Уравнение тягового баланса трактора. Схема сил и моментов, действующих на трактор в продольной плоскости в общем случае движения, страница 7

ДПМ обеспечивает работу трактора с наивысшей мощностью без переключения передач в диапазоне тяговых нагрузок, соответствующем диапазону (Ммах-Мн), что в 2-3 раза больше общепринятого перепада между передачами, составляющего обычно 15-20 %. Корректорному участку характеристики (ωнм) соответствует минимальный удельный расход топлива gе,, поэтому работа двигателя в режиме ДПМ отличается большей топливной экономичностью, чем работа на регуляторной ветви характеристики.

Рисунок 5.8 – Регуляторная характеристика тракторного дизеля: а – Км=1,15-1,20; б – Км=1,35-1,45 (ДПМ)

В процессе испытаний и эксплуатации тракторов с ДПМ установлено [1, 7] повышение производительности на 6-10 % при снижении погектарного расхода топлива до 10 %, число ступеней в коробке передач может быть в 2 раза меньше.

Недостатки характеристики двигателей внутреннего сгорания можно компенсировать, применяя бесступенчатую трансмиссию (гидравлическую или электрическую) с автоматически изменяемым передаточным числом в зависимости от момента сопротивления.

Автоматическое регулирование скоростного и нагрузочного режимов обеспечивается гидротрансформатором. Гидромеханическая трансмиссия устанавливается, как показано выше, на некоторых моделях гусеничного трактора производства Волгоградского тракторного завода. Однако эти трансмиссии, так же как и бесступенчатые, не получили большого распространения на сельскохозяйственных тракторах, так как имеют более низкий КПД из-за двойного преобразования энергии и снижают топливную экономичность трактора в сравнении с обычными механическими трансмиссиями.

Следует отметить перспективные разработки в области энергетических установок на основе электрохимического генератора. Они работают по принципу прямого преобразования химической энергии, выделяющейся при реакции топлива и окислителя, в электрическую энергию без промежуточного превращения химической энергии в тепловую и сопутствующих этому превращению потерь, присущих тепловым двигателям. Реакция превращения происходит в топливном элементе.

Такие энергетические установки имеют по сравнению с ДВС высокий КПД, абсолютную экологическую чистоту; низкую шумность и высокую энергоемкость.

5.6. Энергетический баланс и потенциальная тяговая характеристика трактора

Уравнение энергетического баланса характеризует распределение мощности тракторного двигателя при выполнение основного технологического процесса в составе МТА. В общем случае энергетический баланс трактора при полной загрузке двигателя имеет вид

Neэ=Nкp+NМ0M+Nтp+Nδ+Nf+Ni+Nком+Nj+Np+Nд,          (5.22)

где Neэ– номинальная эксплуатационная мощность двигателя; Nкр - тяговая мощность на прицепном устройстве трактора; Nмом - отбор мощности на привод рабочих органов агрегата; Nтp, Nδ, Nf, Ni –мощности, характеризующие расход энергии на трение в трансмиссии, буксование движителей, преодоление сопротивлений качению и подъема; Nком – затраты мощности для создания условий труда тракториста; Nj. – мощность сил инерции; Np - мощность рассеивания, поглощаемая устройством для снижения колебаний и другими упругими элементами конструкции трактора; Nд– «недобор» мощности двигателем, если момент сопротивления носит переменный характер.

Динамические составляющие потерь и недоиспользования мощности энергетического баланса трактора Nj, Np, Nд рассмотрены ниже (п. 6.3). Мощности Nj, Ni имеют разные знаки в зависимости от того, движется трактор на подъеме или на спуске, разгоняется или снижает скорость. При подъеме и разгоне мощности Nj, Ni берутся со знаком «плюс», при спуске и замедлении - со знаком «минус».

Степень совершенства трактора как тягача и соответствие его функциональному назначению характеризует изменение отдельных составляющих энергетического баланса в зависимости от тягового усилия на крюке Ркр. Анализ этих зависимостей позволяет определить оптимальный диапазон нагрузочно-скоростного режима работы трактора в составе МТА с наибольшей производительностью и наименьшими энергетическими потерями, характеризуемыми КПД. Поэтому составляющие уравнения энергетического баланса, не зависящие от тяговой нагрузки (Nком, NМОМ), не анализируются.