4.2. Теоретична тягова характеристика трактора

Потенціальна тягова характеристика трактора розраховується і будується, як було визначено, для ідеальної трансмісії з постійним ККД, безступінчастим регулюванням передаточного числа та при постійному завантаженні двигуна. Для трактора з реальною трансмісією будують теоретичну тягову характеристику, яка враховує параметри реальної трансмісії та роботу двигуна на різних режимах, тобто з урахуванням характеристики двигуна. Зокрема, для ступінчастої трансмісії, яку розраховано у попередньому розділі, слід провести розрахунки і побудову графіків для кожної передачі. На відміну від теоретичної тягової характеристики, розрахованої на стадії проектування, тягову характеристику трактора будують за результатами тягових випробувань.

Теоретичною тяговою характеристикою називають залежність розрахованих показників роботи трактора (швидкості руху V_д, потужності на гаку N_г, витрати палива G_п та g_г, буксування рушія δ, тягового ККД η_тяг) від гакової сили тяги P_г для всіх передач.

Розрахунок і побудову теоретичної тягової характеристики будемо вести у такому порядку.

Для запису результатів розрахунку готуємо бланк таблиці (табл. 4.3). Для зручності розрахунків з використанням компютера, таблиця повинна мати дванадцять колонок і MxN рядків, де М - кількість рядків у таблиці розрахунку характеристики двигуна (кількість точок характеристики), а N - сума робочих і транспортних передач. Всі рядки таблиці поділені на блоки по М рядків для всіх N передач. Перша колонка вміщає порядкові номери точок характеристики. Колонки 2, 5, 8, 10 та 12 заповнюються без розрахунків одинаково для всіх N блоків даними розрахованої раніше характеристики двигуна, відповідно: М_д, кН·м; n_д, хв^-1; N_e, кВт; g_е, г/(кВт·год) та G_п, кг/год.

Для кожного режиму роботи двигуна, що характеризується частотою обертання n, та для кожної передачі z, яку характеризує передаточне відношення і_z та ККД η_трz, підраховуємо значення гакової сили тяги трактора P_г в Н використовуючи розрахункову формулу

(4.11)

де М_д - крутний момент двигуна на відповідному режимі, Н·м;

η_трz - ККД трансмісії на z-тій передачі;

і_z - передаточне число трансмісії на z-тій передачі;

G_e - експлуатаційна вага трактора, Н;

r_к - робочий радіус кочення ведучого колеса, м;

f - коефіцієнт опору коченню.

Дані розрахунку P_г заносимо до колонки 3 розрахункової таблиці.

Для кожного одержаного значення P_г підраховуємо величину буксування δ, використовуючи залежності буксування від відносної сили тяги φ_г

δ = А·(φ_г/φ + k·f) + Б·( φ_г/φ)⁸, (4.12)

та

φ_г = P_г/G_сц, (4.13)

де φ - коефіцієнт використання зчіпної ваги.

Значення коефіцієнтів А, Б та k у формулі буксування приймаємо з табл. 4.2. Результати розрахунку буксування вписуємо у четверту колонку розрахункової табл. 4.3.

Таблиця 4.2

Значення коефіцієнтів апроксимуючого рівняння залежності буксування δ

від відносної сили тяги трактора φ_г для різних типів тракторів

Коефіцієнти:	колісний 4x2	колісний 4x4	гусеничний
А Б k	0,08 0,07 2	0,1 0,04 1	0,02 0,05 1

Після визначення буксування δ обчислюємо значення дійсної швидкості руху трактора, використовуючи залежності 4.6, 4.7.

Наступний розрахунковий параметр – гакова потужність N_г, кВт, яку розраховуємо за залежністю 4.9 і результати вписуємо до сьомої колонки табл. 4.3.

Тяговий ККД η_тяг розраховуємо за залежністю 4.10.

Гакова питома витрата палива знаходиться через відому питому витрату палива двигуна g_е в гр/(кВт·г) (колонка 10 табл. 4.3) та тяговий ККД η_тяг

g_г = g_е· η_тяг. (4.14)

Перевірка розрахунків здійснюється обчисленням гакової годинної витрати палива G_пг в кг/год, яка повинна співпадати з годинною витратою палива двигуна G_п, вписану у останню, дванадцяту колонку таблиці

G_пг = g_г· N_г/1000. (4.15)

Значні розбіжності між G_п та G_г (>10%) свідчать про помилки у розрахунках!

По розрахованих параметрах будуємо теоретичну тягову характеристику. Побудову характеристики слід виконувати на міліметровому папері формату A3.

У нижньому квадранті (рис. 4.3) за даними характеристики двигуна, вписаними в колонки 5, 8 та 12 табл. 4.3, будуємо залежності частоти обертання колінчастого валу двигуна n, потужності N_е та годинної витрати палива G_п від сили тяги на гаку Р_г для всіх передач

Таблиця 4.3

Результати розрахунку теоретичної тягової характеристики трактора

(приклад)

№ пп	Мд, кН·м	Рг, кН	δ, %	nд, хв-1	Vд, м/с	Nг, кВт	Nе, кВт	ηтяг -	gе, г/(кВт·год)	gг, г/(кВт·год)	Gп, кг/год
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Перша передача, і1 = 62,6, ηтр1 = 0,932.
1	0,2616	28,88	15,57	440	0,309	8,93	12,1	0,738	310	419	3,7
2	0,3154	35,18	44,58	880	0,406	14,29	29,1	0,491	253	513	7,3
3	0,3437	38,50	81,74	1320	0,201	7,73	47,5	0,163	230	1411	10,9
4	0,3347	37,48	67,82	1760	0,471	17,68	61,7	0,286	218	761	13,5
5	0,3078	34,20	37,34	2200	1,148	39,28	70,9	0,554	229	761	16,3
6	0,2462	27,05	12,18	2230	1,631	44,13	57,5	0,767	241	314	13,9
7	0,1847	19,87	6,34	2260	1,760	35,04	43,7	0,802	262	327	11,5
8	0,1231	12,65	4,00	2290	1,831	23,18	29,5	0,785	306	390	9,0
9	0,0616	5,45	1,99	2320	1,894	10,32	14,9	0,691	443	641	6,3
10	0,0	-	-	2350	-	-	0,0	-	-	-	4,2
Друга передача, і2 = 49,5, ηтр2 = 0,932.
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
Шоста передача, і6 = 16,4, ηтр6 = 0,953.
1	0,2616	6,46	2,33	440	1,372	8,83	12,1	0,733	310	425	3,7
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
10	0,0	-	-	2350	-	-	0,0	-	-	-	4,2

n = f(Р_г), N_e = f(Р_г), та G_п = f(Р_г).

При цьому шкали n, N_e та G_п спрямовані зверху вниз, а координати початку шкал та масштаби слід вибирати таким чином, щоб графіки характеристики щонайменше накладалися один на інший. При виборі масштабів слід керуватися зручністю користування шкалами та дотримуватися стандартів. У верхньому квадранті (рис. 4.4) будуємо залежності буксування δ, дійсної швидкості руху V_д, гакової потужності N_г та гакової питомої витрати палива g_г.