Баланс мощности трактора

Мощность двигателя, определяемая как результат произведения силы (момента) на скорость должна быть равна сумме мощностей, затрачиваемых на преодоление различных сопротивлений, возникающих при движении машинно – тракторного агрегата. Основной энергетической характеристикой, определяющей энергетические возможности двигателя трактора, является номинальная эффективная мощность N_ен, то есть мощность на коленчатом валу при номинальном режиме работы двигателя. Часть этой мощности будет расходоваться на преодоление тяговых сопротивлений рабочих машин N_кр и на привод рабочих машин через вал отбора мощности N_вом, то есть мощности, затрачиваемые на полезную работу. Другая часть мощности N_ен – это непроизводительные потери N_пот.

Тогда в самом общем виде баланс мощностей:

ξN_ен=N_кр+N_вом+N_пот, (4.29)

где ξ – коэффициент использования номинальной мощности, равный отношению фактически снимаемой с вала двигателя мощности к ее номинальному значению.

Аналогично тяговому балансу можно представить баланс мощности трактора в виде уравнения:

ξN_ен=N_кр+N_вом+N_му+N_угр+N_тр+N_δ+N_Ψ+N_нр±N_j±N_w, (4.30)

где N_му – потери мощности в моторной установке (по отношению к номинальной мощности) включают затраты мощности на привод вентилятора, потери в системе воздухоочистки и выхлопа газов, например, эти потери для двигателя ЯМЗ-240 трактора К-701 составляют на номинальном режиме около 22 кВт; N_упр – затраты мощности на сервирование систем управления включают в себя мощность насосов гидроусилителей механизма поворота, механизма навески рабочих машин, управление коробкой передач и муфтой сцепления, компрессора пневмоусилителей; N_тр – потери мощности в силовой передаче (трансмиссии); N_δ – потери мощности на буксование движителей; N_Ψ – затраты мощности на самопередвижение трактора, включая на преодоление подъема (спуска); N_нр – потери мощности в приводе ВОМ; N_j – затраты мощности на преодоление сил инерции, возникающих при изменении скорости движения; N_w – затраты мощности на преодоление силы сопротивления воздушной среды.

Отдельные составляющие уравнения (4.30) могут быть найдены по формулам:

N_тр=N_ен(1-η_m); N_Ψ=(P_f±P_α)V_p/3,6;

N_δ=P_k(V_т-V_p)/3,6; N_пр=N_{е вом}(1-η_вом); (4.31)

N_j=P_j V_p/3,6; N_w=P_вV_p/3,6

N_кр=P_крV_p/3,6

Отношение фактически используемой мощности к номинальной для случая установившегося движения на горизонтальном участке называют полным КПД трактора

η_m=(N_кр+N_вом)/N_ен. (4.32)

Отношение фактической тяговой мощности к эффективной за вычетом мощности, передаваемой через ВОМ, называют тяговым КПД трактора

η_тяг=N_кр/[N_e-(N_вом+N_пр)]. (4.33)

Для выполнения большого комплекса работ, отличающихся друг от друга значительным разнообразием условий и затрат тяговых усилий, с высоким КПД необходимо иметь тракторы разных классов, каждому из которых отведена своя тяговая зона. Этот принцип положен в основу построения тяговых классов тракторов в России.

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Назовите основные показатели характеристики двигателя.

2. Что такое номинальная мощность двигателя?

3. Запишите зависимость крутящего момента и мощности двигателя.

4. Какими коэффициентами оценивают тяговые свойства двигателя?

5. По каким показателям выбирают двигатель для трактора?

6. Запишите соотношение скорости движения, массы и сил, действующих на агрегат, при котором возможны работа и движение агрегата.

7. Перечислите силы, действующие на МТА.

8. Запишите уравнение тягового баланса трактора.

9. Запишите формулу для расчета сопротивления подъему (спуску) МТА.

10. Запишите формулу для расчета сопротивления передвижению агрегата.

11. Поясните механизм возникновения движущей агрегат силы.

12. Запишите формулу для расчета касательной силы тяги.

13. Запишите формулу для расчета силы сцепления с почвой.

14. Запишите выражение для определения силы тяги трактора Ркр.

15. Какая из двух независимых сил (касательная сила тяги или сила сцепления с почвой) определяет силу, движущую агрегат?

16. Дайте понятия теоретической, действительной, рабочей и эксплуатационной скоростей движения

17. Как рассчитать радиус качения тракторных шин низкого давления ведущих колес?

18. Перечислите составляющие баланса мощности трактора.

19. Запишите формулу для расчета полного КПД трактора.

20. Запишите формулу для расчета тягового КПД трактора.

ЛЕКЦИЯ 6