Тяговый баланс агрегата
Большинство практических расчетов по определению состава и работе агрегатов проводится с использованием опытных данных, полученных при установившемся движении, когда и скорость const. В этом случае из уравнения (2.7) следует, что
. (2.8)
Сумма сил сопротивления состоит из силы сопротивления качению трактора , сопротивления при движении трактора на подъем (спуск) и лобового сопротивления воздушной среды , т.е.
.
Подставляя это выражение в уравнение (2.8), получим
.
При скоростях движения современных МТА сопротивлением воздушной среды можно пренебречь , тогда в окончательном виде
. (2.9)
Уравнение (2.9) является уравнением тягового баланса агрегата при его установившемся движении, и из него следует, что движущей силой агрегата преодолеваются силы сопротивления движению трактора и сопротивление машины.
В практических расчетах силу принимают пропорциональной весу трактора . При движении по горизонтальной поверхности
,
где ¾ коэффициент пропорциональности.
В теории трактора его называют коэффициентом сопротивления качению и численные значения приводят в справочных данных, которые зависят от типа и состояния почвы, типа движителя трактора.
Составляющие сопротивления движению трактора и при установившемся движении на подъем с углом склона определяется в соответствии со схемой (рис. 2.4).
Как следует из рис. 2.3, сила сопротивления качению трактора при движении на подъем
.
Рис. 2.4 К расчету сил сопротивления при движении трактора на подъем
Сила сопротивления движению трактора на подъем
. (2.10)
С учетом принятых на рис. 2.4 обозначений отношение , которое при расчетах представляют либо дробным числом, либо в процентах, называют подъемом (спуском) рабочего участка поля.
Учитывая, что углы подъема (спуска) в условиях республики не превышают , а при этих значениях , то уравнение (2.10) можно записать в виде:
.
В окончательном виде уравнение тягового баланса агрегата при движении на подъем (спуск) примет вид:
.
2.3.3 Движущая сила МТА и ее пределы
Из уравнения тягового баланса агрегата следует, что важнейшая величина в нем ¾ движущая сила, источником которой является двигатель трактора. В двигателе энергия сгоревшего топлива преобразуется в механическую и снимается с коленчатого вала в виде крутящего момента .Указанный момент через трансмиссию трактора с передачным отношением подводится к ведущим колесам ходового аппарата и имеет значение
,
где ¾КПДтрансмиссии трактора.
Крутящие моменты и являются внутренними силовыми факторами и не могут вызвать движения МТА, тогда как возникновение движущей силы должно быть обусловлено внешним силовым фактором.
Рассмотрим механизм ее возникновения на ведущем колесе трактора (рис. 2.5).
При этом принимаем следующие допущения:
- радиус колеса равен радиусу качения ;
- опорная поверхность является жесткой, т.е. качение происходит
без образования следа от прохода колеса.
Как следует из рис. 2.5, на колесо действуют часть веса трактора , называемая сцепным весом, и вертикальная реакция почвы .
Рис. 2.5 Схема сил, действующих на ведущее колесо
Крутящий момент ведущего колеса можно заменить парой сил с плечом действия , т.е.
.
Силу ,действующую на плече , принято называть касательной силой тяги колеса. Приложенная к колесу сила за счет трения и сцепления в контакте с опорной поверхностью уравновешивается равной ей по величине, но противоположно направленной равнодействующей реакции почвы .
Таким образом, .Но сила является внутренней, а сила ¾ внешней по отношению к трактору, которая способна вызвать движение трактора и агрегата.
Из схемы следует, что сила , приложенная в центре колеса и направленная в сторону движения, и является движущей силой. Таким образом, движущей силой трактора является внешняя сила, приложенная к оси ведущего колеса (звездочки гусеничного трактора), направленная в сторону движения, источником которой является работа тракторного двигателя и наличие сцепления ведущих колес или гусениц ходового аппарата с почвой.
Пределы движущей силы
При установлении пределов изменения движущей силы рассматривают соотношение между касательной силой и силой сцепления (равнодействующей реакций почвы) .
Если в данных условиях движения соотношение указанных сил таково, что , то говорят о достаточном сцеплении ведущих колес с почвой, в противном случае, при > ¾о недостаточном сцеплении.
Верхним пределом (при достаточном сцеплении) касательной и движущей силы является номинальное ее значение, когда от двигателя к ведущим колесам через трансмиссию подводится номинальный крутящий момент двигателя, т.е.
.
Учитывая, что номинальная мощность двигателя 6,28 ,и подставляя значение в предыдущее уравнение, получим
,
где ¾ номинальный крутящий момент двигателя, кН ;
¾ номинальная (максимальная) мощность двигателя, кВт;
¾ передаточное число трансмиссии на данной передаче;
¾ КПД трансмиссии;
¾ радиус качения (начальной окружности ведущей звездочки) веду-
щего колеса, м;
¾ номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, .
Верхним пределом (при недостаточном сцеплении) движущей силы является номинальная сила сцепления ведущих колес трактора с почвой, т.е.
,
где ¾ горизонтальная составляющая реакций почвы при допустимом
буксовании колес (гусениц) трактора. Допустимое буксование для
гусеничных тракторов составляет 7 %,колесных ¾ 15 % (по
ГОСТ 7051-81);
¾ коэффициент пропорциональности (сцепления) ведущих колес
(гусениц) трактора с почвой. Численное значение приводит-
ся в справочных данных и зависит от типа почвы и ее состояния, а
также типа движителя трактора;
¾ сцепной вес трактора, кН.
Сцепной вес для колесных со всеми ведущими колесами 4´4 и гусеничных тракторов на горизонтальном участке равен весу трактора, т.е.
.
На уклоне с углом
Аналогично сила сцепления на горизонтальном участке ,на уклоне с углом
Для колесного трактора с одним ведущим мостом на уклоне с углом
.
Сила сцепления
где ¾продольная база трактора (рис. 2.4);
¾ расстояние от вертикальной плоскости, проходящей через ось зад
них ведущих колес, до центра тяжести трактора.
Таким образом, если сцепление недостаточно и > , имеет место недоиспользование касательной силы тяги и ограничение движущей силы на величину
.
Графически зависимость касательной (движущей) силы трактора от типа почвы имеет следующий вид (рис. 2.6)
Рис. 2.6 Зависимость касательной (движущей) силы от состояния почвы
В зависимости от условий работы трактора в составе МТА тяговое усилие, которое он может реализовать, равно:
- при достаточном сцеплении
- при недостаточном сцеплении
.
Дата добавления: 2016-10-07; просмотров: 6422;