Работа тракторных движителей. Физико-механические свойства почвы и пневматической шины. Общие сведения о почве, страница 9

Экспериментальное определение буксования движителей трактора заключается сопоставлении на мерном участке поля суммарного числа оборотов ведущих колес при движении трактора на холостом ходу п_к.х и под нагрузкой п_к. Нагрузка на крюке задается ступенчато от минимальной до максимальной, при которй происходит интенсивное буксование колес.

Так как путь во всех случаях одинаковый, буксование определяется из соотношения суммарных чисел оборотов ведущих колес при движении трактора без нагрузки и с нагрузкой на крюке, т.е.

δ=(1-n_к.х/n_к)100%.

Число оборотов ведущих колес измеряют в процессе тяговых испытаний, регламентируемых ГОСТ 7057—81. Так как путь, пройденный трактором в каждом опыте, может быть разным, то формула для определения буксования имеет вид

                                (4.14)

где п'_к.х, п'_к.х - суммарное число оборотов соответственно левого и правого ведущих колес трактора при движении без нагрузки на пути S_к.х; п'_к, п"_к - суммарное число оборотов соответственно левого и правого ведущих колес на пути S_Kпри движении трактора под нагрузкой.

Следует отметить, что этот метод определения буксования, принятый в качестве стандартного, некорректен. В нем не учитывается буксование ведущих колес при движении без нагрузки и изменение радиуса ведущих колес от нагрузки на крюке трактора. Однако погрешность принятых допущений мала, поэтому при эксплуатационной оценке трактора ею пренебрегают.

Буксование ведущих колес трактора изображают графически в зависимости от тягового усилия на крюке Р_кр. Эту зависимость считают одной из основных характеристик, определяющих степень соответствия трактора своему функциональному назначению.

На рисунке 4.5 приведены характеристики буксования трактора с разными движителями и колесной формулой на разных сельскохозяйственных фонах.

Рисунок 4.5 - Зависимость буксования от силы тяги на крюке трактора: а - движение по стерне: 1 - колесная формула 4К2; 2 - колесная формула 4К4; 3 - гусеничный трактор; б - колесная формула 4К4: 1 - на стерне; 2 - на поле, подготовленном под посев.

Увеличение диаметра ведущего колеса и снижение давления в шинах сопровождаются улучшением тягово-сцепных показателей трактора.

4.3.4. Коэффициент полезного действия ведущего колеса

Степень совершенства ведущего колеса характеризуется коэффициентом полезного действия.

В общем случае качения эластичного колеса по деформируемой поверхности (почве) примем следующие допущения: колесо движется равномерно по горизонтальному участку пути; сопротивление воздуха отсутствует.

Схема реакций, внешних сил и моментов, действующих на ведущее колесо, изображена на рисунке 4.4 со следующими обозначениями: М_Вед - крутящий момент на ведущем колесе; Р_кр - сила сопротивления остова ; G_н- нормальная нагрузка от корпуса машины с учетом веса  колеса; Х_к - горизонтальная составляющая реакции почвы; Y_K— вертикальная составляющая реакции почвы. Тогда КПД ведущего колеса

η_к=N_T/N_K,

где N_T - мощность, передаваемая колесом корпусу машины; N_K — мощность, подводимая к ведущему колесу.

Подставив в эту формулу выражения N_T=X_KV_Kи N_K=М_ведω_к, получим

                                      (4.15)

где ω_к - угловая скорость вращения ведущего колеса.

После преобразований .

Отношение P_кр/P_кпредставляет КПД качения колеса η_кf, а отношение v_K/v_T — КПД буксования η_кδ. Тогда КПД ведущего колеса

η_к=η_кδη_кf.                                             (4.16)

Составляющая η_кf учитывает гистерезисные потери и потери от трения упругого проскальзывания, возникающие вследствие деформации пневматической шины.

Раздельная оценка η_кδ и η_кfусловна, так как они зависимы. С увеличением буксования δ растет и f_к, поскольку увеличивается глубина колеи. С уменьшением плотности почвы, по которой движется колесо эта зависимость усиливается.