§ 3. Тяговые испытания трактора и испытания

гидравлической навесной системы

Тяговые испытания трактора (динамометрирование) необходимы для определения динамических и экономических показателей, выра- женных зависимостью N_KX>, и_т, g_Kр, га, 8=f(P_Kp). Фонами, на которых проводят тяговые испытания колесных и гусеничных тракторов, явля- ются стерня колосовых культур и поле, подготовленное под посев. Кро- ме того, для колесных тракторов обязательны испытания на треке с бетонным покрытием, для гусеничных—на глинистой укатанной до- роге.

Стерня должна быть высотой не более 15 см. Участок расчищают от пожнивных остатков, следят, чтобы на нем не было свальных и раз- вальных борозд. Влажность почвы на глубине до 10 см должна быть в пределах 8—22%, твердость — 1 — 1,5 МПа.

Поле под посев подготавливают вспашкой на глубину 20—22 см с последующей сплошной культивацией на глубину 8—12 см. Влаж- ность почвы на глубине до 15 см во время испытаний должна нахо- диться в пределах 8—22%, а ее твердость — от 100 до 700 кПа.

Уклон участка для динамометрирования не должен превышать 2° в любом направлении. Уклон определяют эклиметром. Для отбивки прямых углов используют эккер. Замеряют исходные данные тяговой характеристики на пути не менее 50 м при движении трактора со ско- ростью до 2,5 м/с, и пе менее 100 м при скорости свыше 2,5 м/с. Уча- стки пути для подготовительных зачетных проходов трактора отмечают вешками. Справа и слева от концевых вешек под прямым углом к на- правлению движения трактора ставятся дополнительные, которые

позволяют во время опыта визировать момент прохождения трактором начала и конца зачетного участка.

Перед динамометрированием замеряют твердость почвы и ее влаж- ность на глубине 5, 10 и 15 см. Описывают почвенный фон, вид почвы, предшествующую культуру и обработку и т. д. Подготавливают прибор для измерения расхода топлива за опыт, счетчики оборотов ведущих колес, дистанционный тахометр, дистанционные и ртутные термометры и динамограф.

Для определения расхода топлива за опыт служат расходомеры. Простейший расходомер представляет собой цилиндр, в котором раз- мещен поплавок с направляющим стержнем с указателем. Цилиндр соединяется с топливным баком двигателя трехходовым краном. Рас- ход топлива за опыт при открытом кране фиксируется на шкале ука- зателем стержня. Для удобства наблюдения за количеством израсхо- дованного топлива за опыт мерный бачок ставят в кабине трактора или на динамометрической машине. Вместимость бачка должна обеспе- чивать измерение расхода топлива за опыт на пути 200 м.

При снятии тяговых характеристик с применением динамометриче- ских лабораторий, оборудованных измерительно-информационнымн усройствами и приборами для тяговых испытаний с автоматической обработкой результатов, используются импульсные объемные дозиру- ющие расходомеры ИП60М.

Для измерения числа оборотов ведущих колес трактора на них ук- репляют автомобильные прерыватели-распределители, включаемые в цепь импульсных счетчиков СБ-1М/100.

Для измерения и фиксирования тягового усилия на крюке тракто- ра служат динамографы. Широко применяют гидравлические ди- намографы, состоящие из силового звена, гидравлической передачи, ре гистратора и привода. Силовое звено является элементом, воспринима- ющим измеряемое тяговое усилие на крюке.

При тяговых испытаниях загрузка трактора осуществляется с ис- пользованием дизельного трактора или специальной нагрузочной дина- мометрической машины. В динамометрических машинах тяговое сопротивление создается установленными на них тормозами различных типов. До динамометрирования трактор проходит очередное техниче- ское обслуживание, а если нужно, то и обкатку.

Сначала с двигателя трактора снимают регуляторную характерис- тику. Перед первым проходом на участке двигатель около часа про- гревают с тем, чтобы его работа была устойчивой. Испытания ведут последовательно на всех передачах. Для каждой передачи проводят 12—14 опытов, в том числе 5—6 с недогрузкой, четыре для выявления максимальной тяговой мощности и 3—4 на режимах перегрузки. Каж- дый опыт, соответствующий определенной нагрузке, проводят по ново- му следу, начинают и заканчивают по сигналам, подаваемым наблю- дателями при прохождении трактором границ зачетного участка.

Во время опыта динамографом записывают диаграмму тягового усилия Р_кр, а также измеряют продолжительность опыта т₀п, расход топ- лива Уоп в мерном бачке, суммарное число оборотов га_к ведущих колес на мерном участке, частоту вращения коленчатого вала п, температуру воды t_B в радиаторе, температуру топлива в мерном бачке, темпера- туру масла в картере двигателя. Результаты замеров заносят в жур- нал и обрабатывают. По диаграмме тяговых усилий определяют сред- нее значение тягового усилия Р_кр за опыт.

Тяговая диаграмма записывается в функции пройденного тракто- ром пути, поэтому ее площадь представляет в определенном масштабе работу трактора за время опыта.

Основные показатели трактора определяются по следующим фор- мулам.

Ркр "

где Я_кр, — тяговое усилие на i передаче, Н; 5_t опыт, м.

Значение средней ординаты Р_кр подсчитывают, деля площадь диа- граммы. определенной планиметрированием, на ее длину. Средняя скорость движения трактора, м/с

V ^

v_r — , Ton

где Топ — продолжительность опыта, с.

Тяговая мощность трактора, кВт

N_{K р}= 10-³^_кру_т.

Буксование, %

б

1..

Кх - "кх )S_m

путь, пройденный трактором за

100,

где 'г_кх, "_кх —суммарное число оборотов левого и правого ведущих колес соответст- венно на пути 5_Х при движении трактора без нагрузки; п_к, п_к — суммарное число обо- ротов левого и правого ведущих колес соответственно на пути S_on при движении трак- тора под нагрузкой.

Условный тяговый коэффициент полезного дейст- вия трактора

(207)

(206)

Nкр.макс

Лт-

N.

где Л/_Кр макс — наибольшая тяговая мощность; N_eliаКс — наибольшая (не приведенная) эффективная мощность двигателя.

Расход топлива, кг/ч

С, q к Уоп РЮ~³

^итоп >

Топ

где р — плотность топлива, кг/см³; V_on — объем израсходованного топлива за опыт, см³. Удельный тяговый расход топлива, г/(кВт-ч)

10⁸.

G_r

(208)

N к

После подсчетов строят тяговую характеристику (рис. 310) и ана- лизируют полученные данные.

Характерными являются режимы холостого хода, максимальной тяговой мощности и максимального тягового усилия.

Для холостого хода (Р_кр=0; 6=0) значения для и_т, G_T оп- ределяются начальными точками этих кривых, лежащими на оси орди- нат О—К.

При снятии тяговых характеристик принимают, что при Я_кр = 0 буксование 6=0. Строго говоря, движение трактора по деформируемо- му грунту без нагрузки на крюке сопровождается некоторым буксова- нием. Однако определить это буксование весьма сложно, а величина его незначительна. В то же время принятое допущение очень упрощает за- дачу экспериментального определения буксования.

Так как при Р_кр=0 буксование практически отсутствует, то мощ- ность двигателя на холостом ходу трактора при установившемся дви- жении расходуется на потери в трансмиссии N_rp и на качение трак- тора.

Среднее тяговое усилие, Н

^Ркрi ds

Начальные точки кривых Gi—f(P_Kp), лежащие на оси ординат О—К, показывают расход топлива на холостом ходу трактора

вого усилия, который представляет собой отношение максимального тя- гового усилия к нормальному:

«КС. (210)

"кр н

На значения коэффициента т]._тап влияет коэффициент запаса крутя- щего момента, мощность двигателя и буксование трактора. Если Лф.макр достигается при буксовании, близком к 100%, то имеет место ограниче- ние тягового усилия по сцеплению. В противном случае максимальное тяговое усилие ограничивается мощностью двигателя.

Тяговая характеристика показывает изменения Л'кр.макс по переда- чам. Приведенная характеристика типична для гусеничного трактора: по мере перехода от низшей передачи к высшей (II—VI) N_KpMaKC (сле- довательно, и т|т.у) уменьшаются, несмотря на то что потери от буксо- вания на высших передачах меньше. Происходит это за счет увеличения потерь на качение трактора, которые пропорциональны скорости. Эта закономерность нарушается на I передаче: Л/кр.макс^Л/кр.макс,,. не- смотря на меньшие потери на качении, так как потери от буксования достигают 14,4%. Огибающая кривых (пунктирная линия) N_Kp=f(P_Kp) называется потенциальной тяговой характеристикой. Она представляет собой такую характеристику, которую имел бы данный трактор, обору- дованный бесступенчатой коробкой передач, обладающей при соответ- ствующих передаточных числах такими же к. п. д., как и ступенчатая коробка передач. Потенциальная тяговая характеристика позволяет сравнить тяговые показатели различных тракторов безотносительно к их ряду передаточных чисел.

Гидравлическая навесная система. Показатели определяют путем снятия нагрузочной характеристики (рис. 311), представляющей за- висимость

v_T, Пг. t₀, t_a = f (m_T),

где v_r — средняя скорость подъема груза (м/с), определяется делением полной высоты подъема h_r груза в м на время подъема t_a, с; г|_г — объемный коэффициент полезного действия системы — отношение времени t_n перемещения оси подвеса без груза из край- него нижнего в крайнее верхнее положение к времени t_n подъема груза; t₀ — время опускания груза, с; т_Г — масса груза, кг.

Испытания проводят при работе двигателя на номинальной часто- те вращения. Перед испытаниями масло в баке гидравлической систе- мы прогревают до 50° С.

Опыты заключаются в последовательном увеличении нагрузки от нуля до величины, при которой навесная система еще в состоянии пе- реместить груз. Перемещение груза должно соответствовать пол- ному ходу поршня гидроцилинд- ра. Каждый опыт проводит- ся с трехкратной повторностыо на полный ход оси подвеса h_r. Нагрузка прикладывается к раме, соединенной с навесной системой в трех точках. Размеры элемен- тов рамы определяются ГОСТ 10677—70 и конструкцией тракто- ра. По полученным данным строят нагрузочную характеристику.

Рис. 311. Нагрузочная характеристика гидравлической навесной системы.

Сравнивая показатели ха- рактеристики в начале и конце испытаний делают выводы о со- стоянии гидравлической навесной системы.