Уравнение тягового баланса трактора. Схема сил и моментов, действующих на трактор в продольной плоскости в общем случае движения, страница 10

КПД трансмиссии отражает технический уровень производства трактора, технологии изготовления и качество применяемых материалов. По мере повышения технического уровня и внедрения прогрессивных технологических приемов изготовления КПД цилиндрических шестерен тракторных трансмиссий повысился с 0,970 до 0,985. Значения КПД автомобильных и тракторных механических трансмиссий шестеренного типа при нагрузках, близких к номинальным, находятся в пределах 0,86-0,93, т.е. 7-14 % энергии двигателя расходуется на преодоление трения, взбалтывание масла и пр.

КПД трансмиссии зависит от числа пар зубчатых передач, одновременно находящихся в зацеплении, типа шестерен, типа и числа подшипников, уровня и вязкости масла, частоты вращения валов и окружной скорости шестерен, типа и числа уплотнений и т.п.

Часть перечисленных потерь пропорциональна величине передаваемого момента. Основу их составляют потери в зацеплении шестерен, передающих нагрузку. Остальная часть потерь зависит в основном от окружной скорости вращающихся вхолостую шестерен. На заданной передаче и установившемся тепловом режиме эти потери постоянные, независимо от нагрузки и учитываются КПД холостого хода ηхх=(1-ξтр).

Зависимость КПД механической трансмиссии от передаваемого момента Мк имеет гиперболический характер и может быть представлена кривой ηтр=f(Мкн) (рис. 5.11).

Рисунок 5.11 - Зависимость КПД механической трансмиссии

трактора от нагрузки

Кроме нагрузки и теплового режима на величину ηтр в эксплуатации влияют техническое состояние, затяжка подшипников, натяжение гусеницы, регулировка тормозов, уровень и вязкость масла в картерах.

Общий КПД трансмиссии трактора колесной формулы 4К4

                (5.30)

где ;  - коэффициенты передачи мощности по мостам.

В выражении (5.30)  - это доли эффективной мощности двигателя, передаваемые соответственно на первый и второй ведущие мосты, a  - мощности на осях первого и второго ведущих мостов с учетом потерь в приводе к ним. Тогда

                      (5.31)

где ηтр1, ηтр2 - КПД трансмиссии привода соответственно переднего и заднего моста.

Из формул (5.31) получаем

kN1 +kN2=1.

Тогда КПД механической трансмиссии машины с двумя ведущим осями

        (5.32)

КПД трансмиссии с одним ведущим мостом рассчитывается по формуле

                      (5.33)

где ηц, ηк - КПД соответственно цилиндрических и конических пар шестерен; n - число пар шестерен, находящихся одновременно в зацеплении при передаче нагрузки; ξтр - коэффициент, учитывающий потери холостого хода в трансмиссии.

Приведенные в выражениях (5.32) и (5.33) коэффициенты имеют следующие значения: ηц=0,985-0,990; ηк=0,975-0,980; ξтр=0,03-0,05; kN1=0,15-0,25 для тракторов колесной формулы 4К4а, kN1=0,4-0,6 для тракторов 4К4б.

Коэффициент kN1зависит в основном от распределения веса трактора по осям.

КПД сопротивления качению трактора. Механические потери в гусеничном и гистерезисные в колесном движителях учитывает КПД ηf, который можно определить из мощностного баланса

откуда

    (5.34)

Экспериментально величину ηf  определяют, измеряя при работе трактора одновременно силу Ркр и момент Мвед на полуосях ведущих колес с помощью средств тензометрирования. Касательную силу вычисляют по зависимости Рк=Мвед/rд. При расчетном методе силу сопротивления качению вычисляют по формуле Pf=fGэ. Коэффициент сопротивления качению f выбирают по справочным данным в соответствии с типом трактора и заданными почвенными условиями.

Для трактора установленного тягового класса с эксплуатационной массой mэ номинальное тяговое усилие Ркрн остается одинаковым при изменении энергонасыщенности . Изменяется только сила Рf, которая зависит от скорости движения и веса машины. Однако варьирование рабочей скоростью в пределах изменения энергонасыщенности трактора ограничено его функциональным назначением как энергетического средства и диапазонами технологических скоростей. В пределах этих изменений скоростей сила сопротивления качению, а следовательно, и КПД ηf для определенного фона практически постоянны и зависят только от коэффициента сопротивления качению f.