2. Баланс мощности машинно-тракторного агрегата.

Балансом мощности МТАназывается распределение эффективной мощности двигателя по отдельным видам сопротивлений. Для установившегося движения и с учётом работы движителя трактора в условиях достаточного сцепления он выражается уравнением

N_ен – N_нсц – N_нз = N_е = N_кр + N_{е вом}+ N_f ± N_α +N_δ +N_т

где: N_нсц–доля мощности двигателя, не реализуемая по условию сцепления, кВт;

N_нз–доля мощности двигателя, не реализуемая по условию загрузки, кВт;

N_е– эффективная мощность двигателя при данной нагрузке, кВт;

N_кр– мощность, затрачиваемая на преодоление тяговых сопротивлений агрегатируемых с трактором с.х. машин, или тяговая мощность, кВт;

N_{е вом}– мощность, затрачиваемая двигателем на привод механизмов , присоединённых к ВОМ с учётом потерь в приводе (тягово-приводные агрегаты).

N_f– потери мощности на самопередвижение трактора, кВт;

N_α – потери мощности на преодоление подъёма, кВт;

N_δ – потери мощности на буксование движителей, кВт;

N_т - потери мощности в трансмиссии, кВт.

Конечной целью применения баланса мощности в эксплуатационных расчётах является определение величины запаса мощности двигателя трактора, который расходуется на преодоление тягового сопротивления рабочих машин и привод их активных рабочих органов.

Баланс мощности не остается постоянным, он изменяется вследствие износа некоторых деталей и узлов, нарушения регулировок, перемены условий использования трактора. Для эффективной эксплуатации МТП необходимо знать закономерности изменения составляющих баланса мощности тракторов.

Мощность N_т , расходуется в трансмиссии на преодоление трения между зубьями шестерен и в подшипниках КПП, в главной и конечной передачах, между звездочкой и гусеничной лентой и в шарнирах ее ведущего участка. Она тем выше, чем ниже качество обработки шестерён, сильнее их износ и хуже смазка или регулировка зацепления. Количественное значение этой мощности можно определить по зависимости

N_т = N_е (1-η_мг), кВт

где η_мг - КПД механической трансмиссии, с достаточной точностью для эксплуатационных расчётов можно определить по зависимости

η_мг= η^а_цил η^б_кон η_дв,

где η_цил иη_кон – соответственно КПД цилиндрической и конической пары шестерён;

аиб – соответственно число пар цилиндрических и конических шестерён, находящихся в зацеплении на данной передаче;

η_дв - КПД движителя.

Буксование происходит в тех случаях, когда ходовая часть трактора при перемещении по почве проскальзывает по ней из-за недостаточного сцепления или же частицы и слои почвы сдвигаются вместе с движителями в сторону, противоположную направлению движения.

Мощность N_δ ,затрачиваемая на буксование, зависит от физико – механических свойств почвы, конструкции и состояния ведущего механизма ходовой части трактора, скорости движения, сцепного веса и нагрузки на его крюке. Она может быть определена

N_δ = N_ен η_мг δ = N_ен η_мг(1 - ή_δ), кВт,

где δ – буксование, %.

Мощность N_α , расходуемая на преодоление подъема, зависит от величины угла склонаα, массы трактораG_три скорости движенияV_р, т.е.

N_α = G_тр sinα V_р = Р_α V_р, кВт

Мощность N_f , расходуемая на перекатывание трактора, зависит от его массы, конструкции ходовой части, типа и состояния почвы, величины уклона местности и скорости движения. Она включает потери на деформацию почвы с образованием колеи, учитываемые коэффициентом сопротивления передвижению (f_тр) и определяется по зависимости:

N_f = G_тр f_тр cosα V_р = Р_f V_р, кВт

Мощность N_{е вом} , затрачиваемая двигателем на привод механизмов рабочих машин, определяется

N_{е вом} = N_вом + N_{вом тр} = N_вом /η_вом ,

где N_{вом тр}– потери мощности в приводе ВОМ, учитываемые к.п.д. ВОМη_вом, равным 0,95.

Как уже отмечалось ранее, конечной целью применения баланса мощности в эксплуатационных расчётах является определение величины запаса мощности двигателя трактора, который расходуется на преодоление тягового сопротивления рабочих машин и привод их активных рабочих органов.

Величина запаса тяговой мощности N_кр и мощности на привод через ВОМ N_вом , может быть определена из уравнения баланса мощности

N_кр + N_{е вом} =N_е - ( N_f± N_α +N_δ +N_т ), кВт

Или по тяговому усилию и скорости движения (м/с);

N

N_ен

_кр = Р_кр V_р, кВт

N, кВт

График баланса мощности трактора

При построении графика по оси абсцисс строится в масштабе шкала V_р действительных рабочих скоростей движения трактора на заданных передачах одного фона поля. По оси ординат откладываются составляющие баланса мощности в одном масштабе. Шкала ординат разбивается от 0 до величины, равнойN_ен·. Сверху отN_ен откладывается пораздельно суммаN_f ,+N_δ + N_т соответственно каждой передаче.

В низшей части откладывается N_α +(N_нсц )соответственно каждой передаче.