Оптимальные параметры и режимы использования тракторов. Взаимосвязь параметров энергетических и тягово-сцепных свойств тракторов

Представленный алгоритм позволяет определить оптимальные режимы работы и эксплуатационные параметры тракторов общего назначения и почвообрабатывающих агрегатов на их базе. Полученные значения массоэнергетических параметров для разных природно-производственных условий могут быть приняты за основу при обосновании принципов построения типоразмерных рядов тракторов переменного тягового класса.

8.5. Параметры регуляторной характеристики двигателя и

механической трансмиссии трактора

Результаты моделирования параметров скоростных регуляторных характеристик двухуровневых дизелей и трансмиссии колесных  и гусеничных тракторов для установленных типажом тяговых классов при изменении оптимальной рабочей скорости на операциях основной обработки почвы в интервале от  м/с (отвальная вспашка) до  м/с (сплошная глубокая культивация и комбинированная обработка) представлены в таблице 8.13 и на рисунке 8.9.

По результатам моделирования установлено, что повышение  от 1,8 до 2,2 м/с увеличивает потребный энергетический потенциал  на основных тяговых режимах использования трактора в 1,23 раза. Указанное достигается установленными выше методами.

Таблица 8.13 – Параметры скоростных регуляторных характеристик двухуровневых дизелей и трансмиссии тракторов общего назначения:

а) колесные 4к4б (режим использования ()

б) гусеничные (режим использования (η_{т max})

Потребный энергетический потенциала при n_нmin=1800 мин^-1 обеспечивается повышением номинальной цикловой подачи топлива с сохранением или увеличением ее коррекции на режиме перегрузки. Уменьшение оптимального значения передаточного числа трансмиссии  соответствует при этом повышению скорости движения и достигается переходом на повышенную (смежную) передачу. Практически указанное обеспечивает «Boost» – система увеличения мощности двигателя при переходе на повышенный диапазон скоростей, получившая широкое применение на тракторах ведущих зарубежных производителей (Class, John Deere и др.).

Рисунок 8.9 – Скоростные регуляторные характеристики тракторного дизеля с двумя уровнями мощности: I – первый уровень; II и II’ – вторые уровни

Второй метод увеличения потребной мощности двигателя основан на соответствующем повышении номинального скоростного режима двигателя при сохранении неизменным передаточного числа трансмиссии для получения заданной скорости  м/с. Это может быть достигнуто оборудованием двигателя системой изменения номинальной частоты вращения.

Коэффициент  зависит от динамических свойств тракторного дизеля  и распределения внешней нагрузки . В таблице 8.14 приведены значения номинальной эксплуатационной мощности тракторов установленных тяговых классов для рационального интервала рабочих скоростей (1,8-2,2 м/с) почвообрабатывающих агрегатов на режиме максимального тягового КПД () при  и  (ДПМ). Для  расчётные значения коэффициента  при заданных  составили 0,918 и 1,092 соответственно [16].

Таблица 8.14 – Диапазоны номинальной эксплуатационной мощности тракторов общего назначения

Использование дизеля постоянной мощности (ДПМ) позволяет уменьшить оптимальные значения номинальной эксплуатационной мощности в среднем на 19%. Уровень энергонасыщенности колёсных тракторов на режиме () снижается при этом с (11,4-14,2) до (9,7-11,9) Вт/кг, а гусеничных с (14,9-18,3) до (12,5-15,4) Вт/кг. На режиме допустимого буксования () энергонасыщенность колёсных тракторов снижается с (14,0-16,8) до (11,8-14,1) Вт/кг, а гусеничных – с (17,2-21,1) до (14,5-17,8) Вт/кг.

Предложенные характеристики двухуровневых тракторных дизелей позволяют, без существенных затрат и конструктивных изменений трансмиссии, в условиях реализации разных технологий основной обработки почвы обеспечить с наивысшей эффективностью рациональные скоростные режимы использования тракторов.

Потенциальные параметры скоростных регуляторных характеристик двухуровневых дизелей и трансмиссии тракторов общего назначения установленных типажом тяговых классов для рациональных интервалов скоростей использования почвообрабатывающих агрегатов могут быть приняты за основу при обосновании основных принципов оптимизации массоэнергетических параметров тракторов переменного тягового класса.

8.6. Тягово-динамические характеристики тракторов

Сравнительная оценка тягово-динамических характеристик тракторов разной комплектации на основной обработке почвы обладает актуальностью и практической значимостью для оптимальной адаптации их к зональным природно-производственным условиям.

Ниже представлена сравнительная оценка тягово-динамических свойств тракторов серии К-744Р 5-8 кл. на одинарных и сдвоенных колесах для обоснования рациональных тягово-скоростных режимов на операциях основной обработки почвы.

При установленных технической характеристикой (табл. 8.15) эксплуатационных параметрах трактора, а также осредненных, по результатам экспериментов, значений КПД трансмиссии  и коэффициента сопротивления качению , показатели тягово-энергетических свойств в функции от тягового усилия  или коэффициента использования сцепного веса , ,  определялись по приведённым в 8.4 зависимостям.

Потенциальная тягово-динамическая характеристика является руководством при решении вопроса об эффективном использовании трактора на разных операциях. Можно выделить левую и правую части характеристики. Разграничивает эти части линия, проходящая через точку максимального тягового КПД. Левая часть характеристики соответствует малоэнергоёмким технологическим операциям и транспортным работам, которые характеризуются относительно низкими значениями тягового сопротивления и выполняются на более высоких скоростях. В зоне максимального тягового КПД до середины правой части характеристики трактор используют на операциях, требующих высоких тяговых усилий. Оставшаяся правая часть характеризует работу трактора в зоне максимально допустимого буксования, поэтому имеет ограниченный диапазон использования.

Технологические свойства, определяющие потребительские качества трактора, зависят от соотношения режима максимального тягового КПД с силой тяги и скоростью. Если номинальная скорость трактора соответствующая  не выходит