2.2 Визначення балансу потужності та його складових
Баланс потужності трактора описується таким рівнянням:
Ne = Nт + Nтр + Nб + Nf + N + Nввп (кВт), (2.6)
де Ne - ефективна потужність двигуна (кВт);
Nт – тягова потужність трактора (кВт);
Nтр – затрати потужності в трансмісії (кВт);
Nб – затрати потужності на буксування (кВт);
Nf – затрати потужності на переміщення (кВт);
N - затрати потужності на підйом (кВт);
Nввп - потужність, яка реалізовується через ВВП (кВт).
Визначаємо Nт з формули (2.6):
Nт = Ne - Nтр - Nб - Nf – Nα - Nввп (кВт), (2.7)
Втрати потужності в трансмісії:
Nтр = Ne (1 - м) (кВт), (2.8)
де м – механічний коефіцієнт корисної дії трансмісії.
г м = 0,88 (для гусеничного трактора).
При визначенні втрат потужності в трансмісії за достатнім зчепленням ведучого апарата з ґрунтом Ne = Neн. Отже Ne=110,4 кВт.
Nтр = 110,4(1-0,88)=13,248 (кВт).
а)
б)
Рис. 2.2 Графік тягового балансу трактора Т-150
а) на 2-й передачі; б) на 4-й передачі
Робочу швидкість на 2-й і 4-й передачах визначаємо за формулою:
Vр
= 0,377
(1
-
)
(км/год), (2.9)
де n – фактична частота обертання колінчастого вала
двигуна (хв-1) (n = nн=2000 хв-1);
- буксування ведучого механізму (%);
rк – радіус кочення ведучої зірочки трактора (м);
iтр – передаточне число трансмісії.
Визначаємо коефіцієнт буксування на 2-й і 4-й передачах із залежності = f(р) (табл. 2.5). Для цього визначаємо показник р:
р
=
,
(2.10)
де Рт – тягове зусилля трактора (кН);
Рз – сила зчеплення ведучого механізму трактора з грунтом (кН);
kвик – коефіцієнт використання тягового зусилля, який приймають в межах 0,75...0,85. (приймаємо kвик= 0,8).
На свіжозораному полі (μ6=0,6)
,
а
=3,1
% (табл. 2.5);
,
а,
% (табл. 2.5).
На стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
,
а,
% (табл. 2.5);
,
а,
% (табл. 2.5).
Робоча швидкість руху трактора на 2-й і 4-й передачах буде рівна:
на свіжозораному полі (μ6=0,6)
(км/год);
(км/год);
на стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
(км/год);
(км/год).
Втрати потужності на буксування Nб визначаємо за формулою:
N
=
= Nе
тр
(кВт), (2.11)
де Рруш – рушійна сила трактора (кН);
Vт – теоретична швидкість руху (км/год);
- коефіцієнт буксування рушіїв трактора (%).
Втрати потужності на буксування:
на свіжозораному полі (μ6=0,6)
N6
2
= 110,4
0,88
=
3,01 (кВт);
N6
4
= 110,4
0,88
=
1,5 (кВт);
на стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
N3
2
= 110,4
0,88
=
1,5 (кВт);
N3
4
= 110,4
0,88
=
1,07 (кВт).
Затрати потужності на переміщення визначаємо за формулою:
Nf
=
(кВт), (2.12)
На свіжозораному полі (μ6=0,6)
N6
f2
=
= 22,2 (кВт); N6
f4
=
=
26,8 (кВт);
На стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
N3
f2
=
= 13,9 (кВт); N3
f4
=
= 16,8 (кВт).
Втрати потужності на подолання підйому визначаємо за формулою:
N
=
(кВт), (2.13)
На свіжозораному полі (μ6=0,6)
N3
2
=
= 5,2 (кВт); N3
4
=
= 6,2 (кВт).
На стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
N3
2
=
= 5,2 (кВт); N3
4
=
= 6,3 (кВт).
Визначаємо тягову потужність трактора на різних передачах і фонах за формулою 2.7. Приймаємо NВВП = 0 кВт.
На свіжозораному полі (μ6=0,6)
N6 т2 = Nе – N6 тр2 – N6 б2 – N6 f2 – N6 2 =
=110,4 – 13,248 – 3,01 – 22,2 – 5,2 = 66,742 (кВт);
N6 т4 = Nе4 – N6 тр4 – N6 б4 – N6 f4 – N6 4 =
=110,4 – 13,248 – 1,5 – 26,8 – 6,2 = 62,652 (кВт).
На стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
N3 т2 = Nе – N3 тр2 – N3 б2 – N3 f2 – N3 2 =
=110,4 – 13,248 – 1,5 – 13,9 – 5,2 = 76,552 (кВт);
N3 т4 = Nе – N3 тр4 – N3 б4 – N3 f4 – N3 4 =
=110,4 – 13,248 – 1,07 – 16,8 – 6,3 = 72,982 (кВт).
Визначаємо умовний ККД трактора за формулою:
т
=
,
(2.14)
на свіжозораному полі (μ6=0,6)
6
т2
=
= 0,6;6
т4
=
= 0,57;
на стерні нормальної вологості (μ3=0,9)
3
т2
=
= 0,69;3
т4
=
= 0,66.
Висновки. Аналізуючи графік тягового балансу трактора Т – 150 (рис. 2.2) на 2-й і 4-й передачах, можна зазначити, що:
1) умова достатнього зчеплення рушіїв трактора виконується при русі його, як на стерні нормальної вологості, так і на свіжозораному полі;
2) найбільше тягове зусилля Рт (кН) трактор Т – 150 розвиває при русі його на стерні нормальної вологості (μ3=0,9) Рт = 32,987 кН з коефіцієнтом буксування δ =1,5 %.
Порівнюючи
результати розрахунків тягових
властивостей трактора на 2-й передачі,
бачимо, що тягову потужність трактор
розвиває на стерні нормальної вологості
більшу, ніж на свіжо-зораному полі,
відповідно - 76,552 кВт і 66,742 кВт, оскільки
має меншу
втрату потужності на буксування (
)
і переміщення (
).
Коефіцієнт
використання тягової потужності двигуна
(ηт)
на 4-й передачі при русі на свіжозораному
полі становить лише
=
0,57, що на 28,75 % менше встановленої норми
(ηт
0,7...0,8).
При русі на 2-й передачі на стерні
нормальної вологості він досягає майже
= 0,7.
Лабораторна робота № 3