книги из ГПНТБ / Лихачев В.С. Испытания тракторов учеб. пособие

этих показателей к стандартным условиям, обеспечивающим ПоЛ^ ную сравнимость результатов испытания. Чтобы можно было сравнить результаты испытаний различных тракторов, проводимых в разное время года и в разных местах, стремятся проводить эти испытания в условиях, сравнимых по влажности почвы (13—22%), ее плотности (характерные почвенные фоны), а также по другим показателям.

К атмосферным условиям, подлежащим определению при тяго­ вых испытаниях, относятся температура воздуха, атмосферное давление, сила и направление ветра. Атмосферные условия ха­ рактеризуются по данным метеорологической станции, располо­ женной в районе испытаний.

Длина зачетного участка между вешками, указывающими начало и конец опыта, зависит от необходимой продолжитель­ ности опыта при движении испытуемого трактора на данной пе­ редаче. Продолжительность опыта, в свою очередь, определяется заданной точностью результатов испытаний, а также степенью совершенства метода испытаний и применяемых при этом при-

Рис. ПО. Схема разбивки участка для тяговых испы­ таний трактора (размеры даны в м)

боров и оборудования. Применение современных динамометри­ ческих лабораторий с устойчивым торможением, с приборами повышенной точности и централизованным управлением позволяет значительно повысить точность испытаний и сократить продол­ жительность опыта. Для испытания сельскохозяйственных трак­ торов с рабочими скоростями до 9 км/ч длина зачетного участка принимается от 100 до 200 м, что соответствует продолжитель­ ности опыта от 1 до 2 мин в зависимости от скорости движения трактора.

Длина подготовительного пути, который трактор должен пройти с заданной нагрузкой перед началом опыта, определяется временем, необходимым для достижения трактором устойчивого рабочего режима при данной нагрузке. Это время обычно состав­ ляет 1—2 мин, а подготовительный путь — до 200 м. Для испы­ таний на низких скоростях подготовительный путь может быть короче.

На рис. 1І0 показан вариант разбивки участка для тяговых испытаний трактора. На осевой линии участка, вдоль которой двигается трактор, кроме вешек по концам зачетного участка и в точках разворота трактора устанавливают промежуточные вешки для ориентации водителя при первом проходе. По обе сто­ роны вешек начала и конца опыта под прямым углом к осевой линии ставят визирные вешки для облегчения визирования мо­ мента прохождения трактором начала и конца зачетного участка

При разбивке участка, кроме осевой линии, необходимо изме­ рить также длинные стороны прямоугольника по крайним визир­ ным вешкам. Если расстояние между этими вешками будет одинаковым, то некоторая неперпендикулярность визирных ли­ ний осевой линии не имеет существенного значения.

Прямой угол при разбивке участка устанавливается с помощью зеркального эккера или геометрическим построением прямо­ угольного треугольника с катетами, равными 3 и 4 м и гипотену­ зой, равной 5 м.

Основные вешки устанавливают высотой 1,9—2,0 м: более вы­ сокие вешки неудобно забивать в землю, более короткие неудобны для наблюдения.

При наличии ровного горизонтального поля с уклоном менее 0,5% и длиной до 1 км, с однородным почвенным фоном зачетные участки длиной по 100 м с промежутками между ними 100 м раз­ бивают на всей длине поля и проводят опыты с уменьшенным числом поворотов и без холостых пробегов.

Чтобы избежать трудоемкого процесса разбивки участка, для работы по вешкам динамометрические лаборатории снабжают путеизмерительным колесом. Последнее по весу и конструкции должно быть таким, чтобы на динамику его работы не влиял микрорельеф поля. Кроме того, колесо должно катиться по уплот­ ненному выровненному следу от колес динамометрической лабо­ ратории. Как показали наблюдения, погрешность в измерении пути путеизмерительными колесами в значительной мере зависит от ровности пути, состояния почвы и скорости поступательного движения. Поэтому к применению путеизмерительного колеса следует относиться со всей внимательностью.§

§ 39. методика СНЯТИЯ тяговой ХАРАКТЕРИСТИКИ

Перед началом тяговых испытаний трактор должен быть про­ грет под нагрузкой в течение 0,5— 1,0 ч.

Тяговую характеристику трактора (см. рис. 10), как всякую характеристику фазовых состояний (в противоположность ха­ рактеристике процесса, которой, например, является индика­ торная диаграмма), снимают в виде ряда опытов при различных установившихся режимах работы. Затем по результатам этих опы­ тов строят график. Характеристики снимают для каждой передачи отдельно, а затем наносят на общий график.

178

При снятии характеристики на данной передаче обычно про­ изводят в среднем 12 опытов (кругов). При каждом опыте про­ изводится по одной ездке в прямом и обратном направлениях с оди­ наковой нагрузкой. Нагрузку повышают ступенчато, начиная от холостого хода трактора и кончая наибольшим тяговым усилием на данной передаче. Один опыт проводят на холостом ходу трак­ тора (без нагрузки на крюке), четыре-пять опытов — с неполной нагрузкой, три-четыре опыта — в области максимальной мощ­ ности и три-четыре опыта — с перегрузкой для выявления макси­ мального тягового усилия.

Максимальное тяговое усилие характеризуется крутым па­ дением кривой скорости в зоне перегрузки, что в процессе динамометрирования оценивают по результатам двух смежных опытов с различной пониженной поступательной скоростью, но с близ­ кими по величине тяговыми усилиями. Соответственно такое же крутое падение в зоне перегрузки имеет кривая тяговой мощности.

Режим опыта при снятии тяговой характеристики может быть задан по нагрузке, устанавливаемой и поддерживаемой в течение опыта по указателю динамографа. При таком методе работы нельзя заранее в процессе методической подготовки испытаний наметить режимы опытов; это делают в процессе снятия характеристики, увеличивая число опытов, если надо выявить максимум кривой мощности.

Процесс снятия тяговой характеристики значительно упро­ щается и ускоряется, если при динамометрировании режим опыта задавать по частоте вращения вала двигателя в соответствии с его регуляторной характеристикой, а нагрузку в течение опыта под­ держивать по условию сохранения постоянной частоты вращения. При таком способе, ориентируясь на регуляторную характери­ стику, построенную по крутящему моменту, можно заранее за­ дать режимы опытов.

При выявлении максимума тяговой мощности в процессе снятия тяговой характеристики по такому способу ориентируются на номинальную частоту вращения вала двигателя, соответ­ ствующую его максимальной мощности, уменьшая интервалы нагрузок между опытами вблизи максимальной мощности. Для снятия тяговой характеристики по этому способу в динамоме­ трической лаборатории устанавливают дистанционный тахометр, приводимый от вала отбора мощности трактора, от вала двига­ теля или от валика топливного насоса двигателя.

Процесс снятия характеристики заключается в следующем: в начале подготовительного участка тракторист по команде опе­ ратора, управляющего динамометрической лабораторией, вклю­ чает заданную передачу и выезжает на линию динамометрирования, стремясь сохранить прямолинейность движения при воз­ можно меньшем пользовании рычагами управления. Одновре­ менно оператор устанавливает заданную для опыта нагрузку и трактор проходит с ней подготовительный путь и зачетную де­

лянку. При выходе трактора на линию визирных вешек в начале зачетного участка оператор включает приборы динамометрической лаборатории. В конце зачетного участка он выключает приборы, при необходимости снимает их показания и подготавливает лабо­ раторию для следующего опыта. При каждом новом опыте трак­ тор должен двигаться по свежей полосе поля.

Для удобства визирования границ зачетного участка из кабины динамометрической лаборатории на стекле кабины сбоку си­ денья оператора наносят визирную линию, а с внешней стороны кабины укрепляют выносной визир. Это повышает точность опыта, а также устраняет необходимость в установке парных визирных вешек на границах зачетного участка.

Когда пользуются загрузочными динамометрическими маши­ нами без централизованного управления приборами, команду начала и конца опыта подает взмахом руки сигнальщик с секун­ домером, стоящий у визирных вешек.

При снятии тяговой характеристики во время опыта на пути динамометрирования измеряют и регистрируют тяговое усилие трактора, продолжительность опыта, расход топлива и число оборотов ведущих колес трактора за опыт. Кроме того, измеряют температуру топлива в измерительном бачке, воды в радиаторе и масла в картере.

По окончании каждой ездки трактора (половины опыта) резуль­ таты измерений заносят в протокол динамометрирования трак­ тора (см. прилож., форма 3). При этом следует сразу по окончании ездки «туда» или «обратно» (за время следующей ездки) подсчи­ тать часовой расход топлива, поступательную скорость и буксо­ вание. Это помогает контролировать достоверность результатов проведенного опыта и правильно наметить режим следующего опыта. Тяговую мощность подсчитывают только после обработки тяговых диаграмм, так как необходимая для этого величина тягового усилия в процессе испытаний в полевых условиях может быть оценена только ориентировочно и для контроля качества опыта использована быть не может. В процессе испытаний оце­ нивают не среднюю величину, а постоянство нагрузки за опыт.

При использовании в динамометрической лаборатории аппа­ ратуры с цифропечатающим устройством или при записи резуль­ татов измерений на осциллограмму протокол испытаний запол­ няют при обработке результатов испытаний, однако все коорди­ наты опыта должны быть занесены в рабочий журнал.

Необходимость обеспечения достоверности и сравнимости ре­ зультатов испытаний, а также своевременного выявления возмож­ ных ошибок и недопустимых погрешностей требует предельного сокращения сроков испытаний, обязательной параллельной с испы­ таниями обработки их результатов и построения графиков не позже, чем через сутки после испытаний.

После снятия тяговых характеристик трактора при работе на данном почвенном фоне на всех передачах рекомендуется

J80

произвести контрольное торможение двигателя и контрольную поверку динамографа.

Для контроля правильности снятия тяговой характеристики анализируют протекание ее огибающих, часто снимают повторно контрольные характеристики на основных рабочих передачах, а также прибегают к построению расчетной тяговой характери­ стики по регуляторной характеристике его двигателя (см. гл. I).

Для подсчета результатов тяговых испытаний пользуются следующими формулами.

1. Средняя скорость поступательного движения трактора за время каждой ездки («туда» или «обратно»)

п— показание счетчика импульсов расходомера за ездку;

181

Плотность топлива определяют экспериментально или по формуле

Pt = Р20 — а ( t — 20),

где р20— плотность топлива при 20° С; а — средняя температурная поправка (берется из таблиц

или находится экспериментально);

t — температура топлива во время опыта.

= І000зЖ р мкг/Дж

или

£кр = 1 0 0 0 А - г/л. с. ч

6. Буксование. Определять буксование экспериментальным путем как потерю скорости чистого качения, т. е. теоретической скорости, весьма сложно, так как теоретическую скорость можно только рассчитать, а для этого необходимо знать не только радиус качения ведущего колеса при данной нагрузке, но и частоту вращения двигателя при этой нагрузке, а она не остается по­ стоянной и изменяется при каждой нагрузке в соответствии со статической характеристикой регулятора.

При экспериментальном определении буксования исходят из числа оборотов ведущих колес трактора на пути динамометрирования s при холостом ходе и при нагрузке, допуская, что при холостом ходе трактора буксование отсутствует, т. е.

182

ГЛАВА V III

ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ТРАКТОРОВ

§ 40. ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ИСПЫТАНИЙ

Эксплуатационно-технологические испытания — это функцио­ нальные испытания с целью оценки эксплуатационных качеств трактора. В процессе испытаний определяются:

технологичность агрегатирования трактора с сельскохозяй­ ственными машинами на типичных для данного трактора операциях (возможность комплектования технологически и энергетически оптимального агрегата, удобство и трудоемкость составления агрегата и переналадки трактора);

энергозатраты на выполнение тракторным агрегатом сельско­ хозяйственных операций (энергооценка тракторных агрегатов — определение тяговогс сопротивления машин в агрегате, нагрузки трактора и его двигателя);

качество выполнения сельскохозяйственных операций на при­ нятых технологических скоростях (агротехническая оценка трак­ торных агрегатов);

производительность при выполнении типичных для данного трактора сельскохозяйственных операций;

топливная экономичность тракторного агрегата (расход то­ плива в кг/га на выполнение технологических операций в целом на чистую работу и на переезды);

приспособленность трактора для работы в различных усло­ виях (проходимость, маневренность, управляемость).

В программу эксплуатационно-технологических испытаний входят: расчет и комплектование агрегатов на типичных для данного трактора сельскохозяйственных операциях; опыты по технологической и агротехнической оценке работы агрегатов; энергетическая оценка агрегатов (динамометрирование); работа тракторных агрегатов в течение нескольких контрольных смен на выполнении сельскохозяйственных операций (с целью оценки производительности, топливной экономичности и других пока­ зателей).

184

Р а с ч е т н о е к о м п л е к т о в а н и е т р а к т о р н ы х а г р е г а т о в выполняют на основании результатов тяговых испытаний и известных тяговых сопротивлений сельскохозяй­ ственных машин. Расчет оформляют в виде таблицы (см. прилож., форма 4).

Результаты расчета должны быть проанализированы в отноше­ нии технологической и энергетической рациональности комплек­ тования агрегата, правильности выбора рабочих скоростей и увязки габаритных размеров трактора с габаритными и кинемати­ ческими размерами агрегатируемой машины. Результаты расчета проверяют экспериментально в процессе опыте в по агрегатиро­

ванию.

Опыты по агрегатированию совмещают с энергооценкой трак­ тора (динамометрированием). Трактор, с которым проводятся опыты, должен предварительно пройти тяговые испытания, а с его двигателя снята регуляторная характеристика. Агрегат должен быть проверен и отрегулирован.

При технической оценке агрегатируемости трактора с сель­ скохозяйственными машинами проверяют удобство сцепки машин с трактором, удобство навески навесных машин, целесообразность конструкции навесных и прицепных устройств, трудоемкость со­ ставления агрегата, удобство и трудоемкость переналадки трак­ тора при смене машин или при переходе на выполнение другой технологической операции (изменение дорожного просвета, ко­ леи, балластировки и др.).

Проходимость по грязи, песку снегу, через препятствия и броды проверяется специальными опытами с загруженным трак­ торным прицепом по специальным программам и методическим разработкам, в основе которых лежит объективность и полноцен­ ность полученных характеристик.

Основным показателем маневренности трактора является его минимальный радиус поворота при орудиях, находящихся в транс­ портном положении. Его определяют при технической экспертизе

(см. § 49).

Оценка передач заднего хода производится по удобству мане­

не более 0,5%; опыты проводят с ездками «туда» и «обратно», чтобы не вносить систематическую погрешность в результаты динамометрирования за счет изменения сопротивления самопе­ редвижению агрегата на подъеме. Если поле имеет переменный рельеф, его предварительно «эталонируют» с тем, чтобы правильно выбирать участки для динамометрирования и при необходимости учитывать систематическую погрешность измерения тягового сопротивления машин.

Опыты по агрегатированию и энергооценке тракторных агре­ гатов проводят на участках длиною 50—100 м- Количество опытов

13

должно быть не менее 3—5 для повышения точности резуль­ татов, так как тяговое сопротивление агрегата, как и результаты агротехнической оценки, имеют характер стационарного случай­ ного процесса или случайного ряда величин, причем не обладаю­ щего или не всегда обладающего свойством эргодичности 1.

При опытах по агротехнической оценке качества работы трак­ торного агрегата и по энергооценке должно быть проведено определение условий испытаний по следующим показателям: метеорологические условия (по данным местной метеостанции), вид поля, тип почвы, влажность почвы (в процентах в слоях че­ рез 5 см на глубину обработки), средняя плотность почвы (в слоях через 5 см на глубину обработки), структура почвы, рельеф поля, предшественники, урожайность, травяной покров, засо­ ренность и др. Перечисленные показатели определяют по обще­ принятым методикам оценки условий испытаний сельскохозяй­ ственных машин, изложенных в специальных руководствах и отраслевых нормалях.

При агротехнической оценке качества работы тракторного агрегата определяют: устойчивость хода рабочих органов машин, ширину захвата агрегата, прямолинейность движения агрегата, путь заглубления и выглубления рабочих органов машин, про­ ходимость агрегата в междурядьях (по абрису и защитней зоне), повреждаемость растений, глубину колеи и степень уплотнения почвы колесами или гусеницами испытуемого трактора.

Устойчивость хода рабочих органов машин определяется в зависимости от типа машин по колебанию глубины обработки, по глубине заделки семян, по равномерности высоты среза и т. п.

Устойчивость прямолинейного движения агрегата оценивают по отклонению агрегата от прямой линии на длине 100 м без использования органов управления и по частоте пользования органами управления для обеспечения прямолинейности движе­ ния на длине 100 м. При этом должны быть тщательно отрегули­ рованы механизмы управления трактором, натяжение гусениц, давление воздуха в шинах. Опыты проводят при холостом ходе агрегата, в транспортном положении и при работе агрегата в бо­ розде.

1 Случайным процессом называют процесс, в котором значения измеряемой величины в каждый новый момент времени являются случайными. Частота по­ явления этих значений подчинена некоторому закону распределения случайных величин.

Стационарным случайным процессом называют процесс, в котором его ве­ роятностные характеристики (закон распределения, математическое ожидание, дисперсия) не изменяются с течением времени.

Эргодическим стационарным случайным процессом называют строго ста­ ционарный процесс, в котором вероятностные характеристики совокупности коротких опытов равны характеристикам одного длительного опыта. Для та­ кого процесса нет необходимости выполнять серию коротких опытов, распре­ деленных по площади, достаточно выполнить один опыт с длительностью, обес­ печивающей заданную точность,

186