Уравнение тягового баланса трактора. Схема сил и моментов, действующих на трактор в продольной плоскости в общем случае движения, страница 2

Рисунок 5.2 - Зависимость реакций почвы на передние и задние колеса трактора 4к2 от тягового усилия на крюке

При движении под уклон значение угла α отрицательно, поэтому составляющую Р_i необходимо вводить в уравнение со знаком «минус». Сила инерции Р_j также имеет знак «минус» при замедленном движении.

Для равномерного движения трактора (V=const) по горизонтальному участку пути Pj=0, α=0 и выражения (5.6) и (5.7) примут следующий вид:

Y_п=(G_эа_ц-Р_крh_кр-М_f)/L,                                        

Y_к=[G_э(L–а_ц)+P_кph_кp+M_f]/L+Р_крsinγ            (5.8)

При Р_кр=0, V=const и α=0, т.е. в режиме холостого хода нормальные реакции

Y_п=[G_эа_ц-M_f]/L,                                          

Y_к=[G_э(L–а_ц)+M_f]/L.                           (5.9)

Реакция почвы на колеса неподвижного трактора, свободного от нагрузки на навесном устройстве (Р_кр=P_f=0), характеризуется статическими значениями

Y_п.ст= G_эa_ц/L;                                              

Y_к.ст=G_э(L–а_ц)/L.                                 (5.10)

Нагруженность колес оценивают по коэффициентам нагрузки передних λ_п и задних λ_к (λ₁) колес, которые вычисляют по формулам

λ_п=Y_п/G_э;                         λ_к=Y_к/G_э.             (5.11)

Отношение λ_п/λ_к характеризует распределение веса трактора по осям в статике и способность трактора к агрегатированию с навесными машинами и орудиями.

Для колесных тракторов характерно следующее распределение нагрузки по осям λ_п/λ_к, %: 4к2 – 35/65; 4к4а – 40/60; 4к4б – 60/40.

Высокие значения тягового усилия тракторов общего назначения с колесной формулой 4к4б в процессе эксплуатации обуславливают смещение центра масс вперед относительно середины расстояния между осями. Под действием тяговой нагрузки реакции по осям выравниваются, что соответствует наилучшему использованию сцепного веса трактора (рис. 5.3). Условие равенства опорных реакций Y_к/Y_п, с учетом (5.8), имеет следующий вид:

               (5.12)

Рисунок 5.3 – Зависимость реакций почвы на передние колеса трактора 4к4б от тягового усилия на крюке

Как следует из уравнения (5.12) оптимальное значение тягового усилия  прямо пропорционально продольной координате центра масс трактора  и обратно пропорционально ординате точки прицепа.

Развесовку по осям (35/65 %) тракторов колесной формулы 4К2 и 4К4а выбирают за счет изменения продольной координаты центра масс, исходя из необходимости обеспечения высокого тягового усилия, развиваемого задними колесами, при условии сохранения управляемости, определяемой нагрузкой на передние колеса Y_n≥0,2G_э. Кроме того, универсально-пропашной трактор должен иметь резерв грузоподъемности для работы в составе комбинированных агрегатов, в которых предусматривается навешивание орудия не только сзади, но и впереди трактора. Такие агрегаты составляют главным образом на основе тракторов колесной формулы 4К4а, потому что для них необходимы более высокие тяговые условия, чем для одномашинных агрегатов.

Условие сохранения управляемости универсально-пропашного трактора (рис. 5.2) имеет вид

                      (5.13)

В связи с применением комбинированных агрегатов широко распространена развесовка трактора 4к4а по осям 40/60 % с увеличенными размерами передних колес, обладающих более высокой грузоподъемностью.

Таким образом, колесную формулу, а также размеры передних и задних колес выбирают в соответствии с технологическим назначением трактора.

5.3. Нормальные реакции почвы на колеса трактора при работе с навесным орудием

Использование навесных машин изменяет распределение нормальных реакций почвы на колеса трактора, его тягово-сцепные свойства и управляемость.

Рассмотрим силы и реакции, действующие на навесное почвообрабатывающее орудие в продольной плоскости. Допустим, что орудие с опорным колесом навешано сзади к трактору. Агрегат перемещается равномерно, по горизонтальному участку поля. На рисунке 5.4 рабочие органы орудия символически представлены рыхлителем, в точке О которого приложена результирующая сила R_рез, включающая в себя реакцию рабочих органов R_yои силу тяжести орудия G_о.