2.2. Визначення балансу потужності та його складових

Баланс потужності трактора описується таким рівнянням [3]:

N_e = N_т + N_тр + N_б + N_f + N_α + N_ввп (кВт), (2.8)

де N_e – ефективна потужність трактора (кВт);

N_т – тягова потужність трактора (кВт);

N_тр – затрати потужності в трансмісії (кВт);

N_б – затрати потужності на буксування (кВт);

N_f – затрати потужності на переміщення (кВт);

N_α – затрати потужності на підйом (кВт);

N_ввп – потужність, яка реалізується через ВВП (кВт).

Рівняння балансу потужності трактора використовують в основному в двох випадках: для раціонального комплектування агрегату і для аналізу існуючого агрегату. В першому випадку приймають N_e = N_ен, тобто рівним номінальному значенню, в другому – приймають розрахункове або дослідне значення N_т, а фактичну ефективну потужність N_е визначають з формули (2.8).

Визначаємо N_т з формули (2.8):

N_т = N_e - N_тр - N_б - N_f – N_α - N_ввп (кВт), (2.9)

Втрати потужності в трансмісії:

N_тр = N_e  (1 - _м) (кВт), (2.10)

де _м – механічний коефіцієнт корисної дії трансмісії (для колісних тракторів ^к_м=0,91...0,92; для гусеничних з урахуванням втрат на тертя в шарнірах гусениці ^г_м= 0,86...0,88; для трактора ДТ – 175С при включеному гідротрансформаторі _м= 0,86, заблокованому - _м = 0,96).

При визначенні втрат потужності в трансмісії за достатнім зчепленням ведучого апарату з ґрунтом N_e = N_eн, а при недостатньому зчепленні N_e визначають за формулою:

N_e = (кВт), (2.11)

де Р_з – сила зчеплення (рушійна сила) (кН);

V_р – робоча швидкість на передачі (км/год).

Робоча швидкість V_р для всіх передач:

V_р = 0,377  (1 -) (км/год), (2.12)

де n – фактична частота обертання колінчастого вала

двигуна (хв^-1);

 - буксування ведучого механізму (%) (приймають з додатку 1 – 10 відповідно агрофону і тягового зусилля трактора [1]).

Коефіцієнт буксування для практичних розрахунків також можна визначити із таких емпіричних залежностей:

, (2.13)

де Р_т – тягове зусилля трактора (кН);

Р_з – сила зчеплення ведучого механізму трактора з грунтом (кН);

k_вик – коефіцієнт використання тягового зусилля, який приймають в межах 0,75...0,85.

Далі з таблиці 2.5 відповідно показнику р вибираємо значення коефіцієнта буксування  (%), як для колісних, так і для гусеничних тракторів.

В умовах достатнього зчеплення n=n_н, а при недостатньому:

n = n_н + (n_х - n_н) (об/хв), (2.14)

де n_х – частота обертання колінчастого вала двигуна на холостому ході за швидкісною характеристикою

(табл. 1.1) (об/хв).

Втрати потужності на буксування N_б визначаємо за формулою:

N_ = = N_е  _тр  (кВт), (2.15)

де Р_руш – рушійна сила трактора (кН);

V_т – теоретична швидкість руху (км/год);

 - коефіцієнт буксування рушіїв трактора (%).

Затрати потужності на переміщення визначаємо за формулою:

N_f = (кВт), (2.16)

Втрати потужності на подолання підйому визначаємо за формулою:

N_ =(кВт), (2.17)

Умовний тяговий ККД трактора:

. (2.18)

Питома витрата пального за 1 годину роботи:

(), (2.19)

де G_п – витрата пального двигуном трактора за годину (кг/год).

Питому витрату пального на тягову кіловат-годину визначають за швидкісною характеристикою двигуна, відпо-відно, N_ен для умов достатнього зчеплення та N_еμ – для недостатнього.

Приклад.