§ 32.3. Определение основных параметров проектируемого трактора

Основными параметрами проектируемого трактора являются: сила тяги, мощность двигателя, масса трактора, передаточные числа трансмиссии, диаметр колес и сцепление ведущих органов с грунтом.

Для определения необходимой силы тяги проектируемого сельскохозяйственного трактора предварительно определяют прицепной инвентарь, с которым должен будет работать трактор на основных сельскохозяйственных операциях и в расчете на которые и подсчитывают необходимые для передвижения трактора максимальные Р _кр.max и минимальные Р _кр.min силы тяги на крюке трактора.

Максимальную скорость движения трактора v_max, предназначенного для выполнения сельскохозяйственных процессов, назначают, исходя из агротехнических требований.

Массу проектируемого трактора G определяют, исходя из следующего неравенства:

(32.21)

Отсюда искомая масса трактора

(32.22)

где P_кφ — максимальная касательная сила тяги по сцеплению с дорожным покровом;

λ — коэффициент, учитывающий изменение нагрузки на ведущие органы, для гусеничных тракторов может быть принят равным единице, а для колесных λ= 0,75— 0,85;

φ — коэффициент сцепления для различных условий работы трактора, определяется опытным путем или по табл. 30.1 и 30. 2. Расчетная мощность двигателя проектируемого трактора

(32.23)

где Р _кр.max — максимальная сила тяги на крюке;

v_т — теоретическая скорость движения трактора;

η_{м r} — полный к.п.д. трактора.

Исходя из агротехнических требований, назначают число передач трансмиссии и определяют показатель q геометрической прогрессии по формуле (32.19), т. е.

Передаточное число трансмиссии на высшей передаче определяют по формуле

(32.24)

где n_ном — расчетное число оборотов коленчатого вала;

n_к — число оборотов ведущего колеса. Тогда действительная скорость движения на высшей передаче

(32.25)

Передаточные числа трансмиссии на прочих передачах будут:

(32.26)

После определения и уточнения передаточных чисел трансмиссии проверяют силу тяги на крюке на всех передачах.

§ 32.4. Тяговая характеристика трактора

Для оценки тяговых и экономических свойств трактора при любых режимах работы на горизонтальном участке пути строят так называемую тяговую характеристику трактора.

Тяговая характеристика трактора представляет собой диаграмму, по оси абсцисс которой отложены силы тяги на крюке Р_Кр, а по оси орди

Рис. 32.3. Составные элементы тяговой характеристики проектируемого трактора;

а — регуляторная характеристика двигателя; б — зависимость коэффициента буксования от силы тяги на крюке; в — диаграмма изменения теоретической скорости при передачах I; II; III; г — диаграмма изменения силы тяги на крюке при передачах I; II; III;

нат — соответствующие значения полезной мощности на крюке трактора N_кр, потерь на буксование движителей δ, часового и удельного расходов топлива G_т и g, числа оборотов коленчатого вала двигателя n_Д и действительной скорости движения v.

Для построения тяговой характеристики трактора используют регуляторную характеристику (рис. 32.3, а), в которой по оси абсцисс отложены крутящий момент М_Д, а по оси ординат — эффективная мощность N_e, часовой расход G_т и число оборотов коленчатого вала n_д.

Мощность на крюке трактора для нанесения на диаграмму определяют по формуле

Действительная и теоретическая скорости движения трактора связаны между собой следующей зависимостью

Теоретическое определение потерь от буксования неточно, поэтому при проектировании трактора обычно используют кривые потерь от буксования, полученные экспериментально для аналогичных типов тракторов (рис. 32.3,б).

Теоретическую скорость движения v_т трактора можно определить по формуле (32.25)

где i — общее передаточное число трансмиссии па соответствующей передаче.

Изменение теоретической скорости v_т по числу оборотов коленчатого вала двигателя показано на рис, 32. 2, в в виде прямых I—III. Число прямых соответствует числу передач.

Касательная сила тяги Р_к может быть найдена по формуле

Изменение касательной силы тяги Р_к в зависимости от момента двигателя при работе трактора на различных передачах представится рядом прямых I—III (рис. 32.3,2).

Практически более удобно изменения всех параметров, характеризующих работу трактора, изобразить на одном графике (рис. 32.4).

В нижнем левом углу диаграммы наносят приведенную выше регуляторную характеристику двигателя. В правом нижнем углу диаграммы наносят кривые зависимости силы тяги Р_к при работе на различных передачах от величины момента двигателя.

При равномерном движении трактора на горизонтальном участке касательную силу тяги Р_к определяют как сумму Р_к = Р_кр+Р_f.  Поэтому начало координат для этих кривых смещается в точку Q1, лежащую левее точки О на величину, равную силе Р_f.

В левом верхнем углу диаграммы наносят зависимости теоретической скорости движения трактора v_Т от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

В правом верхнем углу строят диаграмму зависимости коэффициента буксования от силы тяги на крюке, после чего также наносят диаграммы действительных скоростей движения на всех передачах.

Кроме того, в правом верхнем углу строят кривые зависимости мощности на крюке М_кр от силы тяги на крюке Р_кр.

Тяговая характеристика может быть построена и так, как это изображено на рис. 32.5. Здесь по оси абсцисс отложены касательные силы тяги и крутящие моменты двигателя для каждой передачи. Далее нано

Рис. 32.5. Тяговая характеристика трактора.

сятся изменение чисел оборотов, часового расхода топлива, эффективной мощности двигателя, изменение действительных скоростей с учетом потерь от буксования, мощности на крюке и др.

Тяговая характеристика дает наглядное представление о тяговых качествах проектируемого трактора.

Для выполненных конструкций тракторов тяговая характеристика строится па основании результатов полевых испытаний. Тяговая характеристика, построенная по результатам испытаний на различных фонах почвы, позволяет рационально подбирать прицепной инвентарь для полного использования мощности трактора.