Проаналізувати отримані значення сил, які діють на трактор. Визначити для всіх варіантів значення .

При достатньому зчепленні, коли виконується умова приймаємо . Якщо на визначеній передачі дотична сила більша від тобто , в цьому випадку приймають = або переходять на більш високі передачі, якщо дозволяють умови агротехніки.

2.3.Визначення балансу потужності та його складових

Баланс потужності трактора описується таким рівнянням:

, (2.9)

де - ефективна потужність двигуна трактора, кВт;

- тягова потужність трактора, кВт;

- втрати потужності в трансмісії, кВт;

- втрати потужності на буксування, кВт;

- втрати потужності на переміщення, кВт;

- втрати потужності на підйом, кВт;

- потужність, яка реалізується через ВВП, кВт.

Рівняння балансу потужності трактора використовують в двох випадках: для раціонального комплектування агрегату і аналізу складу існуючого агрегату. В першому випадку приймають , тобто рівним номінальному значенню. В другому – приймають розрахункове або дослідне значення , а фактичну ефективну потужність визначають.

В даній роботі приймається за умови достатнього зчеплення, а визначається за формулою 2.9.

За умови недостатнього зчеплення ефективну потужність двигуна можна визначити за залежністю:

, кВт, (2.10)

де - коефіцієнт використання тягового зусилля приймають в межах 0,75-0,85

Втрати потужності на тертя в трансмісії визначаються із залежності:

, кВт. (2.11)

Затрати потужності на буксування розраховуються за формулою:

, кВт, (2.12)

де - коефіцієнт буксування рушіїв трактора, %.

Коефіцієнт буксування для практичних розрахунків можна визначити із емпіричних залежностей, наведених в таблиці 2.5. Для практичного користування обмежується: для тракторів 4К2 – 16%, 4К4 – 14%, гусеничних – 3 %.

Потужність, яка витрачається на кочення трактора, визначається за формулою:

, кВт. (2.13)

де - робоча швидкість трактора, км/год.:

, км/год. (2.14)

Потужність, яка витрачається на підйом трактора:

, кВт. (2.15)

Витрата потужності, що передається через ВВП, залежить від машини, яка агрегатується з трактором.

2.4. Визначення повного та умовного ккд трактора для заданого коефіцієнта завантаження двигуна

Оцінка роботи трактора визначається:

• повним ККД:

, (2.16)

• тяговим ККД:

, (2.17)

• умовним тяговим ККД

. (2.18)

Одержані розрахункові величини заносяться до таблиці 2.6 і робляться відповідні висновки.

Після розрахунків необхідно провести тягові випробування наявного трактора і порівняти розрахункові та експериментальні результати.

2.5. Тягові випробування тракторів

Тягові властивості тракторів визначають при проведенні тягових випробувань, в результаті яких будують відповідні ха­рактеристики.

Тяговою характеристикою трактора називається графік, який являє собою ряд параметрів, що характеризують роботу трактора залежно від завантаження його в межах від холостого ходу до повної зупинки.

Тягова характеристика має такі основні параметри: а) тягове зусилля (Р_гак), кН; б) швидкість руху (V_р), км/год.; в) тягова потужність (N_гак), кВт/г) годинна витрата палива (Q), кг) питома витрата палива (g_гак), г/(кВт·год.); е) буксування (δ), %; є) характеристика грунту і його стан.

Інколи на тяговій характеристиці трактора додатково нано­сять частоти обертання колінчастого вала залежно від тягового зусилля.

Тягові характеристики дають змогу судити про тягові й еко­номічні показники тракторів.

Визначають тягові характеристики експериментально прове­денням динамометрування на кожній передачі трактора під час сталої роботи згідно з ГОСТ 7057-73. Характеристики, зняті на всіх передачах трактора і під час роботи в різних ґрунтових умовах, можна використати для аналізу тягових показників трактора, коли ведуть експлуатаційні розрахунки.

Тягові характеристики, зняті на різних грунтах, дають змогу доцільніше використовувати трактори, правильно укомплектову­вати агрегати, вибирати для роботи ту або іншу передачу і за­безпечувати таким чином високопродуктивну роботу машинно-тракторних агрегатів.

Для проведення тягових випробувань тракторів треба мати такий мінімальний комплект приладів та обладнання: 1) динамометричний завантажувальний візок; 2) тяговий динамометр (ди­намограф) або роботомір для вимірювання тягового зусилля трактора; 3) обертальний динамограф для випробувань тракторних агрегатів з начіпними машинами; 4) бачок для вимі­рювання витрати палива протягом експерименту; 5) секундомір; 6) лічильник для вимірювання частоти обертання ведучих коліс трактора; 7) тахометр для вимірювання частоти обертання колін­частого вала двигуна; 8) термометри; 9) щільномір для оцінки щільності грунту; 10) ґрунтовий бур для взяття проб грунту ка вологість, металеві банки, ящик-термос для банок з пробами; II) землемірну стрічку або металеву рулетку на 20 м; 12) екер дзеркальний; 13) віхи й дерев'яний молоток для розбивки ділянки поля; 14) екліметр для вимірювання кута схилу поля.

Тягові випробування трактора проводять у такій послідовності.

Вибирають рівну ділянку поля довжиною 400 м. На лінії АВ (рис. 2.3) посередині ділянки виділяють частину її завдовжки 200 м, на якій через кожні 20 м забивають одинадцять кілочків.

Рис. 2.3. Схема розмітки поля для випробування тракторів

Проти кілочків 0 і 10 ставлять вішки С, D, Е, і F.

На відстані 100 м від ліній СЕ і DF плугом проорюють бо­розни ab і cd, які показують момент включення і виключення ди­намометричного завантажувального візка. Якщо візка немає, для цього можна використовувати плуг, дискові знаряддя, мета­леві листи з вантажем або завантажувати трактор, що випробовується, іншим трактором.

Вибрана ділянка поля для випробувань має бути однорідна за питомим опором грунту. Залежно від мети випробування ділянку вибирають безпосередньо на стерні, перелозі, зораному полі тощо. Крім того, ділянка для випробування повинна бути по мож­ливості горизонтальна. Якщо вона має схил або підйом, треба внести поправку для сили тяги трактора.

Під час випробування трактор повинен бути в робочому стані, тобто повністю заправлений паливом, маслом, водою і забезпечений робочим інструментом. Перед початком випробування двигун треба прогріти до нормального температурного режиму. Під час тягових випробувань проводять не менш як дванадцять окремих дослідів, вимірюючи параметри при різному навантаженні трактора. Це дає змогу виявити найбільшу потужність трактора, максимальне тягове зусилля і витрату палива при навантаженні на 25, 50, 75 і на 100 %, а також на холостому ходу трактора.

Кожний дослід проводять двічі (у прямому й зворотному на­прямах).

Тягове зусилля (Р_гак) визначають за допомогою динамометра, встановленого між причіпним пристроєм трактора і навантажу­вальним знаряддям.

Динамометри бувають самописні, що мають пишучий механізм, показуючі і роботоміри.

Випробування проводять у такій послідовності: під час руху трактора, наприклад, зліва направо, в напрямі від А до В плуг установлюють на задану глибину (якщо завантажують трактор плугом).

Коли трактор пройде вішки а і b і зрівняється з вішками С і Е, подають умовний сигнал, за яким включають одночасно секундомір, самописний прилад динамометра, лічильники частоти обертання ведучих коліс і спеціальний мірний бачок, з якого двигун живиться паливом. Через 200 м, коли трактор пройде біля вішок С і D, після подачі сигналу всі прилади виключають, їхні покази записують у спеціальні таблиці, і трактор продов­жує рухатись до кінця ділянки, а потім, розвернувшись, без зміни глибини оранки рухається в зворотному напрямі, тобто справа наліво. При кожному півдосліді вимірюють глибину оранки у точках, позначених кілочками.

Тривалість досліду (Т) вимірюють секундоміром, а швидкість руху трактора визначають за формулою

, (2.19)

де V_р - робоча швидкість трактора, км/год.;

S - шлях, пройдений за час досліду, м;

Т - тривалість досліду, с.

Частоту обертання ведучих коліс (зірочок) за час досліду ви­значають за показами лічильників або безпосереднім підрахунком. Знаючи Р_гак і V_р, можна визначити тягову потужність в кВт:

(2.20)

Буксування трактора за час досліду

(2.21)

Частоту обертання колінчастого вала двигуна за хвилину обчислюють множенням середньої частоти обертання ведучих органів на передаточне число трансмісії, тобто:

, (2.22)

де n_д - частота обертання колінчастого вала двигуна, хв^-1;

п_в.o. - середня частота обертання ведучого органу на шляху досліду, хв^-1;

Т - тривалість досліду, с.

Витрату палива за час досліду визначають за різницею пока­зів мірного бачка. Витрата палива за годину розраховують за формулою:

, (2.23)

де Q - годинна витрата палива, кг/год.;

Q_д - маса витраченого палива за час досліду, г;

Т - тривалість досліду, с.

Питома витрата палива в г/(кВт·год.)

. (2.24)

Таблиця 2.1

Вихідні дані для визначення експлуатаційних показників трактора

№	Марка трактора	Вихідні дані та їх значення
		, кВт	, об/хв.	, кН	, км/год.	, км/год.	, м	, м	Фон	Клас грунту
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	ВТЗ-2027	18,4	2000	20,0	1-6,4	3-9,4	0,400	0,216	4;3	4	0
2	ВТЗ-2027					2-8,1			4;5	4	1
3	ВТЗ-2048А	36,8	2000	26,4	1-6,9	3-8,22	0,483	0,262	4;5	4	2
4	ВТЗ-2048А				2-8,2	3-9,69			5;3	4	3
5	ЮМЗ-8040.2	44,2	2200	40,1	4-5,3	6-7,6	0,483	0,305	3;5	5	4
6	ЮМЗ-8040.2				5-6,8	7-9,0			5;6	5	5
7	МТЗ-80	58,9	2200	31,5	3-7,2	5-10,5	0,183	0,305	5;4	5	1
8	МТЗ-80				4-8,9	6-12,3			3;4	5	2
9	МТЗ-82	58,9	2200	33,5	3-7,24	5-10,5	0,483	0,305	4;5	6	3
10	МТЗ-82				4-8,9	6-12,3			3;5	6	4
11	Беларус 592	77,2	2200	40,0	10-6,13	16-11,8	0,483	0,305	4;5	4	5
12	Беларус 592				11-7,46	15-9,79			3;5	6	0
13	МТЗ-8240	51,5	1800	43,4	4-5,63	6-7,81	0,326	-	4;5	1	1
14	МТЗ-8240				3-4,58	7-9,59			4;5	3	2
15	ДТ-75М	66,2	1750	66,5	3-5,26	7-8,94	0,335	-	3;5	4	3
16	ДТ-75М				2-4,73	6-7,25			5;4	6	4
17	Т-150К-09	121,3	2100	80,0	15-5,2	1-8,53	0,305	0,395	3;4	5	5
18	Т-150К-09				14-4,58	2-10,08			3;5	4	0
19	Т-150К-09				15-5,2	2-10,08			3;5	7	1
20	Т-150К-09				14-4,68	1-8,53			3;4	6	2
21	Т-150-05	110,4	2000	81,1	4-3,73	8-10,62	0,382		3;4	5	3
22	Т-150-05				5-7,65	7-9,72			3;5	7	4
23	Т-150-05				4-3,73	9-11,44			3;4	8	5
24	Т-150-05				3-3,41	10-12,9			3;5	9	2
25	К-701	221	1900	131	3-5,09	5-10,33	0,382	0,580	3;4	5	3
26	К-701				4-8,57	8-11,47			3;5	8	4

Таблиця 2.2

Коефіцієнт зчеплення ведучого апарата з грунтом для різних фонів

Коефіцієнт зчеплення ведучого апарата з грунтом -
Машини	Фони
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Колісні трактори	0,70	0,65	0,58	0,50	0,45	0,40	0,25	0,20	0,30
Гусеничні трактори	1,00	0,88	0,78	0,70	0,64	0,60	0,50	0,45	0,40
Автомобілі	0,50	0,46	0,40	0,33	0,27	0,20	0,08	0,09	0,25
Примітка: значення дано для 1 класу ґрунту. Для інших класів ґрунту збільшується на 0,02* кл. грунту.

Примітка: фони: 1 – грунтова дорога; 2 – цілина, луки;

3 – стерня; 4 – поле, підготовлене під посів;

5 – закультивоване поле; 6 – зоране поле;

7– глибокий сніг; 8 – болото; 9 – пісок

Фони 7, 8 і 9 не залежать від класу грунтів

Питомий опір плуга (кН/м²) в залежності від класу грунту:

1 – 30…36; 2 – 37…41; 3 – 42…47;

4 – 48…53; 5 – 54…59; 6 – 60…65;

7 – 66…71; 8 – 71…79; 9 – 80…86.

Таблиця 2.3

Значення коефіцієнта прогинання шин для фонів λ

1 – 0,70	2 – 0,72	3 – 0,75	4 – 0,80	5 – 0,82
6 – 0,84	7 – 0,85	8 – 0,86	9 – 0,83

Таблиця 2.4

Значення коефіцієнтів опору коченню

Коефіцієнти опору коченню – ( )
Машини	Ф о н и
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Колісні трактори	0,05	0,07	0,09	0,12	0,15	0,18	0,25	0,27	0,30
Гусеничні трактори	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,13	0,20	0,23	0,20
С.г. машини	0,07	0,09	0,11	0,14	0,17	0,20	-	-	-
Автомобілі	0,05	0,08	0,11	0,15	0,22	0,30	0,35	0,40	0,38
Примітка: значення дано для 1 класу грунтів. Для інших класів ґрунту зменшується на 0,002*кл. грунту

Таблиця 2.5

Значення коефіцієнтів буксування

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Колісні	5,1	5,4	6,7	8,1	9,6	11,7	15,8	24,4	40,6	68,2
Гусеничні	0,5	0,8	1,1	1,5	2,4	3,1	5,1	10,3	21,3	41,6

Таблиця 2.6

Експлуатаційні показники трактора (марка) під час роботи на різних агрофонах та на двох заданих передачах

Показники	Значення показників на передачах для
	передача		передача
	Фон 1	Фон 2	Фон 1	Фон 2
, км/год.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

РОЗРАХУНОК МАШИННИХ АГРЕГАТІВ АНАЛІТИЧНИМ МЕТОДОМ ТА З ВИКОРИСТАННЯМ ТЯГОВОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА

Мета роботи – засвоїти методику розрахунку машинних агрегатів аналітичним методом та за допомогою тягової характеристики трактора.

Вихідні дані для виконання роботи наведені в таблиці 3.1.