7. ТяговЫЕ характеристикИ и тяговЫй расчет трактора
7.1. Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией
Основной характеристикой трактора, отражающей его функциональные свойства и соответствие назначению, является тяговая характеристика, выражающая зависимость тяговой мощности, скорости, удельного расхода топлива, буксования и тягового КПД от тягового усилия на крюке. По существу тяговая характеристика — это построенная в других координатах регуляторная характеристика двигателя, снятая через трансмиссию с учетом взаимодействия движителей с почвой. При снятии этих характеристик последовательно повышают или снижают (от некоторого уровня) нагрузку на двигатель и измеряют показатели работы двигателя и трактора.
Если регуляторную характеристику двигателя перестроить в координатах Ne, ωд=f(MK), то она примет вид тяговой характеристики. Тяговая мощность Nкр, тяговое усилие Ркр и скорость трактора vтp, используемые в качестве координат для построения тяговой характеристики трактора, представляют собой эффективную мощность Ne, крутящий момент Мк и частоту вращения вала двигателя ωд, изображенные в масштабах μN, μМ, μω:
(7.1)
При работе трактора на каждой передаче его тяговая мощность увеличивается по мере роста нагрузки Ркр, начиная от нуля при холостом ходе до максимального значения Nкpмах. Максимальное значение мощности на тяговой характеристике соответствует номинальному режиму работы двигателя. Тяговая характеристика левее точки bформируется регуляторным участком регуляторной характеристики, а правее точки b — корректорным участком регуляторной характеристики двигателя (рис. 7.1).
Рисунок 7.1 - Зависимость тяговой мощности Nкp трактора с четырехступенчатой коробкой передач от силы Ркр
Точка bхарактеризует номинальный режим работы двигателя и соответствующие ему тяговый и скоростной режимы работы трактора. Таким образом, для каждой передачи на зависимости Nкp=f(Ркр) есть только одна точка, которой соответствует максимальное значение Nкp. На одной из передач трактор обладает наибольшим значением Nкp(точка b) по сравнению с другими передачами. При силе Ркрн, соответствующей этим значениям Nкpи ηт, сумма потерь на буксование Nδ и качение Nf минимальная. Как правило, такой передачей должна быть II (у гусеничных тракторов) или III (у колесных тракторов) передача рабочего диапазона, на которой трактор выполняет наиболее энергоемкие операции и занят наибольшее время в году. Огибающая линия на рисунке 7.1, соединяющая точки максимальной мощности по передачам, представляет собой потенциальную тяговую характеристику трактора.
Изменение кривых тяговой мощности на рисунке 7.1 характерно для работы в условиях достаточного сцепления движителей трактора с почвой (типично для гусеничных тракторов).
При повышении буксовании ведущих органов тяговая мощность может начинать снижаться еще до реализации номинальной мощности двигателя. Увеличение тяговой нагрузки приводит в этом случае к значительному падению скорости движения и соответствующему уменьшению тяговой мощности при повышении загрузки двигателя. В этих условиях значение максимальной тяговой мощности располагается ниже потенциальной тяговой характеристики.
Степень использования энергетических возможностей трактора в эксплуатации характеризует площадь заштрихованных на рисунке 7.1 фигур — чем она меньше, тем выше использование энергетических возможностей трактора. Сблизить тяговые характеристики тракторов с ступенчатой и бесступенчатой трансмиссиями можно двумя способами:
- увеличением числа передач. Тогда количество заштрихованных участков будет больше, но площадь каждой из них и их суммарная площадь будет меньше. Этот способ повышения тягово-энергетических свойств трактора иллюстрирован на рисунке 7.1 дополнительной передачей 1а. При увеличении числа передач до бесконечности можно получить бесступенчатую трансмиссию, которая в сочетании с автоматическим регулированием iтр по загрузке обеспечит потенциальную тяговую характеристику;
- пологим изменением зависимости Nкp=f(Pкp) на каждой передаче без изменения числа передач (штриховая линия III передачи на рис. 7.1). Это приведет к более полному использованию мощности. Желаемого изменения кривой тяговой мощности можно достичь увеличением запаса крутящего момента двигателя. Именно поэтому тракторы с двигателями постоянной мощности, как отмечалось ранее, обладают более высокими производительностью и топливной экономичностью по сравнению с тракторами, двигатели которых имеют обычную регулировку по запасу крутящего момента.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.