Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией. Расчет передаточных чисел трансмиссии трактора, страница 4

k_м=М_mах/М_н.                                      (7.5)

Запас крутящего момента позволяет преодолевать временные повышения сопротивления, возникающие при работе трактора с сельскохозяйственными машинами, без остановки и без перехода на пониженную передачу, вызывающих потерю времени и производительности агрегата.

Рассмотрим правило совмещения лучевой диаграммы трансмиссии и регуляторной характеристики двигателя из условия удовлетворительного преодоления трактором временного повышения тягового сопротивления без перехода на пониженную передачу. При таком совмещении целесообразно обосновать выбор соотношения или зависимости между основными показателями характеристик двигателя и трансмиссии: коэффициентом k_ми знаменателем q_i. Для этого совместим на одном рисунке регуляторную характеристику двигателя и лучевую диаграмму трансмиссии, как показано на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 - Совмещение регуляторной характеристики двигателя и лучевой диаграммы скоростного ряда коробки передач трактора

Проанализируем работу трактора на II передаче, например, при увеличении нагрузки на крюке. Предположим, что вследствие временного повышения тягового сопротивления касательная сила тяги Р_к при работе на II передаче повысилась до значения Р_к1 (рис. 7.3, а). В этом случае луч II передачи продлится до пересечения с горизонтальной линией, проведенной через точку М_mах. В зависимости от запаса крутящего момента двигателя пересечение луча М_к=f(P_к) с линией М_mах может произойти в одной из трех точек: a₁, а₂, а₃ (рис. 7.3, б). Эти точки характеризуют максимальное тяговое усилие, которое может развить трактор на II передаче, исходя из максимального крутящего момента двигателя.

Если пересечение произойдет в точке а_l, то крутящий момент двигателя  будет недостаточен для того, чтобы трактор на II передаче смог развить усилие, соответствующее усилию Р_к1 на I передаче, т.е.  Следовательно, для преодоления временного сопротивления необходимо переключение со II передачи на I. Если двигатель будет обладать достаточно высоким крутящим моментом , то трактор на II передаче сможет (точка а₂) развить касательную силу  и переход на пониженную передачу не потребуется.

Пересечение луча с линией максимального момента в точке а означает, что запас крутящего момента двигателя обеспечивает равенство сил Р_к2-Р_к1 в рассматриваемом режиме работы трактора и двигателя.

Условие совмещения характеристик двигателя и трансмиссии в диапазоне точек а₁-а₂ (рис. 7.3, б) имеет вид:

Р_к2 (при М_к=М_mах)≥Р_к1 (при М_к=М_н).        (7.6)

Это условие означает, что при определенном значении знаменателя геометрической прогрессии q_i двигатель должен развивать на корректорном участке регуляторной характеристики такой момент, чтобы при максимальном его значении М_mах касательная сила Р_к2на II передаче равнялась касательной силе Р_к1на I передаче при номинальном моменте М_н или была бы несколько больше.

С целью упрощения преобразований допустим, что выражение (7.6) является равенством. Из рисунка 7.3, а видно, что

                                        (7.7)

Тангенсы углов α и β можно выразить как:

             

или

              

Из этих равенств имеем

или

Подставив в это выражение вычисленные по формуле (7.7) значения tgα и tgβ, получим

или

        

Таким образом,

q_ik_м=1,    или    q_i=1/k_м.

С учетом неравенства правило совмещения характеристик двигателя и трансмиссии трактора выражают критерием

q_i≥1/k_м                                                 (7.8)

т.е. знаменатель геометрической прогрессии скоростного ряда коробки передач должен быть больше или равен величине, обратно пропорциональной коэффициенту приспособляемости двигателя.

Следует отметить, что временное увеличение тягового сопротивления сельскохозяйственных орудий, как правило, составляет 15-20 % (не более). Поэтому общепринятым считают минимальное значение коэффициента приспособляемости: k_м=1,15-1,20. Предельное же знание знаменателя геометрической прогрессии q_iскоростного ряда коробки передач следует выбирать, исходя из сохранения неравенства (7.8).