Тяговый расчет трактора

Тяговый расчет трактора

Определение силы тяги трактора

В теории трактора различают  поверочный тяговый расчет и тяговый  расчет проектируемого трактора. Задачи и методы проведения этих расчетов различны.

Задачами поверочного  тягового расчета являются аналитическое  выявление тяговых качеств выполненной  конструкции трактора и сравнение  их с тяговыми качествами других тракторов  с целью определения возможности  рациональной его загрузки имеющимися прицепными машинами и орудиями, а  также с целью их подбора и  т. п.

Тяговый расчет проектируемого трактора проводится с целью определения  мощности двигатели, необходимой для  получения расчетной силы тяги при  различных рекомендуемых скоростях  движения; с помощью тягового расчета  делают выбор числа передач и  наиболее рациональной разбивки передаточного  отношения, обеспечивающих получение  минимальной для данного типа и класса тракторов скорости, а  также промежуточных и максимальных скоростей.

Основными этапами тягового расчета являются: определение силы тяги трактора по балансу мощностей  и составление тяговой характеристики трактора, с помощью которой определяют возможности наиболее рационального  его использования. Кроме того, в  главе «Тяговый расчет трактора»  рассматриваются вопросы, связанные  с выбором основных параметров проектируемого трактора и структуры ряда передаточных чисел его трансмиссии.

Определение силы тяги трактора. Мощность, развиваемая тракторным двигателем, не может быть полностью реализована на крюке трактора, так как при его работе, т. е. при создании им силы тяги, неизбежны потери мощности на преодоление трения в трансмиссии, на буксование ведущих колес или гусениц, на трение в шарнирах гусеничной цепи (только для гусеничного трактора), на перемещение трактора.

Количественное распределение  мощности двигателя на полезную (мощность на крюке) и различного вида потери, называемые составляющими баланса, носит название баланса мощностей  трактора,

Чем меньше будут составляющие баланса, характеризующие различного вида потери, тем большую мощность двигателя можно будет реализовать  на крюке для выполнения полезной работы и тем, следовательно, совершеннее  будет трактор.

Поэтому большой интерес  представляет не только получение возможности  подсчета составляющих баланса и  сравнения их величины с величинами аналогичных потерь ранее выполненных  конструкций тракторов, но и проведение анализа с целью изыскания  возможностей снижения их величины.

Выражение для подсчета полезной мощности (мощности на крюке) при установившемся прямолинейном движении трактора по горизонтальному участку пути имеет  следующий вид:

для колесного трактора 

(32.1)

для гусеничного трактора  

(32.2)

В приведенных выражениях N_Д — мощность двигателя — является номинальной его мощностью по скоростной характеристике. Величину этой мощности (как максимально возможную) принимают по данным паспорта, а при проведении ходовых испытаний действительное ее значение определяют по показаниям ротационного динамометра, устанавливаемого между двигателем и первичным валом коробки перемены передач, из выражения 

(32.3)

где М_Д — крутящий момент по показаниям динамографа;

ω — угловая скорость первичного вала коробки перемены передач. Для проектируемого трактора необходимая мощность двигателя  

(32.4)

где P_к.max — максимальная касательная сила тяги при движении трактора  на  первой  передаче с  соответствующей ей скоростью v_Т;

η_мr — к. п. д. трансмиссий, учитывающий для гусеничных тракторов потери в передаче и на ведущих участках гусеничных цепей. Мощность механических потерь в трансмиссии 

(32.5)

Здесь M_Д, М_к, ω_д и ω_к — соответственно крутящие моменты и угловые скорости двигателя и ведущих колос или звездочек для гусеничных тракторов.

При проведении ходовых испытаний  величину М_к определяют по показаниям ротационных динамографов, устанавливаемых на ведущих колесах.

При проведении тягового расчета  проектируемого трактора величину М_к определяют из выражения 

(32.6)

задавшись предварительно передаточным числом i и механическим к.п.д. трансмиссии η_м• Величина этого к.п.д. зависит от вида и количества пар зацепления, качества механической обработки деталей, применяемой смазки и числа оборотов. Для выполненных конструкций тракторов η_м составляет примерно 0,85—0,9.

Мощность, затрачиваемая  на обычно неизбежное пробуксовывание движителей во время работы трактора, определяют по выражению 

(32.7)

Здесь v_Т  и v — теоретическая и действительная скорости трактора, измеренные при испытании (v_Т подсчитывают, исходя из показаний счетчика оборотов, а v — по пройденному пути). Для проектируемого трактора величину Nδ определяют с помощью к.п.д. движителей по уравнению   предварительно задавшись величиной этого к.п.д.

По потерям на буксование или по так называемому к.п.д. движителей ηδ  оценивают степень совершенства ходовой системы трактора. В общем виде к.п.д. движителей представляет собой отношение действительной скорости трактора к теоретической, т. е,

(32.8)

Эта величина зависит не только от степени совершенства движителей, но и от типа и состояния почвы. Средние допустимые величины ηδ лежат в пределах 85 - 90%.

Потери на самопередвижение трактора 

(32.9)

где Р_к — показания ротационных динамографов, а Р_кр — показания тягового динамографа при установившемся прямолинейном движении по горизонтальному участку пути со скоростью v

Для определения мощности, затрачиваемой на самопередвижение проектируемого трактора, пользуются коэффициентом ηf, учитывающим потери на передвижение трактора: 

(32.10)

Для выполненных конструкций  тракторов ηf = 20—30%.

Для гусеничных тракторов, кроме  перечисленных, имеют место потери, появляющиеся вследствие трения в шарнирах ведущих участков гусеничных обводов  и вычисляющиеся по выражению

(32.11)