2.2.2. Влияние момента сопротивления качению ведущих колес на продольную устойчивость трактора
При движении трактора в неблагоприятных условиях по «исключительно плохой» дороге момент Мfк, а следовательно, и сила Рfк, сопротивления качению ведущих колес может возрасти так, что касательная сила тяги Рк будет затрачиваться только на преодоление скатывающей силы P и силы сопротивления качению Рf ведущих колес (см. (11)). Силу тяги на крюке Ркр и силу инерции Рj примем равными нулю - равномерное движение без прицепа. Момент сопротивления качению направляющих колес Мfп для надежности расчетов можно также принять также равным нулю.
Схема сил, действующих на трактор в этом случае, приведена на рисунке 5. Уравнение тягового баланса трактора имеет вид:
Pк = Pf + P. (22)
Реакция почвы на направляющие колеса yп в соответствии с (10) определяется выражением:
yп = [GCos·a – GSin·h – Mfк]/L = [GCos·a – GSin·h – Pfкrк]/L =
= yп.с[Cos – (h/a)Sin] – Mfк/L= yп.с[Cos – (h/a)Sin] – Pfкrк/L. (23)
Продольная устойчивость трактора будет сохраняться при выполнении условия (4): yп 0.
Выражение (23) позволяет определить предельное или максимальное теоретически возможное значение касательной силы тяги Рк2, при котором еще будет выполняться условие продольной устойчивости yп = 0. В соответствии с (23) и (22):
yп = [(GCos)a – (GSin)h – Pfкrк]/L =
= [G(aCos – hSin) – (Pк2 – P)rк]/L = 0,
откуда
Pк2 = f2() = G(aCos – hSin)/rк + P. (24)
И это значение касательной силы тяги Pк2 зависит только от угла подъема и обозначается функцией f2().
Соответствующие максимальные значения силы Pf2 и момента Mf2 сопротивления качению с учетом (22):
Pf2 = f2() – P = G(aCos – hSin)/rк; (25)
Mf2 = Pf2rк = G(aCos – hSin). (26)
При = lim: aCos – hSin = 0 и, следовательно,
Pк2 = f2(lim) = Plim = GSinlim, Pf2 = 0 и Mf2 = 0.
Условие продольной устойчивости трактора при движении на подъем по «исключительно плохой» дороге будет выполняться, если максимальная величина касательной силы тяги трактора по двигателю или сила сцепления будут меньше или равны значению функции f1() для этого угла подъема:
Pк1m f2(); P f2(). (27)
Для колесного трактора с задними ведущими колесами сила сцепления равна:
P2 = yк = G/(L – rк)[(L – a)Cos – (h – rк)Sin]. (28)
Для предельного статического угла подъема lim:
Pк2 = f2(lim) = Plim = GSinlim
и условие продольной устойчивости трактора выражается также формулой (21).
При невыполнении этого условия следует определить критический (наибольший) угол подъема к’ при котором продольная устойчивость трактора еще не нарушается yп = 0. Критический угол подъема к’ - это угол подъема, при котором Pк1m = f2() или P = f2().
Величина коэффициента сцепления ведущих колес с почвой зависит от типа движителя и физико-механических свойств почвы. Его величина для тракторов на пневматических шинах изменяется от 0,1...0,3 на обледенелой дороге, до 0,7...0,9 на целине, плотной залежи, асфальтированном шоссе.