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 η_хх=(1-ξ_тр).

Зависимость КПД механической трансмиссии от передаваемого момента М_к имеет гиперболический характер и может быть представлена кривой η_тр=f(М_к/М_н) (рис. 5.11).

Рисунок 5.11 - Зависимость КПД механической трансмиссии

трактора от нагрузки

Кроме нагрузки и теплового режима на величину η_тр 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 η_тр1, η_тр2 - КПД трансмиссии привода соответственно переднего и заднего моста.

Из формул (5.31) получаем

k_N1 +k_N2=1.

Тогда КПД механической трансмиссии машины с двумя ведущим осями

        (5.32)

КПД трансмиссии с одним ведущим мостом рассчитывается по формуле

                      (5.33)

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

Приведенные в выражениях (5.32) и (5.33) коэффициенты имеют следующие значения: η_ц=0,985-0,990; η_к=0,975-0,980; ξ_тр=0,03-0,05; k_N1=0,15-0,25 для тракторов колесной формулы 4К4а, k_N1=0,4-0,6 для тракторов 4К4б.

Коэффициент k_N1зависит в основном от распределения веса трактора по осям.

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

откуда

    (5.34)

Экспериментально величину η_f  определяют, измеряя при работе трактора одновременно силу Р_кр и момент М_вед на полуосях ведущих колес с помощью средств тензометрирования. Касательную силу вычисляют по зависимости Р_к=М_вед/r_д. При расчетном методе силу сопротивления качению вычисляют по формуле P_f=fG_э. 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 m_э номинальное тяговое усилие Р_крн остается одинаковым при изменении энергонасыщенности . Изменяется только сила Р_f, 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 η_f для определенного фона практически постоянны и зависят только от коэффициента сопротивления качению f.