne, n, Gт;

- номинальное тяговое усилие трактора по ГОСТ 27021-86;

- коэффициент использования массы трактора как тягача по ГОСТ 27021-86: А=0,490 - гусеничные тракторы;

А=0,392 - колесные тракторы типа 4К4; А=0,373 - колесные тракторы типа 4К2 при Gэ>26кН;

А=0,324 - колесные тракторы типа 4К2 при Gэ<26 кН;

- эксплуатационную силу тяжести (вес) трактора , кН;

- силу сопротивления качению кН;

- коэффициент нормальной нагрузки ведущих колес:

l=1 - гусеничные и колесные трактора типа 4К4; l=0,7...0,8 - колесные тракторы типа. 4К2;

- радиус качения ведущих колес или звездочек гусениц r_к;

- передаточные числа трансмиссии i_тр на четырех расчетных передачах.

Определяем текущие значения КПД трансмиссии

где n_ц и n_к -число пар соответственно цилиндрических и конических зубчатых колес, передающих вращательное движение от двигателя к движителям; определяем из кинематической схемы трактора; h_ц и h_к- КПД соответственно пары цилиндрических и конических зубчатых колес; принимаем из интервалов h_ц=0,98...0,99 и h_к =0,97...0,98;

x- коэффициент учета потерь в трансмиссии на холостом ходу; принимаем из интервала x= 0,03...0,05;

Мн и Ме - соответственно номинальное и текущие значения крутящего момента двигателя (см.табл.2.1), кНм.

Определяем по формулам текущие значения:

полной окружной силы ведущих колес по ГОСТ 17697-72 (чаще называемой касательной силой тяги, движущей силой и т.п.),

и тягового усилия трактора (по двигателю) Ркр=Рко-Рf, кН

При заданном значении коэффициента продольного сцепления φх определяем максимально возможное по сцеплению ведущих колес (гусениц) с опорной поверхностью значение тягового усилия Р_крj=j_хlG_э, кН

Выбираем удобный масштаб этой силы и на правой половине листа 1 (рис.2) проводим оси координат, задавая первому квадранту максимально возможную площадь.

Делим отрезок Ркрj на десять равных частей, временно обозначаем их 0,1; 0,2; 0,3 и т.д., через правый его конец проводим вертикальную шкалу, занимая не более половины ее высоты, наносим значения коэффициента буксования d в интервале 0…100% и по данным таблицы 2.2 строим график d=f(Ркр).

Заменяем временную (0,1; 0,2; 0,3, ...) шкалу Ркр постоянной; по графику и расчетным значениям Ркр определяем текущие значения d.

Определяем расчетом текущие значения:

- теоретической скорости трактора - рабочей скорости трактора.

- тяговой мощности трактора - тягового КПД трактора

и удельного тягового расхода топлива

Текущие значения Ркр (не менее семи) в интервале 0...Ркр принимаем удобными для последующего графического определения по ним текущих значенийd, Vт, Gт и Ne, а также расчета Vр, Nкр, gкр и hтяг по выше приведенным формулам и построения их графиков. Если трактор полностью буксует на всех расчетных передачах, то правые концы кривых Vp и Nкр будут иметь одинаковое значение - нуль при Ркрj, а кривые Nкр на высших передачах лежать выше кривых на низших передачах. Такой вид тяговой характеристики говорит о том, что в заданных условиях полностью реализовать потенциально возможную эффективную мощность двигателя в тяговую мощность переносимого поступательного движения невозможно. Поэтому параллельно с потоком мощности Nкр есть возможность переноса к внешним потребителя потоков мощности Мвом и Nгс через МОМ (механизм отбора мощности) и ГСОМ (гидросистема отбора мощности).

Для определения мощности, которую можно подвести к МОМ и ГСОМ параллельно с мощностью Nкр, необходимо отложить на шкале Ркр известное значение тягового сопротивления агрегатируемой машины Rсхм=Ркр, последовательно спроектировать его до пересечения с лучом Рко и регуляторными ветвями Ме и Nе, а затем на шкале N определить разность полученного значения Nе с ее максимальным или допустимым правилами технической эксплуатации значением.

График экспериментальной тяговой характеристики трактора по ГОСТ 7057-81 обычно оформляют как первый квадрант расчетной характеристики.

Принципиальным недостатком тяговых характеристик является то, что они полностью изменяются при изменении свойств опорной поверхности, в частности jx, f, i, а также состава машинно-тракторного агрегата. Поэтому для оценки тягово-скоростных свойств, топливной экономичности, проходимости и агрегатируемости трактора в реальных условиях необходимо иметь множество тяговых характеристик. Кроме того, тяговые характеристики практически невозможно использовать для сравнительной оценки собственником основных эксплуатационных свойств и возможной себестоимости работы тракторов разных тяговых классов и назначения, а значит не позволяют владельцу, распорядителю и пользователю выбрать технологически и экономически выгодную модель трактора. Устранить эти принципиальные недостатки позволяет динамический паспорт - многофакторная безразмерная характеристика трактора как преобразователя движения в разнообразных условиях.