Мощностной баланс трактора представляет собой уравнение, показывающее, как расходуется во время работы мощность, развиваемая тракторным двигателем. Так как мощность двигателя должна быть равна сумме мощностей, затрачиваемых на преодолевание различных сопротивлений, возникающих при движении, то в общем случае уравнение мощност-ного баланса имеет следующий вид:
+^BOM+^r+^rco«, (61)
где No — затраты мощности на обслуживание систем трактора и улучшение условий труда водителя; #тр — мощность, затрачиваемая иа преодоление трения (механические потерн) в механизмах трансмиссии трактора, передающих вращение от коленчатого вала двигателя ведущим органам; N а—затраты мощности на буксование ведущих органов; Nf — затраты мощности на качение трактора; Ni — затраты мощности на преодоление подъемов; УУ/ — затра* ты мощности на изменение скорости движения тракторного агрегата; М<Р — тяговая мощность, затрачиваемая на перемещение рабочих машин и транспортных тележек, прицепляемых к крюку трактора илн буксируемых иным способом; ЛГпр — затраты мощности иа преодоление трения (механические потерн) в приводе вала отбора мощности; #вом — затраты мощности на вращение механизмов, присоединяемых к валу отбора мощности; NT — мощность, израсходованная в приводе гидросистемы отбора мощности активных рабочих органов сельскохозяйственных машин; Ntco*— затраты мощности на вращение гндрофицированных рабочих органов сельскохозяйственных машин.
Мощности Ni и Nj вводят в формулу с разными знаками в зависимости от того, движется ли трактор на подъем или под уклон, ускоренно или замедленно. При подъеме и разгоне перед этими мощностями ставят знак плюс, при спуске и замедлении— знак минус. При установившемся движении на горизонтальной дороге мощности Ni и N,- равны нулю.
Общий КПД трактора при установившемся движении на го­ризонтальном участке
П= (^кр+^ВОМ+^г.сом)/^-
При стационарной работе
я=л„Р.
где т|Пр — КПД привода вала отбора мощности, гидросистемы отбора мощности илн шкива в зависимости от того, какой из этих механизмов действует в данном случае. Тяговый КПД трактора при тех же условиях движения
TW - 'VkpW- (^nP4-VB0M+^r+^rC0M)J.
При работе трактора без использования вала и гидросистемы отбора мощности
Тяговый КПД трактора можно представить в следующем виде:
Пт.г=ПгРЛвЛ/. (52)
где т|Тр— КПД. учитывающий механические потери в трансмиссии; Tie— КПД, учитывающий потери на буксование ведущих колес; г)/ —КПД, учитывающий потери на качение трактора.
Каждый из перечисленных коэффициентов можно определить в процессе опыта или расчета. Коэффициент т)Тр можно определить в лаборатории, оборудованной специальными испытательными стендами, или непосредственно во время работы трактора в поле. Чтобы найти его значение в полевых условиях, нужно одновременно замерять крутящий момент Мк двигателя н ведущий момент Л1вед с помощью ротационных динамографов, один из которых устанавливают между двигателем и коробкой передач, а остальные — на ведущих колесах. Искомое значение
Ър^Мад/ДО^р),
где jTp — передаточное число трансмиссии во время опытов.
Рассчитывают коэффициент г)тр по формуле (13).
Коэффициент т|0 определяют из выражения т^в = 1—б. Для этого необходимо знать коэффициент 6 буксования ведущих колес в заданных условиях работы. Экспериментально его можно установить по рассмотренному выше методу. Рассчитать коэффициент б можно только ориентировочно по тем или иным эмпирическим формулам. КПД, учитывающий потери на качение трактора,
Для нахождения гц опытным методом необходимо замерять одновременно силы Рк и РКр. Первую из них определяют по ведущему моменту, который замеряют ротационные динамографы, установленные на соответствующих валах. Значение второй силы записывает тяговый динамограф, размещенный между трактором и загрузочным устройством, создающим тяговое сопротивление. Применяя электрическое суммирование показаний ротационных и тягового динамографов, можно по ленте измерительного прибора записать с достаточной точностью итоговые значения сопротивления качению.
При расчетном методе определения сопротивления качению используют уравнение Pf=fu, а входящий в это уравнение коэффициент сопротивления качению f выбирают по справочным данным в соответствии с типом трактора и заданными почвенными условиями.
Расчеты и опыты по опре­делению тягового КПД трактора и его составляющих проводят применительно к установившейся работе на горизонтальном участке, когда тяговое сопротивление приложено к прицепному крюку и направлено параллельно поверхности пути, а вал отбора мощности не использован. 
Для наглядного представления о тяговом КПД и влияющих на него факторах изобразим мощностной баланс трактора графически (рис. 54). Примем, что трактор имеет бесступенчатую трансмиссию, которая позволяет всегда загружать двигатель на номинальную мощность благодаря автоматическому изменению скорости движения в соответствии с изменением тяговой нагрузки.
На оси абсцисс графика отложим значения Ркр тяговых усилий на крюке. Проведем штрихпунктирной линией две вспомогательные кривые, необходимые для дальнейших построений,— буксования б и коэффициента f сопротивления качению. Для этого используем опытные или справочные данные, соответствующие рассматриваемому типу трактора и выбранному почвенному фону.
По оси ординат отложим отрезок, изображающий в выбранном масштабе номинальную мощность NH двигателя, через его вершину проведем прямую, параллельную оси абсцисс. Согласно принятому условию о сохранении постоянной загрузки двигателя, считаем, что затраты мощности #тр на механические потери в трансмиссии постоянны и равны Л'и(1—т\Тр) независимо от того, с какой силой тяги на крюке работает трактор. Отложим вниз от прямой NH отрезок, изображающий в принятом масштабе величину JVTP, и через его конец проведем вторую прямую, параллельную оси абсцисс. Участок на графике мощностного баланса между обеими параллельными прямыми (он заштрихован вертикальными линиями) адекватен затратам мощности в трансмиссии.
Разность отрезков NH и NB(l—т)1Р) соответствует мощности NKt передаваемой ведущим органам.
Часть мощности NK затрачивается на буксование ведущих органов. Значение затрачиваемой мощности Nt пропорционально коэффициенту буксования и определяется по формуле

Используя вспомогательную кривую буксования б, определим значения ЛГ0 для ряда точек и отложим их в виде соответствующих отрезков вниз по вертикали. Соединив затем концы отрезков кривой, получим второй участок (он заштрихован наклонными линиями), ординаты которого на графике мощностно-го баланса соответствуют затратам мощности на буксование.
Прежде чем перейти к изображению затрат мощности на качение, построим кривую теоретических скоростей трактора, отражающую зависимость теоретической скорости движения итот нагрузки на крюке. Так как развиваемая ведущими органами мощность Лгкр= КНРк^т, то
vr=\G*NK/PK=\WNK/(PKP+fG).
По этой формуле на графике построена кривая ат=/(Ркр). Она нанесена сплошной тонкой линией.
Мощность, затрачиваемая на качение трактора,
Nf =* 10"3 Pfv = 10Э fGvT (1—6), где v~vT(\—6) — фактическая скорость движения, м/с.
Подсчитав значения Nf для ряда точек, отложим их в виде соответствующих отрезков вниз от ранее построенных кривых мощностного баланса и соединим концы отрезков жирной линией. Получим на графике третий участок (он заштрихован перекрещивающимися наклонными линиями), ординаты которого соответствуют затратам мощности на качение.
Ординаты жирно очерченной кривой соответствуют значениям мощности jVKp, остающимся после вычета всех потерь для реализации на крюке. Они изображают также тяговый КПД трактора, если отрезок NH принять за т|Тяг=100%.
Полученную кривую Nkp^UPkp) называют потенциальной тяговой характеристикой трактора, потому что может быть достигнута лишь при выбранных идеальных предпосылках — автоматическом бесступенчатом регулировании скоростей движения и постоянной загрузке двигателя на номинальную мощность Л\,.
Из потенциальной тяговой характеристики видно, что трактор может работать с высокими значениями тягового КПД только в определенном диапазоне усилий на крюке. Чем больше отклоняются усилия в ту или иную сторону за пределы указанного диапазона, тем интенсивнее снижается тяговый КПД.
В условиях сельскохозяйственного производства с его разнообразными зональными и отраслевыми особенностями приходится выполнять от сравнительно легких работ до весьма тяжелых. Из анализа потенциальной тяговой характеристики следует, что для выполнения этих работ с высоким тяговым КПД необходимо иметь тракторы разных классов, каждому из которых должна быть отведена определенная тяговая зона.
Принцип тяговых классов положен в основу построения принятой в Советском Союзе системы машин, в частности тракторов (так называемого типажа). Согласно этому принципу разработано несколько классов, каждому из которых соответствует определенная номинальная сила тяги на крюке. Эту силу тяги трактор должен развивать на невзлущенной стерне нормальной влажности (примерно 15—18%) и средней твердости (на черноземе или суглинке); причем буксование ведущих органов не должно выходить за установленные допустимые пределы: 18% для тракторов с колесной формулой 4К2; 16% для тракторов с колесной формулой 4К4; 5% для гусеничных тракторов.
Такое построение типажа позволяет удовлетворить все потребности народного хозяйства тракторами сравнительно небольшого числа классов при рациональном использовании каждого. Внутри класса на основе так называемых базовых моделей создаются разнообразные модификации, отличающиеся теми или иными конструктивными особенностями в зависимости от предъявляемых к ним специфических требований.
Тракторы промышленного назначения применяют главным образом в условиях, существенно отличающихся от условий работы тракторов сельскохозяйственного назначения. Поэтому понятие о номинальной силе тяги к ним неприменимо. Обычно за номинальную силу тяги мощных гусеничных тракторов промышленного назначения принимают величину (0,8... J ,0) gm3r где тэ—эксплуатационная масса трактора.
Максимальному значению тягового КПД трактора соответствует точка потенциальной характеристики, в которой сумма мощностей Nb + Nf, затрачиваемых на буксование и качение, имеет минимальное значение. Следовательно, в указанной точке произведение коэффициентов полезного действия Г)бт^ достигает наибольшего значения. Сила тяги на крюке, соответствующая максимуму КПД, может иметь различные значения в зависимости от почвенных условий.
Рассмотрим изменение кривых тяговых мощностей для тракторов со ступенчатыми трансмиссиями. Для этого построим графики, на которых наряду с потенциальными нанесем тяговые характеристики на отдельных передачах (рис. 55). Потенциальные характеристики изобразим на них штриховой линией, характеристики на отдельных передачах — сплошными, а номера передач укажем римскими цифрами.
При работе трактора на какой-либо передаче его тяговая мощность растет по мере увеличения нагрузки на крюке, начиная от нуля при холостом ходе до максимального значения Лифтах- Если рост тяговой мощности не прекращается преждевременно из-за повышенного буксования движителей, то она достигает максимального значения ЛГкртах> когда двигатель развивает Номинальную МОЩНОСТЬ NB. В ЭТОМ Случае ТОЧКа Мер mar
лежит на потенциальной тяговой характеристике.
На рисунке 55,0 точки Лифтах на всех передачах расположились указанным образом. При дальнейшем увеличении силы тяги на крюке начинается перегрузка двигателя, мощность его*

падает, в результате чего снижается также тяговая мощность. Изменение кривых тяговых мощностей, показанное на рисунке 55, а, характерно для работы в условиях достаточного сцепления движителей трактора с почвой; оно типично для гусеничных тракторов.
При повышенном буксовании ведущих органов тяговая мощность может начинать снижаться еще до реализации номинальной мощности двигателя. Увеличение силы тяги на крюке приводит к столь значительному падению скорости движения, что тяговая мощность уменьшается, несмотря на продолжающийся рост загрузки двигателя. В этих условиях значение максимальной тяговой мощности Nnpmax располагается ниже потенциаль­ной тяговой характеристики.
На рисунке 55, б из четырех приведенных кривых только на двух, полученных на третьей и четвертой передачах, точки максимальных тяговых мощностей лежат на потенциальной характеристике. На остальных двух кривых, полученных на первой' и второй передачах, точки максимальных тяговых мощностей расположились под потенциальной характеристикой, так как на этих передачах тяговая мощность начала снижаться еще до того, как была достигнута полная загрузка двигателя. На первой передаче полностью загрузить двигатель оказалось невозможным. Примерно такое расположение точек характерно для работы колесных тракторов на мягких почвах.
Обычно на тяговые характеристики, помимо рассматриваемых кривых, наносят еще кривые расхода топлива. Тяговые характеристики считают основным техническим документом трактора и широко используют для различных исследовательских и эксплуатационных расчетов.