Уравнение тягового баланса трактора. Схема сил и моментов, действующих на трактор в продольной плоскости в общем случае движения, страница 5

Координата ад центра давления существенно влияет на распределение нормальных реакций почвы по гусенице, т. е. на эпюру давлений. Эпюра давлений под гусеницей (рис. 5.6) может быть трапециевидной (I и III), прямоугольной (II)и треугольной (IVи V). Каждой из них соответствует конкретная координата расположения центра давления (D1; D2, D3, D4, D5): =-a0; =0,  и определенное максимальное значение давления (qmax) - q5>q4>q3>q2>q1.При Ркр=0 =-а0 и эпюра имеет трапецевидную форму, геометрический центр которой совпадает с координатой центра масс трактора.

Рисунок 5.6 - Эпюра нормальных реакций почвы на гусеничный движитель при различной координате центра давления

Наилучшей считают прямоугольную эпюру, когда центр давления совпадает с серединой опорной поверхности гусеницы, а максимальное давление гусеницы на почву равно среднему давлению qmах=qcp. Во всех остальных вариантах qmах>qcp. Наибольшее увеличение qmaxпо сравнению с qcpсоответствует варианту V, когда центр ад давления максимально смещен назад и часть опорной поверхности гусеницы не участвует в передаче веса трактора почве. Следует отметить, что именно qmaxвлияет на глубину колеи со всеми вытекающими из этого последствиями. По ГОСТ 26817-86 величина ад не должна превышать 0,2Lоп, то есть предельное значение коэффициента смещения νпрдпр/Lоп≤0,20.

Координата ад зависит от положения центра масс а0 — основного критерия выбора компоновочного решения гусеничного трактора. Для обеспечения высоких тягово-сцепных свойств проектируемого трактора должно быть предусмотрено большее смещение его центра масс вперед при компоновке. Недостаток классической компоновки гусеничного трактора — наиболее материалоемкие агрегаты (коробка передач, задний мост, навесная система, кабина) сдвинуты назад от середины опорной поверхности гусеницы. Суммарный вес этих агрегатов велик, вследствие чего при компоновке не всегда можно достичь желаемого расположения центра масс трактора а0. Наиболее радикальный способ решения данной проблемы — применение треугольного гусеничного обвода. Такая компоновка ходовой системы позволяет размещать остов трактора с двигателем, трансмиссией и кабиной для получения желаемого смещения центра масс трактора вперед относительно середины опорной поверхности гусеницы.

Снижению qmaxспособствуют увеличение шага гусеницы, установка большего числа опорных катков и применение жесткой подвески трактора.

С учетом сложившегося опыта центр масс гусеничного сельскохозяйственного трактора тягово-энергетической концепции при конструировании располагают впереди середины опорной поверхности гусеницы: а0 = (0,05-0,10)Loп.

На координату центра давления существенно влияет величина тягового сопротивления, способ соединения трактора с сельскохозяйственной машиной, положение машины, настройка навесного механизма, натяжение гусеницы и скорость движения. Чтобы достичь требуемого положения ад при большом тяговом усилии и транспортном положении навесного орудия применяют балласт, установленный на раму впереди трактора.

Касательная сила тяги движителя зависит от нормальной нагрузки на него. Тогда наибольшее тяговое усилие трактора определяется его весом, а степень технического совершенства —долей веса, преобразованной в тяговое усилие. Для количественной оценки преобразования веса трактора в тяговое усилие применяют коэффициент использования веса

φкркр/Gэ.                                         (5.19)

Чем большее тяговое усилие развивает трактор при заданном весе, тем выше его коэффициент φкр и тягово-сцепные свойства.

С помощью коэффициента φкр сравнивают тягово-сцепные свойства тракторов разного веса, разной компоновочной схемы, с различными типами двигателя.

Коэффициент использования веса аналогичен коэффициенту сцепления. Соотношение между ними можно найти, выразив значения сил Рк и Pfв формуле (5.4) через вес трактора: Рк=φλкGэ; Рf=fGэ. В этом случае Ркр–φλкGэ–fGэ, а следовательно,

Ркр/Gэ=φλк-f=φкр.                                 (5.20)