1.3.3 Расчет и построение теоретической тяговой характеристики.

Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора ведется только для основных (рабочих) передач.

Графики тягового расчета строятся на листе чертежной или миллиметровой бумаги формата А1. Лист разбивается на 4 части – квадранта (рис.3).

В нижнем левом квадранте строится скоростная характеристика с регуляторной ветвью в функции крутящего момента; необходимые данные для построения берутся из таблицы 2.

По оси ординат откладываются значения крутящего момента двигателя М_д, по оси абсцисс из начала координат O влево – значения: N_e, n , G_Т и g_e.

1.3.3.1 В нижнем правом квадранте строится зависимость касательной силы тяги P_к от крутящего момента двигателя на каждой передаче.

Касательная сила тяги связана с крутящим моментом двигателя зависимостью:

⁽²¹⁾

В тяговом расчете η_тр принимается постоянным, независимым от передачи и степени загрузки трактора.

Начало координат рассматриваемого графика Р_к = f(М_д) лежит в точке О₁, на расстоянии ОО₁ от точки О. Расстояние ОО₁ представляет силу сопротивления качению Р_f трактора в выбранном масштабе:

Р_f = f ^. g ^. m , H

где m – эксплуатационная масса трактора.

Как видно из приведенной формулы (21) зависимость Р_к = f(М_д) представляет собой прямую, проходящую через начало координат О₁. Вторую точку искомой прямой найдем, определив значение касательной силы тяги при максимальном крутящем моменте двигателя, полученную точку соединяют с началом координат О₁.

1.3.2.2 Графики теоретических скоростей движения трактора V_т = f(n) строятся в левом квадранте:

(22)

Как видно из формулы (22) зависимость теоретической скорости от частоты вращения коленчатого вала n носит линейный характер, а искомая диаграмма представляется прямыми, для каждой передачи, проходящими из начала координат О. Одна точка зависимости лежит в начале координат О, вторая подсчитывается по формуле (22) для произвольно принятой частоты вращения коленчатого вала.

В верхнем правом квадранте строятся кривые, непосредственно относящиеся к теоретической тяговой характеристике трактора: действительные скорости, мощности на крюке, буксование, тяговый к.п.д., удельный расход топлива. Все кривые строятся в зависимости от тягового усилия трактора Р_кр, начало координат, которого в точке О. На оси абсцисс отложены значения Р_кр=Р_к – Р_f в том же масштабе, что и для Р_к. Ось ординат для данного квадранта проводится из точки О.

1.3.2.3 Построение кривой буксования δ= f(Р_кр).Кривая буксования может быть построена на основании данных, полученных при испытании трактора, близкого по классу или определяется по формулам, предложенным проф. И.И.Трепененковым (только для стерни):

– для колесного трактора: (23)

– для гусеничного трактора: (24)

где φ_кр – отношение тягового усилия трактора к его сцепному весу, т.е.

У гусеничных тракторов и колесных схемы 4х4 сцепной вес трактора G_сц равен эксплуатационному весу:

G_сц= g ^. m, H

У колесных тракторов колесной формулы 4х2 сцепной вес определяется по формуле:

где L – база трактора, м;

h_кр – высота прицепа, м.

В курсовой работе необходимо использовать вспомогательные графики

δ = f(Р_кр) (рис.2) для определения величины буксования, построенные на основании опытных данных для всех почвенных фонов.

1.3.2.4 Построение действительных скоростей движения, крюковой мощности, удельного расхода топлива и тягового к.п.д. (правый верхний квадрант).

Действительные скорости движения подсчитываются на каждой передаче

⁽²⁵⁾

и строятся в том же масштабе, что и теоретические скорости для верхнего левого квадранта.

По известным значениям действительных скоростей и тяговым усилиям просчитываются значения мощностей трактора на крюке для каждой передачи:

⁽²⁶⁾

Удельный расход топлива g_кр подсчитывается по формуле:

⁽²⁷⁾

где G_Т – часовой расход топлива.

Рисунок 2 – Зависимость буксования от коэффициента использования сцепного веса: а) для колесных тракторов; б) для гусеничных тракторов.

1 – поле, подготовленное под посев; 2- стерня; 3- залежь.

Тяговый к.п.д. трактора определяется, как отношение крюковой мощности N_кр к мощности эффективной N_e при той же загрузке двигателя (или Р_кр):

(28)

Формулу для подсчета тягового к.п.д. можно также представить в развернутом виде:

(29)

Данные расчетов по тяговой характеристике заносятся в таблицу 4.

Таблица 4.

Пе-ре- да- ча

n, мин^-1

Ne, кВт

Mд, Н^.м

Gт, кг/ч

Рк, Н

Ркр, Н

φкр

δ

VТ, км/ч

V, км/ч

Nкр, кВт

gкр, г/кВт^.ч

ηтzг

и т.д.

Количество точек на каждой передаче тяговой характеристики должно соответствовать количеству точек скоростной характеристики двигателя с регуляторной ветвью и строится на тех же режимах.

Теоретическая тяговая характеристика позволяет проанализировать тяговые и экономические показатели вновь проектируемого или модернизированного трактора.

1.3.2.5 После построения теоретической тяговой характеристики студент должен ее проанализировать и ответить на следующие вопросы:

1. Значение тягового к.п.д. трактора, как главного оценочного параметра.

2. Какие факторы влияют на тяговый к.п.д. трактора?

3. Определить по тяговой характеристике, какая передача трактора является оптимальной.

4. На оптимальной передаче определить значения тяговой мощности, тягового усилия, расходов топлива, скорости движения, тягового к.п.д. и его составляющие.

5. Какие значения принимают тяговые параметры для остальных передач?

6. Определить, на каких передачах мощность двигателя используется полностью, а на каких не полностью и почему?

7. В каком случае тяговая мощность снижается при переходе на высшие передачи, и в каком случае – на низшие и почему?

8. Определить графически мощность двигателя на холостом ходу.

9. Определить графоаналитическим способом мощность двигателя, затрачиваемую на трение в трансмиссии.

10. Что изображает собой кривая, огибающая характеристику тяговой мощности?

11. Как влияет увеличение числа ступеней коробки передач на тяговые и экономические показатели трактора?

12. Какая передача является выгодной для холостых переездов агрегатов?

13. Как определяется степень загрузки трактора и двигателя на различных передачах?

14. Как определить теоретическую производительность и погектарный расход топлива конкретного агрегата по теоретической тяговой характеристике трактора?

Рисунок 3 – Образец теоретической тяговой характеристики трактора