7.Факторы, влияющие на тяговые свойства трактора. Дать анализ уравнения тягового баланса трактора.
Факторы, влияющие на тяговые свойства трактора
Машинно-тракторный агрегат в динамическом отношении представляет собой систему твердых тел, связанных как жесткими, так и упругими связками.
П
Рисунок 7.1 - Схема сил, действующих
на трактор при его ускоренном движении
на подъем
Движение и работа агрегата происходят в результате взаимодействия сил, действующих на агрегат. Движущую силу агрегата создает его энергетическая часть – трактор (рис.7.1).
Силы сопротивления слагаются из усилий, возникающих при полезной работе сельскохозяйственных машин.
На МТА действуют следующие силы:
– движущая сила РК, приложенная к трактору и вызывающая движение агрегата;
– силы сопротивления:
движению прицепной части агрегата, Ркр;
движению трактора, возникающие в связи с деформацией почвы ходовым аппаратом Pf, из-за преодоления подъема P и сопротивления воздушной среды Pw;
– силы массы трактора Gтр и прицепных машин;
– силы реакции почвы, возникающие под действием сил тяжести и действующие на ходовой аппарат трактора и рабочих машин;
– силы реакции между отдельными машинами агрегата, действующие в сцепных устройствах.
Дать анализ уравнения тягового баланса трактора.
Сумма сил сопротивления движению трактора может быть выражена уравнением:
где Pf – сопротивление перекатыванию трактора или самоходной машины, Н;
Rm – сопротивление навесных или прицепных машин, Н;
Ра – сопротивление подъёму, Н;
Pw – сопротивление воздушной среды, Н;
Pi– сила инерции, возникающая в момент разгона или торможения, Н.
Сопротивление подъему Рα
При движении тракторного агрегата в гору (подъем) или при спуске появляются дополнительные усилия от составляющих сил веса трактора и агрегатируемых машин (см. рис. 1.1). Эти дополнительные усилия оказывают сопротивление передвижению агрегата в гору и помогают ему при движении под уклон. Сопротивление подъему согласно известным законам механики, может быть выражено формулой
Рα =±G sin α,
где α – угол подъёма в градусах.
Так как при небольших углах подъема практически можно принять Sinα= tgα, то сопротивление подъему удобно представлять упрощенной формулой
Рα =±G i,
где i – отношение высоты подъёма к основанию (величина уклона выраженная в сотых доля процента).
Сопротивление перекатыванию трактора Рf
Сила сопротивления передвижению трактора направлена против движения. Ее величина зависит от веса трактора, типа ходовой части (гусеничная или колесная), от вида и состояния почвы, по которой движется трактор (стерня, вспаханное поле и т.д.)
Все эти факторы переплетаются в сложной взаимосвязи и поэтому для практических расчетов сопротивление перекатыванию выражают упрощенной функцией эксплуатационного веса трактора и приходящегося на трактор веса рабочей машины:
где f – коэффициент пропорциональности, обычно называемый коэффициентом сопротивле–ния перекатыванию;
G – вес фактора, Н;
Gм – вес рабочей машины, Н;
р – коэффициент, показывающий, какая часть веса рабочей машины (рабочих машин и сцепного устройства) нагружает трактор.
Рис. 7.2 - Определение усилия перекатывания трактора:
а –трактор, для которого определяется усилие перекатывания;
б – трактор–буксир.
Коэффициент сопротивления перекатыванию трактора определяется динамометрированием при буксировании одного трактора другим (рис. 7.2), у испытуемого трактора (а) рычаг коробки передач во время опыта ставят в нейтральное положение. Замерив с помощью динамометра усилие перекатывания Рf и разделив его на вес трактора, получают значение коэффициента сопротивления перекатыванию
Усилие, затрачиваемое на перекатывание трактора, слагается из усилия на деформацию почвы (образование колеи) и суммарного усилия, на преодоление трения в ходовом аппарате.
В связи с этим коэффициент сопротивления перекатыванию может быть расчленен на две величины:
f=fH +fг ,
где – fH – коэффициент перекатывания, учитывающий расход энергии двигателя трактора или самоходной машины на образование колеи;
fг – коэффициент перекатывания, учитывающий потери энергии двигателя в ходовом аппарате трактора или самоходной машины.
Чем глубже колея, тем больше потерь на перекатывание, связанных с деформацией почвы. При движении колесных тракторов из–за большого удельного давления на почву остаточная деформация фунта больше, чем у гусеничных тракторов, а, следовательно, больше затрачивается мощности на перекатывание.
Сопротивление воздушной среды Рw
Сопротивление движению воздушной среды, зависит от скорости и лобового сечения агрегата:
Сопротивлением воздушной среды для рабочей скорости до 30 км/ч в практических расчетах пренебрегают.
Сила инерции Pj
В эксплуатационных расчетах силу инерции определяют преимущественно для решения вопроса о возможности трогания агрегата с места.
Силу инерции (Pj, Н) трактора, агрегата, автомобиля можно определить по уравнению
Pj=mj=0,1GaKпмj
где Gа – вес трактора, Н.
Kпм – коэффициент приведения масс; дли современных агрегатов может быть принят в пределах 1,12,1 с2/м.
j –ускорение прямолинейно–поступательного движения трактора, м/с2.
Если нет опытных данных, то значение j (ориентировочно) можно определить по формуле:
где – коэффициент ( = 7000...14000 Н/с);
VT – теоретическая скорость на данной передаче, км/ч.
Чтобы уменьшить величину j, муфту сцепления при трогании с места следует включать плавно, но не слишком долго, так как длительное включение повышает износ ее рабочих поверхностей.