Контрольні питання

1. Навантаження на ведуче колесо колісного трактора становить…

2. Робочий радіус ведучих коліс колісного трактора визначається за залежностями…

3. Робочий радіус ведучої зірочки гусеничного трактора дорівнює…

4. Передаточне число трансмісії трактора на першій передачі визначається за формулою…

5. Тяговий діапазон трактора приймають з умови…

6. Знаменник геометричної прогресії ряду передаточних чисел трансмісії трактора становить…

7. Розрахункові передаточні числа трансмісії трактора на z-й передачі розраховуються за залежністю…

8. Передаточні числа коробки передач трактора становлять…

9. Статичне навантаження на одну шину коліс автомобіля визначається за залежностями…

10. Робочий радіус ведучих коліс автомобіля визначається за залежностями…

11. Передаточне число головної передачі автомобіля становить…

12. Передаточне число коробки передач автомобіля на першій передачі дорівнює…

13. Знаменник геометричної прогресії ряду передаточних чисел трансмісії автомобіля визначається за залежністю…

14. Розрахункові передаточні числа трансмісії автомобіля з 4-х ступеневою коробкою передач становлять…

15. Розрахункові передаточні числа трансмісії автомобіля з 5-ти ступеневою коробкою передач і прямою 4 передачею дорівнюють…

16. Розрахункові передаточні числа трансмісії автомобіля з 5-ти ступеневою коробкою передач і прямою 5 передачею становлять…

Лабораторна робота №4 тяговий розрахунок трактора

Мета роботи: Ознайомитися з основними параметрами руху МТА в заданих умовах, які дозволяють проаналізувати ефективність використання МТА; зробити висновки про шляхи зменшення енергозатрат та підвищення продуктивності праці. Розрахувати і побудувати потенційну тягову і теоретичну тягову характеристики проектуємих тракторів.

Ефективність і економічність роботи трактора в загальному випадку оцінюється тяговим ККД трактора η_т та витратою палива на одиницю гакової роботи g_г. Ці показники залежать від режиму роботи трактора і розраховуються при побудові тягової характеристики. Найбільш ефективною є робота трактора при повному завантаженні двигуна, що можливо лише при наявності ідеальної автоматичної трансмісії. Тягова характеристика трактора (залежність складових балансу потужності від зусилля на гаку), розрахована для такої трансмісії, показує потенційні можливості трактора і служить для оцінки досконалості трактора в цілому.

4.1. Потенціальна тягова характеристика трактора

Потенціальною тяговою характеристикою називають залежність тягової потужності N_г, поступальної швидкості руху трактора V_д та інших показників від тягового зусилля Р_г при безступінчастому регулюванні передаточного числа трансмісії таким чином, щоб підтримувалось постійним навантаження двигуна N_e = N_ном = const при постійному ККД трансмісії.

Побудову потенціальної тягової характеристики ведуть з урахуванням залежності складових балансу потужності від тягового зусилля

N_е = N_тр + N_δ + N_f + N_г, (4.1)

де N_е - потужність двигуна, кВт;

N_тр - втрати потужності у трансмісії, кВт;

N_δ - втрати потужності на буксування рушія, кВт;

N_f - втрати потужності на кочення, кВт;

N_г - потужність на гаку, кВт.

Для прикладу у табл. 4.1 наведено розраховані параметри потенціальної тягової характеристики.

Друга колонка таблиці заповнена значеннями Р_г, які приймають довільно з певним кроком, достатнім для побудови характеристики.

Третя колонка таблиці заповнюється значеннями відносної сили тяги на гаку трактора φ_г для кожного поточного значення Р_г

φ_г = Р_г/G_сц = Р_г/(G·λ_к) = Р_г/(m·g·λ_к). (4.2)

Потенціальну тягову характеристику будують у розмірних [1] чи у безрозмірних (рис. 4.1) координатах, коли по осі абсцис відкладають відносну силу тяги φ_г. Безрозмірними ординатами є відносна потужність (відношення складової балансу потужності N_і до номінальної N_e потужності двигуна: N_і/N_е) чи ККД, виражені у частках одиниці, буксування δ у частках одиниці та швидкість трактора V у м/с.

Таблиця 4.1

Розрахунок потенціальної тягової характеристики (приклад)

№ пп	Рг, кН	φг -	δ -	Nδ, кВт	Vт, м/с	Vд, м/с	Nf, кВт	Nf/ Nе -	Nг, кВт	ηтяг -	∑Nі, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	0,0	0,000	0,005	0,1	11,2	10,8	4,8	0,886	0,0	0,000	18,9
2	1,2	0,114	0,018	0,3	8,0	7,6	3,3	0,234	12,1	0,640	18,9
3	2,4	0,229	0,031	0,5	5,9	5,7	2,5	0,134	13,8	0,729	18,9
4	3,6	0,343	0,044	0,7	4,2	4,0	1,8	0,093	14,3	0,758	18,9
5	4,8	0,458	0,059	1,0	3,2	3,0	1,3	0,070	14,5	0,767	18,9
6	6,0	0,572	0,084	1,4	2,6	2,4	1,1	0,056	14,4	0,759	18,9
7	7,2	0,687	0,143	2,4	2,2	1,9	0,8	0,044	13,6	0,719	18,9
8	8,4	0,801	0,302	5,1	1,9	1,3	0,6	0,031	11,2	0,590	18,9

Згідно з визначенням потенціальної тягової характеристики потужність двигуна N_e від зусилля на гаку не залежить, через те, на потенціальній тяговій характеристиці ця залежність зображується прямою, паралельною осі абсцис, що проходить через точку N_ен у безрозмірних координатах.

Згідно з визначенням, ККД трансмісії приймається постійним, через що на рушій передається постійна потужність N_к

N_к = N_δ + N_f + N_г = N_е - N_тр = N_е· η_тр. (4.3)

На графіку це пряма, паралельна осі абсцис на рівні η_тр.

Частина потужності, підведеної до рушія витрачається на його буксування

N_δ = Р_к·(V_т – V_д) = N_е·η_тр·δ, (4.4)

а потужність, що лишається

N_к = N_е·η_тр - N_δ = N_е·η_тр·(1 – δ), (4.5)

створює дотичну силу тяги Р_к = N_кд/V_т.

У безрозмірних координатах втрати на буксування η_δ = η_тр·δ, а відносна потужність, що створює дотичну силу тяги: η_к = η_тр·(1 – δ).

Для визначення втрат на буксування необхідно спочатку визначити залежність буксування рушія δ від зусилля на гаку P_г. Буксування рушія залежить від багатьох конструктивних і експлуатаційних факторів: виду і стану опорної поверхні (склад, твердість та вологість ґрунту), типу рушія та його стану (тиск у шинах, знос шарнірів гусениці, навантаження на опорну поверхню), величини дотичної сили тяги та її коливань. Спроби описати буксування аналітично дають лише дуже наближені результати, через що розрахунки уточнюють після створення і випробування дослідного зразка трактора.

На стадії проектування використовують експериментальні залежності буксування від експлуатаційних факторів та навантаження на гаку трактора, задані графічно, таблично чи аналітично. Точність отриманих результатів при використанні різних методів визначення буксування залишається невисокою. Дані аналітичного розрахунку буксування (формула 4.12) складають колонку 4 табл. 4.1.

Теоретична швидкість руху трактора V_T в м/с становить

, (4.6)

або

,

де n_д – поточне значення кількості обертів вала дизеля, хв^-1;

r_к – робочий радіус ведучих коліс, м;

і_трІ – передаточне число трансмісії на І-й передачі.

Рис. 4.1. Потенціальна тягова характеристика у безрозмірних координатах

Дійсна швидкість руху трактора дорівнює

V_д = V_т·(1 – δ). (4.7)

Втрати потужності на перекочування трактора N_f становлять

N_f = P_f · V_д = (m·g·f/1000) · V_д, кВт. (4.8)

Баланс потужності рушія трактора можна представити графічно (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Графічне зображення балансу потужності трактора

Гакова потужність N_г визначається за залежністю

(4.9)

а тяговий ККД як відношення

η_тяг = N_г/ N_e. (4.10)

Аналіз потенціальної тягової характеристики дозволяє зробити деякі висновки щодо експлуатаційних властивостей та можливостей проектованого трактора:

1. Значення проектної швидкості руху при номінальному тяговому зусиллі лежить (чи не лежить) у зоні максимального тягового ККД;

2. При яких швидкостях руху експлуатація трактора доцільна;

3. В якому діапазоні тягових зусиль доцільно використання трактора при заданих умовах руху?

4. До якого класу відноситься трактор при заданих умовах роботи?