Энергетический баланс и потенциальная тяговая характеристика трактора
Цель и задачи работы
Показатели тягово-сцепных свойств трактора определяют в процессе тяговых испытаний, методика которых регламентирована ГОСТ 7057-81. По результатам испытаний проводят оценку составляющих тягового и энергетического баланса и определяют рациональный тяговый диапазон использования трактора в заданных производственных условиях.
Цель работы –приобретение знаний и практических навыков поопределению и оценке показателей тягово-сцепных свойств колесных тракторов.
Для достижения поставленной цели предусмотрено решение следующих задач:
1) освоение методов и получение практических навыков проведения дорожных и тяговых испытаний колесного трактора;
2) определение сопротивления перекатыванию трактора в разных дорожных условиях;
3) определение зависимости буксования трактора от тяговой нагрузки;
4) оценка составляющих тягового и энергетического баланса трактора;
5) расчет, построение и анализ тяговой характеристики трактора. К выполнению лабораторной работы допускаются студенты,
предварительно ознакомившиеся с методикой проведения испытаний трактора. Отчет по лабораторной работе утверждается преподавателем по результатам индивидуальной защиты студентом.
1
Оценочные показатели тягово-сцепных свойств трактора
Тяговый баланс трактора
Режим рабочего хода колесного трактора на операциях почвообработки характеризуется следующими особенностями:
|
|
|
- скорость от 5 до 15км/ч (1,4-4,2м/с), сопротивление встречного потока воздуха мало и им можно пренебречь;
- агрегат движется без существенных изменений скорости при незначительных уклонах полей, поэтому затратами на подъем и инерционными силами можно пренебречь.
- вид тяговой характеристики трактора определяется коэффициентом сопротивления качению f и буксованием d .
С учетом этих особенностей уравнение тягового баланса колесного 4к4а трактора имеет следующий вид:
Р K = Р KP + Р f
(3.1)
Итак, при равномерном движении трактора с эксплуатационным весом G Э по горизонтальной поверхности суммарная касательная сила тяги Р K = G Э × j , образуемая на задних Р K 2 и передних Р K 1 ведущих колесах ведущим моментом M вед , равна сумме горизонтальной составляющей силы тягового сопротивления Р KP и силы сопротивления качению Р f = G Э × f .
Величина Р K зависит от качества сцепления ведущих колес с почвой, которое определяется ее плотностью и механической прочностью, а также величиной нормальной нагрузки и оценивается коэффициентом сцепления j . Для тракторов с колесной формулой 4к4б
|
|
|
и 4к4а коэффициент сцепления при i = 0 равен сумме коэффициентов использования веса j KP и сопротивления качению f
| j = j KP | + | f . | (3.2) |
| Осреднѐнные значения j m ax | и | f | колесных тракторов для |
различных почвенных фонов приведены в таблице 3.1.
2
Таблица 3.1 – Осреднѐнные значения коэффициентов сцепления φ max и сопротивления качению f колесных тракторов
| Почвенный фон | f | φ max |
| Целина, залежь, уплотнѐнная стерня | 0,05 - 0,06 | 0,60 - 0,75 |
| Стерня нормальной влажности | 0,06 - 0,09 | 0,55-0,70 |
| Влажная стерня | 0,08 - 0,11 | 0,50-0,55 |
| Слежавшаяся пашня | 0,10 - 0,12 | 0,40 - 0,50 |
| Поле, подготовленное под посев, пар | 0,16 - 0,20 | 0,35 - 0,55 |
| Свежевспаханное поле | 0,18 - 0,22 | 0,30 - 0,50 |
| Снежная укатанная дорога | 0,03-0,06 | 0,20-0,30 |
| Рыхлый снег до 0,20м | 0,10-0,12 | 0,25-0,30 |
| Асфальт сухой / мокрый | 0,02-0,03 | 0,70-0,80/ |
| 0,50-0,55 | ||
| Луг: | ||
| скошенный | 0,08 | 0,65 - 0,75 |
| нескошенный | 0,10 | 0,55 - 0,70 |
Буксование колесного движителя
Буксование (проскальзывание ведущих колес), как кинематический фактор оценивается по коэффициенту буксования, который определяется как отношение величины снижения скорости к ее теоретическому значению
|
|
|
| V | т | - V | (3.3) | |||
| d = | . | |||||
V т
КПД буксования h d определяется как отношение действительной V скорости к теоретической V т
| h d = V / V т=(1- d ). | (3.4) |
Зависимость буксования от тягового усилия на крюке Р KP - одна из основных характеристик, определяющих степень соответствия трактора своему функциональному назначению (рис. 3.1).
3
Рисунок 3.1 - Зависимость буксования от силы тяги на крюке трактора: а
- движение по стерне: 1 - колесная формула 4К2; 2 - колесная формула 4К4; 3 -
гусеничный трактор; б - колесная формула 4К4: 1 - на стерне; 2 - на поле, подготовленном под посев.
Энергетический баланс и потенциальная тяговая характеристика трактора
Уравнение статического энергетического баланса трактора при равномерном движении по горизонтальному участку поля имеет вид
N e э = N KP + N ТР + N d + N f .
(3.5)
Статический энергетический баланс трактора (рис. 3.2) представляет собой функциональную зависимость составляющих уравнения (3.5) от силы тяги на крюке P KP . Его границы сверху определяются эксплуатационной мощностью двигателя N e э , снизу – графиком тяговой мощности N KP , развиваемой на прицепном устройстве трактора при изменении тягового усилия от 0 до P KP m ax , соответствующего допустимому буксованию движителей. Остальные составляющие энергетического баланса находятся внутри этих границ. Зависимость N KP = f ( P KP ) представляет потенциальную тяговую характеристику трактора.
|
|
|
4
Рисунок 3.2 – Энергетический баланс и потенциальная тяговая
характеристика трактора
Потери мощности в трансмиссии NTPхарактеризуют затратыэнергии на трение в механизмах трансмиссии при передаче мощности двигателя к ведущим колесам. На режиме рабочего хода для механической трансмиссии их можно принять постоянными. Эти потери учитываются КПД трансмиссии h TP
N TP = N еэ (1 - h TP ). (3.6)
Затраты энергии на буксование Ndимеют место даже при
P KP
=
0
, так как буксование зависит от касательной силы тяги P K .
N d = N еэ ×h ТР × d .
При N K = N еэ ×h ТР = const характер зависимости N d = f ( P KP )
отражает изменение буксования движителей на
(3.7)
зеркально
графике
энергетического баланса (рис. 3.2) и каждой величине P KP будут соответствовать определенные значения буксования d и мощности N d .
Затраты мощности на качение тракто раNf,представляютпроизведение силы сопротивления качению P f и действительной скорости трактора V ,
N f = P f × V .
Тяговая мощности NKPотражает характер изменения суммарныхпотерь мощности в зависимости от P KP . Она имеет максимум N кр m ax , от которого снижается как при увеличении, так и при уменьшении тягового усилия P KP .
5
| Максимальная | тяговая | мощность | N кр m ax | соответствует |
| номинальному тяговому усилию | P KP Н ,при | котором | сумма ( N f + N d ) | |
достигает минимальной величины. Оно положено в основу классификации тракторов по тяговым классам. В соответствии со стандартом буксование движителей колесных тракторов 4К4 при P KPH должно быть не более 15%.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 389; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!