5. Тягова динаміка і паливна економічність трактора

5.1. Баланс потужності трактора

Балансом потужності трактора називається рівняння, яке показує як використовується під час роботи потужність дизеля.

В загальному випадку роботи трактора рівняння балансу потужності має вигляд

N_е = N_тр + N + N_f  N_i  N_j + N_г + N_пр + N_ввп + N_w , (5.1)

де N_е - поточне значення потужності дизеля, кВт.

N_тр - втрати потужності в трансмісії при її передачі від дизеля до ведучого колеса (зірочки) трактора, кВт. Величина втрат залежить від числа і типу пар шестерень; типу карданної передачі; типу зчеплення; марки масла, яке використовується для мащення деталей трансмісії;

N - поточне значення втрат на буксування рушіїв, кВт. Величина втрат залежить від розміру шин; конструкції корда шин; тиску в камерах шини; навантаження на ведучі колеса;

N_f - поточне значення втрат потужності на перекочування рушіїв трактора, кВт. Величина втрат залежить від ваги трактора; конструкції і розміру шин; типу корда шини; тиску в камерах шин;

N_i - поточне значення втрат потужності на подолання під´йому, кВт. Якщо трактор рухається вгору то приймається знак “+”, а якщо вниз – ““;

N_j - поточні значення втрат потужності на зміну швидкості руху трактора, кВт. При розгонах трактора приймається знак “+”, а при сповільненнях (зупинках) – ““;

N_г - поточні значення втрат потужності на переміщення

сільськогосподарських знарядь, машини або причепів, кВт;

N_пр - втрати потужності в приводі ВВП, кВт. Числове значення N_пр вказується в паспорті трактора, або визначається експериментально по спеціальним методикам. Наприклад, шляхом випробовувань на гальмівному стенді. Детально ці методики розглядаються у відповідному курсі дисципліни “ЕМТП”;

N_ввп - потужність, яка передається через ВВП іншим механізмам або машинам, кВт. Числове значення N_ввп вказується в технічному паспорті механізма або машини;

N_w - поточне значення втрат потужності на подолання опору повітря, кВт.

Складові правої частини рівняння (5.1) визначаються за залежностями

(5.2)

(5.3)

(5.4)

(5.5)

(5.6)

(5.7)

(5.8)

де N_ен - номінальна потужність дизеля, кВт;

_тр - механічний коефіцієнт корисної дії трансмісії на даній передачі;

- поточне значення буксування рушіїв;

N_к - поточне значення потужності на окружності ведучого колеса

(зірочки), кВт;

P_f - сила опору перекочування рушія, Н.

V_д - дійсна швидкість руху трактора, км/г;

P_і - сила опору під´йому, Н;

P_j - сила опору розгону (зміни швидкості руху), Н;

P_г - сила тяги на гаку, Н;

P_w - сила опору повітря, Н.

Номінальна потужність тракторного дизеля обчислюється за рівнянням

(5.9)

де P_гн1 - номінальна сила тяги на гаку на І-й передачі ІІ-го діапазона, Н;

V_д1 - дійсна швидкість руху трактора на І-й передачі, км/г;

К_п - коефіцієнт можливого перевантаження трактора;

_тр1 – механічний коефіцієнт корисної дії трактора на І-й передачі.

Поточне значення буксування рушіїв колісного трактора визначається за залежністю

(5.10)

а гусеничного трактора –

(5.11)

де _к - динамічний коефіцієнт навантаження ведучих коліс;

G - конструктивна вага трактора, Н.

Сила тяги на гаку дорівнює

Р_г = Р_к – Р_f , (5.12)

де Р_к - дотична сила тяги на окружності ведучого колеса, Н.

Поточне значення потужності на окружності ведучого колеса становить

N_к = N_е – N_тр . (5.13)

При прямолінійному сталому русі трактора по горізонтальній дорозі або полю загальний (повний) коефіцієнт корисної дії трактора визначається за залежністю

(5.14)

а тяговий коефіцієнт корисної дії становить

(5.15)

або

(5.16)

де _f - коефіцієнт корисної дії, який враховує втрати на перекочування рушія;

_ - коефіцієнт корисної дії, який враховує втрати на буксування рушіїв.

Коефіцієнти корисної дії _f та _ визначаються за залежностями

(5.17)

(5.18)

У тому випадку коли ВВП вимкнений

(5.19)

Від величини  та _тяг залежить продуктивність та витрата палива машинно-тракторного агрегату. Величина _тяг характеризує конструктивну досконалість трактора і його завантаження. При більшому значенні _тяг менша годинна витрата палива і більша продуктивність МТА.

Наглядне уявлення про тяговий коефіцієнт корисної дії трактора та про фактори, які на нього впливають, дає графічне зображення балансу потужності у вигляді потенційної тягової характеристики.

Тягові паливно-економічні показники трактора удобніше всього досліджувати за допомогою тягових характеристик: теоритичної і експериментальної ( дослідної ).