1.4 Эксплуатационный вес трактора

Эксплуатационный вес трактора определяют из соображений реализации номинального тягового усилия при допустимом буксовании на стерне нормальной влажности. В зависимости от типа движителя и колесной формулы эксплуатационный вес подсчитывают по одному из выражений. Колесная формула 4К2 соответствует колесному трактору с задним ведущим мостом, с управляемыми передними колесами меньшего размера. Формула 4К4а соответствует колесному трактору с двумя ведущими мостами, с управляемыми передними колесами меньшего размера. Формула 4К46 соответствует колесному трактору с. двумя ведущими мостами, с колесами равного размера.

Для гусеничных и колесных тракторов 4К4а, 4К4б

1.3

где _к — коэффициент использования сцепного веса.

Для колесных тракторов 4К2 _к = 0,75—0,80;

для колесных тракторов 4К4а _к = 0,45—0,50;

для колесных тракторов 4К46 _к = 0,55—0,60;

для гусеничных тракторов _к = 0,65—0,70.

Чем больше коэффициент перегрузки по тяге χ_n, тем больше значение _к выбирают. Для нашего трактора-прототипа будем использовать

_к = 0,48

ƒ — коэффициент сопротивления качению принимают для стерни в соответствии с типом движителя, в нашем случае ƒ = 0,17;

1.5 Номинальная мощность двигателя

Номинальную мощность двигателя рассчитывают из необходимости обеспечения заданных тягово-скоростных показателей трактора с учетом запаса мощности по формуле

1.4

где Р_{к max} — максимальная касательная сила тяги на первой передаче, кН;

V_Т1 — теоретическая скорость трактора на первой передаче, м/с;

_тр — механический КПД трансмиссии трактора на первой передаче;

χ_э — коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя, находится в пределах 0,85—0,90. Для гусеничных и колесных тракторов 4К4 несколько выше, чем для колесных 4К2. Для нашего трактора-прототипа принимаем χ_э = 0,9

Максимальную касательную силу тяги определим по формуле

Р_{к max} = Р_{к max} + Р_ƒ 1.5

Р_{к max} = 6900 + 3087 = 9987Н = 9,98кН

где Р_ƒ — сила сопротивления качению (кН), определим по выражению

Р_ƒ = ƒ * Gтр 1.6

Р_ƒ = 0,17 * 18158 = 3087 Н = 3,09кН

Теоретическую скорость на первой передаче определим по формуле:

1.7

2.8м/с

где V₁ — действительная скорость трактора на первой передаче, м/с;

δ_доп — допустимый коэффициент буксования.

Буксование определяют по потере скорости, вызванной смещением несущего основания (почвы) или контактной части колеса (гусеницы) под действием крутящего момента на ведущих колесах в сторону противоположную движению трактора. Коэффициент буксования:

1.8

Буксование, неизбежное для трактора, в значительной степени влияет на его тягово-экономические показатели. Буксование зависит от многих факторов, в частности от типа и состояния почвы (почвенного фона), ее твердости, плотности, влажности, значения касательной силы тяги, вертикальной нагрузки (сцепного веса) на ведущие колеса или гусеницы, типа движителя, числа ведущих колес, типа и состояния протектора, давления воздуха в шинах и др. Работа тракторов с буксованием выше допустимого значения δ_доп не является рациональной и не рекомендуется в эксплуатации. Для нашего случая δ_доп = 0,25

Механический коэффициент полезного действия оценивает потери энергии в трансмиссии трактора. Они возникают вследствие трения в зацеплении шестерен, подшипниках, сальниках, перебалтывания масла, а также учитывают затраты энергии на привод масляных насосов рулевого управления и переключения режимов в коробках с переключением режимов в коробках с переключением без разрыва потока энергии на привод насоса гидронаве,сной системы, компрессора тормозной системы.

Механический КПД определяют по формуле

1.9

_тр = 0,951*0,98*(1–0,05)*0,95 = 0,841

где _ц, _кон — соответственно КПД цилиндрической (0,985—0,99) и конической (0,975—0,98) пар шестерен. Принимаем для нашего расчета: _ц = 0,99, _кон = 0,98;

n_ц, n_кон — соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен, находящихся в зацеплении при включенной первой основной рабочей передаче (определяют по кинематической схеме трактора-прототипа)

ξ — коэффициент, учитывающий потери от вращения валов и шестерен. Для прогретой трансмиссии и при действии крутящего момента, близкого к номинальному, он равен 0,03—0,05, будем считать ξ = 0,04

_гс — КПД, учитывающий затраты энергии на привод насосов гидронавесной системы управления и привод компрессора, _гс = 0,93—0,95, в нашем подсчете будем считать _гс = 0,94

Механический КПД гусеничного трактора дополнительно учитывает потери энергии на трение в ведущем участке гусеничной цепи _г = 0,97—0,98. Меньшее значение имеют тракторы с эластичной подвеской. В нашем подсчете его учитывать не надо.

Подставляя все значения в формулу 1.4, получаем: