Методична розробка на тему: "Тяговий баланс трактора"

Експлуатація машин і обладнання

Тяговий баланс трактора. Загальний обсяг годин – 5 Лекції – 2 Самостійне вивчення - 3

План заняття. Сили, що діють на трактор в агрегаті. Умови та рівняння руху МТА. Тяговий баланс трактора та його аналіз. 3.1. Дотична сила трактора, її значення. 3.2. Рушійна сила трактора та умови її утворення.4. Зчіпні властивості тракторів та шляхи їх поліпшення.5. Вплив умов експлуатації на тяговий баланс трактора.6. Тягова характеристика трактора, її використання для експлуатаційних розрахунків.

Сили, що діють на трактор в агрегаті. Рруш – рушійна сила ,Ркр – сила тяги трактора,Рj – сила опору руху трактора,Рін – сила інерції,Рд – дотична сила тяги,Мкр - крутний момент. Pпов  - сила опору повітря. Рпід  - сила подолання підйому. Gтр - вага трактора. Py - реакція ґрунту Рі – сила опору підйому

2. Умови та рівняння руху МТА. Рух та робота агрегату можливі лише при певному співвідношенні сил, які діють на агрегат у напрямку руху, швидкості руху з врахуванням приведеної маси агрегату. Це співвідношення виражається рівнянням, яке називається рівнянням руху агрегату. Рівняння руху агрегату можна скласти на підставі закону кінематичної енергії, за яким приріст кінематичної енергії дорівнює роботі всіх діючих сил, прикладених у точках системиде: Pруш − дотична сила трактора, що рухає агрегат, к. Н;Ро − сума сил опору руху, к. Н ( вbраховуючи Рт − тягове зусилля трактора, к. Н );т − зведена вага агрегату, к. Н. В зв’язку з тим, що технологічні операції виконуються агрегатами з встановленою швидкістю згідно агронормативів, тобто Vp=const, то рівняння руху матиме вигляд: Pд - Ро – Ркр = 0

Р о = Р оп.р + Рі + Р пов + Рпід+ GT + Rопор Сумарні сили опору дорівнюють: Підставивши сумарні сили опору, рівняння руху матиме вигляд: Pд - Ркр - Р оп.р - Рі - Р пов – Рпід- GT - Rопор = 0 Pд = Pруш = Ркр + Р оп.р + Рі + Р пов + Рпід + GT + Rопор Або:

3. Тяговий баланс трактора та його аналіз. Приймаємо Рі = 0 – сили інерції Рw = 0 – сила опору повітря. Тоді тяговий баланс трактора буде дорівнювати:звідси визначаємо Ркр:

Визначаємо силу, яка витрачається на подолання підйому: Визначаємо силу, яка витрачається на подолання опору коченню:де: Gтр – вага трактора, к. Н f – коефіцієнт опору коченню, залежить від агрофону.

3.1. Дотична сила трактора, її значення. Дотична сила – це внутрішня сила, яка дорівнює відношенню крутного моменту на осі рушіїв до радіусу перекочування: Дотична сила, як видно з формули, залежить лише від параметрів енергетичних засобів, на неї не впливає стан ґрунту. де; Ne – ефективна потужність двигуна, іо – передаточне відношення трансмісії, η тр – коефіцієнт корисної дії трансмісії, nн – номінальна частота обертів колінчастого вала, r – радіус рушія.

3.2. Рушійна сила трактора та умови її утворення. Дотична сила – це внутрішня сила. Для пересування трактора потрібна зовнішня сила. Це реакція ґрунту на ведучі колеса в напрямку руху, яка має назву рушійна сила. Рушійну силу Рруш, яка переміщує агрегат, обмежують дві незалежні сили: дотична сила Рд і сила зчеплення ведучого апарата з ґрунтом Fmax. На легких ґрунтах: На щільних ґрунтах: Gтр = Ру і Рд = Pзг , то Рруш = Рд. При умові:

Максимальне значення рушійної сили трактора залежно від його конструкції і умов взаємодії ходового апарата з ґрунтом може може в одних умовах обмежуватись потужністю двигуна (Мкр або Рд), а в інших межею горизонтальної реакції ґрунту Fmax, тобто силою зчеплення Рзч рушіїв з ґрунтом. Рушійна сила за потужністю двигуна: Максимальна рушійна сила трактора за умовою зчеплення рушіїв з ґрунтом:де: μ – коефіцієнт зчеплення, що залежить від властивостей ґрунту і конструкції рушія, Qзч – зчіпна вага машини, яка дорівнює нормальній реакції ґрунту на ведучі органи ходової частини.

Для гусеничних тракторів і колісних тракторів схеми 4х4 Де: Gmр - експлуатаційна вага трактора, к. Н.. Для колісних енергетичних засобів схеми 4х2 зчіпна вага розраховується за формулою: Де: L - поздовжня база енергетичного засобу, м; а - відстань від центру ваги енергетичного засобу до вертикальної площини, що проходить через геометричну вісь ведучих коліс, м; Мкп - крутний момент, який передається від двигуна на ведучі колеса, к. Н..м; α - кут підйому, градуси. Орієнтовно можна прийняти, що зчіпна вага ( Gmр ) для колісних тракторів з одним ведучим мостом дорівнює

Дотична сила ( Pд ) розраховується за формулою: Де: М - крутний момент, прикладений до ведучої вісі трактора, к. Н.м; r к ( з ) - радіус ведучого колеса чи початкове коло ведучої зірочки ходового апарату енергетичного засобу, м. Крутний момент розраховують за формулою: Де : Мдвн - крутний момент двигуна, к. Н.м ; ітр - передаточне число трансмісії; - коефіцієнт корисної дії трансмісії. Де: Ne - ефективна потужність двигуна, к. Вт; n двн - номінальні оберти колінчастого вала двигуна, об/хв.

Тоді: Отже баланс потужності трактора через ефективну потужність матиме вигляд:

4. Зчіпні властивості тракторів та шляхи їх поліпшення. Для того, щоб визначити зчеплення трактора з ґрунтом на будь-якій передачі, потрібно обчислити максимальну зчіпну силу за формулою:де: μ – коефіцієнт зчеплення, що залежить від властивостей ґрунту і конструкції рушія, Qзч – зчіпна вага машини, яка дорівнює нормальній реакції ґрунту на ведучі органи ходової частини. Зчіпна вага гусеничних і колісних тракторів з чотирма ведучими колесами в стані спокою дорівнює їхній фактичній вазі: Зчіпну вагу колісних тракторів з одним ведучім мостом можна визначити за формулою:

Способи збільшення зчіпної ваги тракторазаповненням камер шин водоюперерозподілом ваги, який передається на ведучий міст від навісної машининавішуванням додаткових вантажів на колеса тракторазастосуванням механічних або гідравлічних довантажувачів ведучих коліс (ГЗВТ)Способи збільшення зчіпної ваги трактора

5. Вплив умов експлуатації на тяговий баланс трактора. Виноситься на самостійне вивчення В. Й. Фортуна, С. К. Миронюк “Технологія механізованих сільськогосподарських робіт” ,– К.: Вища школа, 1991 р. — с. 6. Тягова характеристика трактора, її використання для експлуатаційних розрахунків. Виноситься на самостійне вивчення В. Й. Фортуна, С. К. Миронюк “Технологія механізованих сільськогосподарських робіт” ,– К.: Вища школа, 1991 р. — с. 29...31.

6. Тягова характеристика трактора, її використання для експлуатаційних розрахунків. Тяговою характеристикою енергетичних засобів називають графік, який являє собою ряд параметрів, що характеризують роботу енергетичного засобу залежно від режиму завантаження. Тягова характеристика енергетичного засобу має такі основніпараметри: Р т − тягове зусилля трактора, к. Н; Vpmin−Vpmax – діапазон робочих швидкостей, км/год; Nт – тягова потужність, к. Вт; Qгод − годинна витрата палива при різних режимах роботи енергетичного засобу, кг/год; qe – питома витрата палива, г/к. Вт·год; qт – питома витрата палива при врахуванні тягової потужності енергетичного засобу, г/к. Вт·год; δ – величина буксування ходового апарату; залежить від характеристики стану грунту та агрофону. Тягові характеристики можуть бути подані у вигляді графіків чи таблиць. Вони дають змогу судити про тягові й економічні показники енергетичних засобів, на підставі яких можна раціонально вибрати МТА.

Тягова характеристика трактора Т-150 К

Тягове зусилля енергетичного засобу (Рт) визначають за допомогою динамометра (механічного чи електронного) при різних режимах навантаження. Тягову потужність трактора (енергетичного засобу) розраховують за формулою, к. Вт. Витрату палива за одиницю часу визначають за формулою Q = Nе*q. Питома витрату палива визначають за формулою q = Q / Nе

Питома витрату палива через вагу трактора визначають за формулоюqe = 103 * Gmр / Neqm = 103 * Gmр / Nm. Де: qe − питома витрата палива двигуном при врахуванні ефективної потужності двигуна, г / к. Вт*год qт − питома витрата палива двигуном при врахуванні тягової(гакової) потужності двигуна, г / к. Вт*год