Контрольні запитання і завдання

1. Дати визначення координат центру тяжіння колісних і гусеничних машин.

2. Назвати способи визначення координат центру тяжіння тракторів і автомобілів.

3. Охарактеризувати методику визначення координат центру тяжіння за допомогою динамометра.

4. Чому дорівнюють реакції горизонтальної опорної поверхні, на якій нерухомо розташована машина без причепа?

5. Пояснити вплив машин задньої та передньої начіпки на повздовжню координату центру тяжіння машинно-тракторного агрегату.

Лабораторна робота №5 потенційна тягова характеристика трактора

Мета роботи – освоєння методики побудови і аналізу потенційної тягової характеристики трактора.

Загальні відомості

Тяговий коефіцієнт корисної дії трактора аналізується під час усталеного режиму роботи на горизонтальній ділянці, коли тяговий опір направлений паралельно до поверхні шляху, а обслуговуючі системи, вал відбору потужності і гідросистема не використовуються. Допустивши, що двигун трактора завантажується на номінальну потужність N_ен шляхом зміни швидкості руху, баланс потужності записуємо у вигляді[1, С.85–87; 2, С.108–110; 3, С.65, 66]:

, (5.1)

де N_тр ,N_ , N_f , N_гк – затрати потужності на подолання механічних опорів у трансмісії, буксування ведучих органів (коліс або гусениць), подолання опору коченню і тягових навантажень.

Тяговий коефіцієнт корисної дії трактора характеризує графічна інтерпретація балансу потужності і потенційна тягова характеристика (рис. 5.1), послідовність розрахунку і побудови якої полягає у наступному.

Спочатку розраховується максимальне тягове зусилля Р_{гк max} (кН) трактора:

, (5.2)

де К – коефіцієнт можливого за умовою буксування ведучих органів тягового діапазону, що охоплює діапазон максимальної тягової потужності (рекомендоване значенняКдля колісних тракторів – 1,6, а для гусеничних – 1,4);

Р_к – сила зчеплення рушіїв з опорною поверхнею, кН;

 – коефіцієнт зчеплення;

_к – коефіцієнт завантаження ведучих органів, який для тракторів з двома ведучими колесами дорівнює 0,75, а для тракторів з чотирма ведучими колесами та гусеничних – 1,0;

m_е – експлуатаційна маса трактора, т;

g – прискорення вільного падіння, м/с².

На осі абсцис відзначаються n розрахункових точок, рівновіддалених одна від одної, причому максимальне тягове зусилляР_{гк max} відповідає точціn. АбсцисаР_гкі будь-якоїі-ої точки:

, (5.3)

де і– індекс розрахункових точок, який для першої – дорівнює 1, другої – 2, …,n– ої точки –n.

Відносна сила тяги p_i дорівнює:

. (5.4)

Значення коефіцієнта  _і розраховуються за емпіричною формулою:

, (5.5)

де а, в, с– безрозмірні коефіцієнти, що залежать від типу ходової системи (для колісних тракторів –а = 0,13,в = 0,013,с =8, а для гусеничних –а = в = 0,04,с =8).

Будуючи потенційну тягову характеристику (рис. 5.1), по осі ординат відкладаємо відрізок, який у вибраному масштабі відповідає номінальній потужності двигуна N_ен(кВт).Через вершину відрізка проводиться пряма, паралельна осі абсцис, до перетину з вертикаллюР_{гк max} .

Втрати потужності у трансмісії N_тр (кВт) розраховуються з виразу:

, (5.6)

де _тр – механічний коефіцієнт корисної дії трансмісії.

На характеристиці відкладають вниз від прямої N_енвідрізок, рівний у прийнятому масштабі величиніN_тр , і отримують значення потужності, що підводиться до коліс або ведучих зірочок гусеничного рушіяN_к = N_ен –N_тр = =N_ен _тр. Через вершину отриманого відрізкаN_к проводиться пряма, паралельна осі абсцис. Ділянка графіка балансу потужності, розташована між горизонталямиN_ен іN_к , характеризує втрати потужності у трансмісіїN_тр, які при постійному значенні коефіцієнта_тр є постійними у всьому діапазоні тягових зусиль.

Значення потужності , що затрачається на буксування рушіїв, змінюються пропорційно коефіцієнту буксування:

. (5.7)

Для кожної розрахункової точки відкладаються по вертикалі вниз від прямої N_к відрізки, що характеризують у вибраному масштабі значення. З’єднавши вершини відкладених відрізків плавною кривою, отримуємо графік, що відповідає затратам потужності на буксування.

Теоретична швидкість руху V_ті трактора:

, (5.8)

де Р_кі – дотична сила тяги;

f –коефіцієнт опору коченню.

Потужність N_{f і} , яка затрачається на подолання опору коченню трактора, становить:

, (5.9)

де Р_f – сила опору коченню;

V_ді – дійсна швидкість руху.

Віднявши від потужності N_ен значення потужностейN_тр ,N_і таN_fі і з’єднавши отримані точки плавною кривою, будуємо потенційну тягову характеристику як залежність тягової потужностіN_гк від тягового зусилляР_гк при номінальному завантаженні двигуна. Характеристика також відображає закономірність зміни тягового коефіцієнта корисної дії трактора_т, якщо номінальну потужність вважати за 100% значення тягового коефіцієнта корисної дії, оскільки_т =N_гк /N_ен .

Раціональним вважається діапазон тягових зусиль трактора, в якому тяговий коефіцієнт корисної дії набуває максимальних значень.