Определить касательную силу тяги дт 75 на 4 передаче на поле подготовленном под посев

Обновлено: 18.09.2024

Полученная точка О будет являться началом координат непосредственно тяговой характеристики. По оси абсцисс в масштабе от начала координат О откладывается сила тяги на крюке трактора:

Ркр н 1 =62207–9851,8= 52355,2Н; Ркр max 1 =65935–9851,8= 56083,2Н;

Ркр н 3 = 46228 –9851,8= 36376,2 Н; Ркр max3 =48998–9851,8= 39146,2Н;

По оси ординат вверх откладываются в масштабе искомые показатели: буксование движителя δ, скорости движения V, тяговые мощности на крюке Nкр , удельный расход топлива по передачам gкр , тяговый к.п.д. ηтяг .

2. В начале в верхней части ТХХ строится график кривой буксования δ = f(Ркр) по аналогии с экспериментальными кривыми, полученных при тяговых испытаниях тракторов этого класса в близких к заданным почвенным условиям или по слкдующей эмпирической зависимости:

где a, b, c – безразмерные эмпирические коэффициенты, зависящие от типа трактора. Для колесных тракторов a = 0,013; b = 0,13; для гусеничных тракторов, а = 0,04; b = 4,0. для всех c = 8

p – относительная сила тяги на крюке:

где φк – коэффициент использования сцепного веса, выбирается в зависимости от почвы (Приложение Б табл.6Б;

3. Для каждой заданной передачи определяют теоретическую скорость на холостом ходу (Ркр = 0)

где значения берутся из нижней части графика регуляторной характеристики.

(пример) км/ч;

Зная величину буксования определяем рабочие скорости движения на каждой передаче:

(пример) км/ч; км/ч;

4. Определяем тяговую мощность для каждой передачи трактора:

(пример) кВт; кВт;

5. Для оценки топливной экономичности трактора в зависимости от нагрузки на крюке определяется удельный расход топлива:

где GТi – часовой расход топлива, берется из нижней части графика регуляторной характеристики.

(пример) г/(кВт . ч); г/(кВт . ч);

г/(кВт . ч); г/(кВт . ч);

г/(кВт . ч); г/(кВт . ч);

г/(кВт . ч); г/(кВт . ч).

6. По построенной тяговой характеристике определяется тяговый к.п.д.:

где Nкр – тяговая мощность в выбранной точке;

Ne – эффективная мощность, развиваемая при этом ДВС.

Полученные значения тягового к.п.д. сравниваем с значениями, определенными по формуле:

при отсутствии ошибок и аккуратном выполнении графических работ резуль-таты расчетов по обеим методам не должны различаться более чем на ±5%.

Расчетные данные для построения теоретической тяговой характеристики трактора заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Теоретическая тяговая характеристика трактора, (пример).

Основная передача Расчетная точка Ne, кВт ng, мин -1 GТ, кг/ч Pн, кН Pкр, кН Vрi, км/ч Nкр, кВт gкр, г/кВт . ч δ, % ηтяг
I 62,88 14,46 52355,2 2,58 37,52 385,39 0,141 0,60 0,60
43773,2 3,14 38,18 378,73 0,098 0,60 0,60
36376,2 3,72 37,59 384,68 0,0 77 0,60 0,60
29997,2 4,39 36,58 395,30 0,061 0,58 0,58
II 53,32 12,26 56083,2 2,00 31,16 464,06 0,166 0,58 0,58
46988,2 2,47 32,24 448,51 0,110 0,60 0,60
39146,2 2,95 32,08 450,75 0,083 0,60 0,60
32386,2 3,49 31,40 460,51 0,068 0,59 0,59

ПРИЛОЖЕНИЕ А


Рисунок 1А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т - 25


Рисунок 2А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т - 40


Рисунок 3А – Кинематическая схема трансмиссии трактора МТЗ - 80


Рисунок 4А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 150 К


Рисунок 5А – Кинематическая схема трансмиссии трактора К – 701


Рисунок 6А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 70


Рисунок 7А – Кинематическая схема трансмиссии трактора ДТ – 75


Рисунок 8А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 150


Рисунок 9А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 4А


Рисунок 10А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 100 М

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица 1Б – Технические характеристики колесных тракторов

Параметры Т-16М Т-25А Т-40М Т-40АМ МТЗ-80 МТЗ-82 Т-150к К-701
1. Тяговый класс трактора 0,6 0,6 0,9 0,9 1,4 1,4 3,0 5,0
2. Тяговое усилие,кН
3. Тип движителя колеса с пневматическими шинами
4. Колесная схема 4к2 4к2 4к2 4к4 4к2 4к4 4к4 4к4
5. Расчетная мощность двигателя, кВт 14,7 18,4 29,4 29,4 58,8 58,8
6. Расчетная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин -1
7. Конструктивная масса трактора, кг
8. Предельная база трактора, мм
9. Колея, мм 1200-1800 1100-1500 1200-1800 1200-1800 1200-1800 1200-1800 1680-1860
10. Расстояние по горизонтали от ц.т. трактора до оси ведущих колес, мм 668/698
11. Радиус ведущих колес, мм
12. Размер шин в дюймах
- передних колес 6 – 16 6 – 16 6,5 – 16 8,0 – 20 7,5 – 20 8,0 – 20 530 – 510 23,1 – 25
- задних колес 9 – 32 9 – 32 11 – 38 11 – 38 13,6 – 38 12 – 38 539 – 610 23,1 – 26
13. Координаты ц.т. по вертикали, мм
14. распределение массы по колесам, т.
- пердние 0,560 0,880 0,990 0,970 1,260 7,700
- задние 1,100 1,490 1,390 1,930 2,100 4,300
15. Наибольшая высота точки прицепа, мм
16. Общие передаточные числа трансмиссии
- На I-й передаче 71,82 62,4 70,8 70,8 241,9 295,89 59,4 170,82
- На II-й передаче 56,26 49,5 59,43 59,43 142,2 241,29 50,3 140,86
- На III-й передаче 46,16 42,5 50,44 50,44 83,55 189,96 44,3 116,86
- На IV-й передаче 38,97 33,6 43,16 43,16 68,0 115,54 38,0 102,83

Таблица 2Б – Технические характеристики гусеничных тракторов

Параметры Т-70с ДТ-75 ДТ-75М Т-4А Т-100м Т-150
1. Тяговый класс трактора 2,0 3,0 3,0 4,0 6,0 3,0
2. Тяговое усилие, кН
3. Тип гусеничного движителя эластичный эластичный полужесткий полужесткий эластичный полужесткий
4. Расчетная мощность двигателя 51,5 55,1 66,1 80,9 79,4 110,3
5. Расчетная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин
6. Конструктивная масса трактора, кг
7. Предельная база трактора (Расстояние между осями ведущей звездочки и направляющего колеса, мм)
8. Расстояние по горизонтали от центра тяжести трактора до оси ведущей звездочки, мм
9. Радиус начальной окружности ведущей звездочки, мм
10. Высота центра тяжести над уровнем почвы, мм
11. Наибольшая высота точки прицепа, мм
12. Расстояние от оси шарнира прицепа до середины гусеницы, мм
13. Длина опорной поверхности гусеницы, мм
Колея трактора по центру гусениц, мм
14. Ширина звена гусениц, мм
15. Общие передаточные числа трансмиссии
На I-й передаче 152,09 44,36 44,36 68,79 70,46 37,36
На II-й передаче 89,32 39,69 39,74 59,2 54,04 33,12
На III-й передаче 55,61 35,69 35,69 51,18 37,7 29,37
На IV-й передаче 45,26 32,14 32,14 45,86 25,72 26,9
16. Передаточное число центральной передачи 3,42 3,17 3,17 3,64 2,79 4,45
17. Передаточное число конечных передач 3,53 5,53 5,53 4,38 9,94 4,6

Таблица 3Б – Допустимые коэффициенты буксования

Почвенный фон Колесные тракторы Гусеничные тракторы
4 к 2 4 к 4
Стерня 0,17…0,18 0,13…0,15 0,03…0,04
Поле под посев 0,25…0,30 0,15…0,20 0,05…0,07

Таблица 4Б – Передаточное числа главной и конечной передач колесных тракторов

Трактор Передаточное число главной передачи Передаточное число конечной передачи
Т-16 М 4,05 5,83
Т-25 А 2,38 4,75
Т-40 М, Т-40 АМ 3,47 6,3
МТЗ-80/82 3,4 5,3
Т-150к 4,45 4,6
К-701 2,92 6,0

Таблица 5Б – Размеры движителя для определения динамического радиуса

ведущих колес гусеничных тракторов

Трактор Z LЗВ
Т-54 В 11,5 0,176
Т-70 С 11,5 0,176
ДТ-75, ДТ-75 М 0,170
Т-150 0,170
Т-4 А 0,176
Т-100 М 0,203

Таблица 6Б – Коэффициенты сопротивления качению и коэффициенты сцепления

тракторов и автомобилей

Виды почвы или дороги Тракторы на пневматических шинах Гусеничные тракторы
Асфальтное шоссе 0,01 – 0,02 0,8 – 0,9
Гравийное шоссе 0,02 – 0,03 0,6
Грунтовая сухая дорога 0,025 – 0,045 0,6 – 0,8 0,02 – 0,07 0,9 – 1,0
Целина, плотная залеж 0,03 – 0,07 0,7 – 0,8 0,06 – 0,07 1,0 – 1,1
Залеж 2-3 лет 0,06 – 0,08 0,6 – 0,8 0,06 – 0,07 0,9 – 1,0
Стерня 0,08 – 0,10 0,6 – 0,8 0,06 -0,08 0,8 – 1,0
Вспаханное поле 0,12 – 0,18 0,5 – 0,7 0,08 – 0,10 0,6 – 0,8
Поле, подготовленное под посев 0,16 – 0,18 0,4 – 0,6 0,10 – 0,12 0,6 – 0,7
Скошенный луг, влажный 0,08 0,6 – 0,8 0,07 0,7 – 0,9
Слежавшаяся пахота 0,08 – 0,12 0,5 0,08 0,6
Укатанная снежная дорога 0,03 – 0,04 0,3 – 0,4 0,06 – 0,07 0,5 – 0,7
Обледенелая дорога 0,02 – 0,025 0,1 – 0,3 0,03 – 0,04 0,2 – 0,4
Болотно-торфяная целина осушенная 0,16 – 0,18 0,3 – 0,4 0,10 – 0,15 0,4 – 0,5

Таблица 7Б – Справочные данные по тракторным шинам

Размер шины в дюймах Давление воздуха в шинах, кПа Грузоподъемность шины в кг
Направляющие колеса: 1. Для тракторов
4,00 – 16 0,14 – 0,2 185 – 230
5,50 – 16 0,14 – 0,25 900 – 420
6,0 – 16 0,14 – 0,25 390 – 550
6,50 – 20 0,14 – 0,27 450 – 660
8,00 – 20 0,14 – 0,25 680 – 925
9,00 – 16 0,14 – 0,25 780 - 1100
Ведущие колеса:
8 – 32 0,08 – 0,17 535 – 680
9 – 20 0,08 – 0,14 500 – 695
9 – 42 0,08 – 0,14 695 – 1180
10 – 28 0,08 – 0,11 690 – 845
11 – 38 0,08 – 0,15 975 – 1410
12 – 38 0,08 – 0,14 1130 – 1570
13 - 30 0,10 – 0,13 1360 – 1550
15 - 20 0,11 – 0,14 2100 - 2420

В выводах указываются теоретически определенные показатели, выполняется анализ полученных графических зависимостей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Историческое сочинение по периоду истории с 1019-1054 г.: Все эти процессы связаны с деятельностью таких личностей, как.

n – количество пар шестерни соответственно конической и цилиндрической передач.

ηТР = 0,985 5 · 0,975 · 0,96 = 0,922;

2. Расчёт и построение теоретической регуляторной характеристики двигателя.

n1 и nН – текущее и номинальное значение частот вращения коленчатого вала двигателя;

С1 = 0,7 и С2 = 1,3 – для дизелей с вихрекамерным смесеобразованием.

Задавая различными значениями частот вращения вала двигателя в % (100,80,60,40,20) от номинальной величины определяют текущие значения NE мощность двигателя.

nH = 2100 мин -1 – 100%;

n1 = 1680 мин -1 – 80%;

n2 = 1260 мин -1 – 60%;

n3 = 840 мин -1 – 40%;

n4 = 420 мин -1 – 20%;

Определяем частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу;

δP – коэффициент неравномерности регулятора (δP = 0,07…0,08);

nX = (1 + 0,08) · 2100 = 2268 мин -1 ;

Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте n0 определяется:

kОБ = 1,2…1,8 – коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения;

n0 = 2100 / 1,5 = 1400 мин -1 ;

Зная мощность и частоту вращения коленчатого вала двигателя, определяют крутящий момент:

ω – угловая скорость коленчатого вала соответственно мощности двигателя NE1.

Определение максимального часового расхода топлива.

gЕ – удельный расход топлива при номинальной мощности;

Определение часового расхода топлива на холостом ходу.

Часовой расход топлива при максимальном моменте :

(0,6…0,8) · GTmax = 0.7 · 7,8 = 5,46 кг/ч;

Определяем удельный расход топлива;

n %
n об/мин.
NE кВт 6,2 25,6 34,7
gE %
gE г/кВт ч 187,5 187,3
GT кг/ч 1,2 2,6 4,8 6,5 7,8
ME Н м 160,4 197,7 186,5

3. Расчёт и построение теоретической тяговой характеристики трактора.

Определяем радиус ведущей звездочки:

Z – число активно действующих зубьев за один оборот;

Lзв – фактическая длина одного звена гусеницы, м

Для большинства тракторов сельскохозяйственного назначения Z находится в пределах 13…14, а lзв = 170…175.

Принимаем: Z = 13, lзв = 175

Расчёт основных рабочих скоростей трактора.

Определение диапазона скоростей.

VH1 – расчётная скорость на 1 – ой передаче;

VZ – высшая рабочая скорость;

Величина скоростного диапазона.

γдоп, min – коэффициент допустимой минимальной загрузки двигателя; Принимаем γдоп, min = 0,85;

VZ = 1,53 · 10 = 15,3 км/ч;

Для расчёта высших и промежуточных скоростей необходимо определить знаменатель геометрической прогрессии – g.

V2 = V1 · g = 10 · 1.15 = 11,5 км/ч;

V3 = V2 · g 2 = 11,5 · 1,15 2 = 13,2 км/ч;

V4 = V3 · g 3 = 13,2 · 1,15 3 = 15,2 км/ч;

V5 = V4 · g 4 = 15,2 · 1,15 4 = 17,5 км/ч;

Определение рабочей скорости для каждой заданной передачи:

VT – теоретическая скорость;

δ – величина буксования;

Т.к величина буксования незначительна, то VP = VT.

n об/мин
V1 9,9
V2 6,8 11,4
V3 7,9 13,2
V4 9,1 15,2

Расчёт передаточных чисел трансмиссии и коробки передач.

nН – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя;

r0 – радиус ведущей звездочки трактора;

VН1 – скорость движения трактора на 1 – ой передаче.

Определение максимальной касательной силы тяги для заданных передач:

МЕmax – максимальный крутящий момент двигателя;

iTP – передаточное число трансмиссии.

ηТР – КПД учитывающий потери мощности в трансмиссии.

Определение номинальной касательной силы тяги для заданных передач:

Для примера на рисунках 1.1 и 1.2 приведены графики тягового баланса трактора ДТ-75МВ при работе на третьей передаче при движении на подъём и под уклон. При построении графиков следует иметь в виду, что при движении трактора на подъём по оси ординат вначале откладывают численное значение усилия Рα выше оси абцисс, а затем графически прибавляют сопротивление качению трактора Рf (рисунок 1.1). При движении трактора под уклон значение Рα откладывают ниже оси абцисс (в данном случае составляющая будет увеличивать тяговое усилие трактора), затем от линии Рα вверх откладывают численное значение сопротивления Рf (рисунок 1.2).

I - зона недостаточного сцепления; II - зона достаточного сцепления

Рисунок 1.1 - График тягового баланса трактора ДТ-75МВ при работе на третьей передаче при движении на подъём

I - зона недостаточного сцепления; II - зона достаточного сцепления

Рисунок 1.1 - График тягового баланса трактора ДТ-75МВ при работе на третьей передаче при движении под уклон

1.7 Определение рабочей скорости движения

Рабочую скорость движения υр (м/с) для всех передач в общем случае определяют по уравнению

где υтн - теоретическая скорость движения трактора, м/с;

δ - буксование ходового аппарата, %;

n - действительная частота вращения коленчатого вала двигателя, с -1 .

Теоретическую скорость движения υтн (м/с) определяют по выражению

В условиях достаточного сцепления действительная частота вращения коленчатого вала двигателя равна номинальной, то есть n = nн , а при недостаточном -

где nх - максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя на холос­том ходу, с -1 (принимается из приложения Г скоростных характеристик двига­телей).

Для определения действительного значения буксования δ необходимо построить графики δ = f (PТ) для обоих почвенных фонов (рисунок 1.3) и с их помощью определить значения буксования δ, соответствующие значениям тягового усилия Pт по передачам. Графики строят по тяговым характеристикам рассматриваемого трактора на соответствующем фоне (приложение Д).

I - при движении по полю, подготовленному под посев; II - по стерне

Рисунок 1.3 - Зависимость буксования δ от тягового усилия PТ трактора

Следует иметь в виду, что при движении трактора под уклон величину буксования δ определяют по графику (рисунок 1.3) при значении на соответствующих передачах трактора. Это объясняется тем, что в данном случае составляющая веса трактора , увеличивающая его тяговое усилие, на ходовой аппарат трактора не передаётся и, соответственно, влияния на буксование не оказывает.

1.8 Расчёт составляющих рабочего баланса мощности трактора

Мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя, идёт как на совершение полезной работы, так и на преодоление внешних и внутренних сил сопротивления перемещению трактора. Об основных элементах распределения эффективной мощности Nен двигателя судят по рабочему балансу мощности трактора, который для тягового агрегата выражается уравнением

где Nнсц - мощность двигателя, не используемая по условиям сцепления (в случае недостаточного сцепления ходового аппарата трактора с почвой), кВт;

NТ - мощность, идущая на тягу машин (тяговая мощность), кВт;

Nf - затраты мощности на качение трактора, кВт;

Nα - затраты мощности на преодоление подъёма (знак "плюс") или освобождающаяся мощность при движении на спуске (знак "минус"), кВт;

Nδ - затраты мощности на буксовании ходового аппарата, кВт;

Nм - потери мощности в трансмиссии трактора и на ведущих участках гусениц, кВт.

Мощность Nнсц (кВт) двигателя трактора, не используемую по условиям сцепления, определяют по выражению

2. Определить номинальное тяговое усилие заданного трактора РКРН и сравнить о значением, соответствующим его тяговому классу.

3. Определить энергосберегающий диапазон изменения тяговых усилий заданного трактора РКР = РКРО – РКРД и рассчитать соответствующие значения тягового КПД hТО hТД, а также буксование dо dД.

4. Определить энергосберегающий диапазон рабочих скорей заданного трактора Vо – VД

5. Показать полученные диапазоны РКРО – РКРД и Vо – VД на примерной тяговой характеристике трактора

6. Представить итогове результаты расчетов по каждому пункту в форме таблицы, приведенной в конце задания.

Основной целью задания является получение студентами навыков самостоятельного выбора режимов высокоэффективного использования тракторов в зависимости от условий работы.

Трактор является промежуточным звеном при передаче энергии от двигателя к рабочим органам с.-х. машин. Поэтому одной из целей решения соответствующих задач является обоснование такого оптимального скоростного режима, при котором потери энергии при ее передаче к с.-х. машине будут минимальными с учетом допустимого буксования.

Таким образом, с позиций системного подхода полученный в первом задании оптимальный режим загрузки двигателя дополняется оптимизацией режима работы самого трактора.

Методические указания по выполнению задания 2

Методические указания охватывают все основные типы используемых и перспективных тракторов.

1. Исходные данные из табл. 2.1 выписываются в соответствии с номером варианта задания.

Варианты заданий

№ вар. Трактор Колёсная формула Тяговый класс Эксплуа- тационная масса, кг Почвенный фон
1 2 3 4 5 6
1 МТЗ–102 4К4 с колёсами разного размера 1,4 4345 Стерня
2 Т–150К 4К4 с колёсами одинакового размера 3 8092 Стерня
3 Т–4А гусеничный 4 9010 Стерня
4 ДТ–175С гусеничный 3 7622 Стерня
5 ЮМЗ–6АКЛ 4К2 с колёсами разного размера 1,4 3500 Поле, подг. под посев
6 Т–142 4К4 с колёсами разного размера 2 4840 Стерня
7 ЛТЗ–55А 4К4 с колёсами разного размера 0,9 3157 Поле, подг. под посев
8 К–701 4К4 с колёсами одинакового размера 5 12900 Стерня
9 ДТ–175С гусеничный 3 7622 Поле, подг. под посев
10 ДТ–75Т гусеничный 3 6420 Стерня
11 Т–70СМ гусеничный пропашной для возделывания сахарной свеклы 2 4444 Поле, подг. под посев
12 Т–150 гусеничный 3 7460 Поле, подг. под посев
13 Т–250 гусеничный 5 12200 Стерня
14 Т–3К 4К2 с колёсами разного размера 2 4720 Поле, подг. под посев
15 ЛТЗ–60АВ 4К4 с колёсами разного размера 1,4 3490 Поле, подг. под посев
16 Т–25А 4К2 с колёсами разного размера 0,6 1885 Поле, подг. под посев
17 Т–30 4К2 с колёсами разного размера 0,6 2370 Поле, подг. под посев
18 Т–30А–80 4К4 с колёсами разного размера 0.6 2430 Стерня
19 Т–40М 4К2 с колёсами разного размера 0,9 2620 Стерня
20 К–701М 4К4 с колёсами одинакового размера 5 13800 Поле, подг. под посев
21 Т–30А–80 4К2 с колёсами разного размера 0,6 2530 Поле, подг. под посев
22 ЛТЗ–155 4К2 с колёсами одинакового размера 2 5610 Поле, подг. под посев
23 Т–40АМ 4К4 с колёсами разного размера 0,9 2880 Поле, подг. под посев
24 К–700А 4К2 с колёсами одинакового размера 5 12200 Стерня
25 Т–25А 4К2 с колёсам разного размера 0,6 1885 Стерня
26 ДТ–75М гусеничный 3 7205 Поле, подг. под посев
27 МТЗ–80 4К2 с колёсами разного размера 1,4 3486 Стерня
28 МТЗ–82 4К2 с колёсами разного размера 1,4 3780 Поле, подг. под посев
29 МТЗ–100 4К2 с колёсами разного размера 1,4 4125 Поле, подг. под посев
30 ЛТЗ–60АВ 4К2 с колёсами разного размера 1,4 3490 Стерня

2. Номинальным тяговым усилием в соответствий с принятой в нашей стране классификацией тракторов называют тяговое усилие трактора базового типа, реализуемое на стерне колосовых нормальной твердости и влажности на суглинистом черноземе при регламентируемом (допустимом по агротехническим требованиям) уровне буксования: 0,15 – для колесных 4К4; 0,17–0,18 – для колесных 4К2 и 0.05 – для гусеничных тракторов при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики.

По указанному показателю принято десять, классов с.-х. тракторов 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2; 3; 4; 5; 6; 8. Указанные цифры соответствуют значениям номинальных тяговых усилий тракторов в тонно-силах, поскольку тяговые классы тракторов принимались тогда когда инженерные расчеты проводили в технической системе единиц (МкГС), в которой единицами измерения силы являлись килограмм-сила и тонна-сила. Для перехода к современной системе (СИ) значения тяговых классов тракторов переводят килоньютоны (кН) путем умножения на 10. При этом в пределах каждого тягового класса оказываются тракторы определенного диапазона номинальных тяговых усилий РКРН. Соответствующие литературные данные приведены в табл. 2.2.

Тяговые классы тракторов и соответствующие диапазоны номинальных тяговых усилий

Тяговый класс трактора Диапазоны номинальных тяговых усилий РКРН, кН Тяговый класс трактора Диапазоны номинальных тяговых усилий РКРН, кН
0,2 1,8–5,4 3 27–36
0,6 5,4–8,1 4 36–45
0,9 8,1–12,6 5 45–54
1,4 12,6–18 6 57–72
2 18–27 8 72–108

Верхние границы каждого диапазона в табл. 2.2 также относятся к соответствующему классу тяги.

Номинальное тяговое усилие заданного трактора РКРН в указанных ранее условиях рассчитывается по формуле (кН)

где т – эксплуатационная масса трактора, кг; g = 9,81 – ускорение свободного падения, м/с 2 ; jД – коэффициент сцепления движителей трактора с почвой при допустимом буксовании; l – доля веса трактора, приходящаяся на движители (коэффициент нагрузки ведущих колес); f – коэффициент сопротивления качению трактора.

При практических расчетах пользуются упрощённым равенством

где GH – номинальный эксплуатационный вес трактора, соответствующий допустимому (номинальному) буксованию, кН, jKPH – коэффициент использования сцепного веса трактора при допустимом (номинальном) буксовании.

На основании обобщения многочисленных тяговых испытании тракторов по литературным данным рекомендуются следующие значения jKPH для практических расчётов.

jKPH = 0,37–0,39 – для колёсных тракторов 4К2;

jKPH = 0,40–0,45 – для колёсных тракторов 4К4;

jKPH = 0,50–0,60 – для гусеничных тракторов.

Подставив значение jKPH в (2.1), получим расчетное номинальное тяговое усилие трактора РКРН, которое следует сопоставить с данными табл. 2.2. Определенное расхождение, естественно, неизбежно, но в целом результаты должны быть близкими.

3. Энергосберегающий диапазон изменения тяговых усилий трактора находится и зоне РКР = РКРО … РКРД – между значениями РКРО при максимальном тяговом КПД hТ = hТт и РКРД при допустимом буксовании d = dД (значения dД приведены ранее).

Обоснование диапазона изменения РКР. При максимуме тягового КПд, когда hТ = hТт, суммарные непроизводительные потери мощности в самом тракторе на самопередвижение и на буксование будут наименьшими (потери мощности в трансмиссии при установившемся режиме работы можно принять постоянными). Однако трактор используется с с.-х. машинами, тяговое сопротивление большинства которых возрастает с увеличением скорости трактора, соответственно и всего агрегата. Энергосберегающий режим работы при этом смещается в сторону меньших значений рабочей скорости трактора и агрегата тем значительнее, чем больше влияние скорости на тяговое сопротивление с.-х. машины. Такое уменьшение скорости возможно только до значений VД и РКРД, соответствующих допустимому буксованию d = dД. Как будет показано в последующих заданиях, в диапазоне РКР = РКРО … РКРД трактор работает в энергосберегающем режиме с большинством с.-х. машин. Если тяговое сопротивление с.-х. машины мало зависит от скорости ТО энергосберегающие режимы трактора и всего агрегата совпадают при РКР = РКРО.

Для определения РКРО необходимо выразить тяговый КПД трактора в функции РКР, на основании известного из теории трактора исходного выражения

где hТ – тяговый КПД трактора; hТP ; hf ; hd – КПД, учитывающие потери мощности соответственно в трансмиссии, на самопередвижение трактора и на буксование.

Для определения hf воспользуемся равенством

где РКР, PK – значения тягового усилия и касательной силы трактора, кН; jкр = РКР / 10 -3 × mg – коэффициент использования эксплуатационного веса трактора; Pf = 10 -3 × mg × f – сила сопротивления качению трактора, кН.

Значение hd зависит от самого буксования d.

Буксование d при этом также определяется в функции jKP по эмпирической формуле

где а, в - эмпирические коэффициенты, определяемые по результатам тя­говых испытаний тракторов.

При этом для всех однотипных тракторов на одном и том же поч­венном фоне значения а и в примерно одинаковые, что существенно уп­рощает практические расчеты.

На основании (2.2)–(2.5) получим значение тягового КПД трактора в функции jKP.

По условию d×hТ / d×jкр = 0 получим оптимальное значение jКРО, обеспечивающее максимум тягового КПД трактора (hТ ® max):

Энергосберегающий диапазон скоростей при этом составит:

Из полученных результатов следует, что энергосберегающий диапазон скоростей для однотипных тракторов на одинаковых почвенных фонах и при равных энергонасыщенностях будет один и тот же, что существенно облегчает практические расчеты.

5. Диапазоны энергосберегающих значений тяговых усилий РКР = РКРО … РКРД и рабочих скоростей V= VД – V0 показаны на рис. 2.1 на примерной тяговой характеристике трактора.

Значения РКРО и РКРД примерно соответствуют передаче, на которой тяговая мощность NKP имеет наибольшее значение, NKP = NKPm, а значение РКРД и VД определяются при d = dД, как показано на рис. 2.1.


Рис. 2.1. Примерная тяговая характеристика

Если имеется опытная тяговая характеристика трактора на данном почвенном фоне, то приближенные значения РКРО, Vо, dо, и РКРД, VД, dД вы­бираются непосредственно по тяговой характеристике, а значения hТ и hТД рассчитываются по формулам:

Если описанный, энергосберегающий режим работы трактора в диа­пазоне РКР = РКРО – РКРД не может быть реализован по агротехническим или другим причинам, то за пределы указанного диапазона можно пере­ходить только при значениях РКР Vo, то есть в сторону повышенных скоростей при обеспечении требуемого качества ра­боты. При необходимости возможен и переход на частичный режим рабо­ты двигателя, описанный в предыдущем задании. Во всех указанных слу­чаях удельный расход энергии и топлива на единицу объема выполненной работы будет больше по сравнению с оптимальным режимом работы дви­гателя и трактора.

При выполнении данного задания на компьютере (исследовательская студенческая работа) следует получить закономерности изменения опре­деляемых параметров и показателей, работы трактора для всего диапазона изменения действующих факторов с последующим научным, анализом, и практическими рекомендациями под руководством преподавателя.

Например, можно проанализировать влияние на показатели работы трактора массы балласта, а также дополнительной нагрузки на ходовую часть трактора, создаваемой устройствами типа гидроувеличителя сцепно­го веса (ГСВ).

Для этого в соответствующих равенствах эксплуатационный вес трактора G = 10 -3 mg упрощенно следует представить в виде:

где md – общая масса балластных грузов, кг; PГ – нормальная нагрузка на ходовую часть трактора, создаваемая ГСВ, кН; mo – эксплуатационная масса трактора без балластных грузов, кг.

Изменяя md и РГ в соответствующих пределах, можно обосновать желаемый энергосберегающий режим работы трактора.

При более точных расчётах следует учитывать перераспределение веса трактора между осями другие факторы, включая устойчивость и управляемость в соответствии с теорией трактора.

Читайте также: