|
Определив основные параметры трактора, можно построить тяговую характеристику для получения наглядного представления о его тяговых и топливно-экономических показателях. Тяговые характеристики строят в функции силы тяги на крюке применительно к установившейся работе на горизонтальном участке. По этим характеристикам видно изменение в зависимости от силы тяги на крюке следующих показателей: буксования ведущих органов; скорости поступательного движения трактора; мощности на крюке; расхода топлива. Большинство перечисленных показателей имеет на разных передачах различные значения; для них приводятся кривые на нескольких передачах. Каждая характеристика относится к определенному почвенному фону. Для полного представления о тяговых и экономических качествах трактора необходимо иметь характеристики, построенные для нескольких наиболее типичных почвенных фонов. Тяговую характеристику, построенную по расчетным данным, называют теоретической. Ее можно представить в виде графика, состоящего из верхней и нижней половин. На нижней половине, имеющей вспомогательное значение, наносят исходные параметры тракторного двигателя. Непосредственно тяговую характеристику строят в верхней половине графика. На оси абсцисс верхней половины графика от начала координат О (рис. 57) отложим в выбранном масштабе значения сил тяги на крюке Ркр. Начало координат О' нижней половины графика сместим влево от точки О на расстояние, численно равное в том же масштабе силе Р/ сопротивления качению трактора в заданных почвенных условиях. Допустим, что коэффициент сопротивления качению f постоянен при всех режимах работы. Таким образом, отрезки
Pf+Якр, отложенные на оси абсцисс нижней половины графика, изображают касательные силы тяги Як-Допустим также, что значение механического КПД трансмиссии на каждой данной передаче постоянно независимо от степени загрузки трактора, a titp= (1—|Л1 И/Л1 к)т]iЯ1Я2П2, что соответствует значению КПД трансмиссии при загрузке тракторного двигателя на номинальную мощность. Для обычных эксплуатационных режимов работы, когда загрузка трактора достаточно велика, такое допущение можно считать приближенно приемлемым. При постоянном значении КПД трансмиссии касательная сила тяги трактора прямо пропорциональна крутящему моменту двигателя согласно формуле Л^ЛМтрЛтрЛк- Поэтому отрезки Рку отложенные на оси абсцисс нижней половины графика, соответствуют в выбранном масштабе значениям крутящих моментов двигателя. Масштаб зависит от передаточного числа трансмиссии; для каждой передачи он должен быть иным. При построении тяговой характеристики гусеничного трактора теоретический радиус Гк ведущих колес определяют по приведенной ранее формуле. Для колесных тракторов размеры шин выбирают по справочным данным, исходя из требуемой грузоподъемности, установленной при тяговом расчете. Теоретический радиус ведущих колес должен учитывать нормальную деформацию шин, которая зависит от многих факторов: конструкции шины, давления воздуха в ней, действующей радиальной нагрузки и дорожно-почвенных условий. Точный расчет радиуса гк пневматической шины практически невозможен, поэтому при построении теоретической тяговой характеристики колесного трактора используют среднее значение гк, мм, определяемое приближенно по следующей эмпирической формуле: rK = [0,5d-f(0,8...0,85)b], где d— наружный диаметр обода, на который надевают шину, мм; Ь — ширина профиля покрышки, мм. Коэффициент в круглых скобках учитывает нормальную деформацию шины. Построим масштабные шкалы крутящих моментов двигате? ля. Для этого определим касательные силы тяги на разных передачах при номинальном крутящем моменте двигателя. Отрезки, изображающие на оси абсцисс полученные значения касательных сил тяги, перенесем вниз и примем, что каждый из них представляет в своем масштабе номинальный крутящий момент двигателя Мн. Аналогично находим на масштабных шкалах точки, соответствующие максимальному крутящему моменту двигателя Мктах* В нижней половине графика строим кривые зависимости от величины крутящего момента двигателя его частоты вращения Лд, эффективной мощности Ne и часового расхода топлива GT. Для каждой передачи кривые строят по своей масштабной шкале моментов. Необходимые для построения данные берут из регуляторной характеристики двигателя. Одноименные кривые образуют пучки с общим центром. Центр пучка кривых Ne находится в начале координат О', а вершины их лежат на горизонтали, ордината которой в принятом масштабе равна номинальной эффективной мощности двигателя Nn- Центр пучка кривых пл расположен на оси ординат в точке, соответствующей частоте вращения ях вала двигателя при холостом ходе. Кривые GT берут начало на оси ординат в точке, соответствующей часовому расходу топлива GT.X при холостом ходе двигателя, а ордината горизонтальной прямой, проходящей через их вершины, в принятом масштабе равна максимальному часовому расходу топлива GTmax> Все кривые должны быть закончены при максимальных значениях крутящего момента двигателя Мктах- В верхней половине графика прежде всего строим кривую буксования 6=f(PKp) по аналогии с экспериментальными кривыми, полученными при тяговых испытаниях тракторов такого же типа в близких к заданным почвенных условиях, или по эмпирическим формулам. После этого для каждой передачи строят кривые действительных скоростей движения трактора для выбранных значений Ркр. Так как действительные скорости и—vT(\—6), то предварительно нужно определить значения теоретических скоростей ут. Если известны передача, на которой движется трактор, соответствующее ей передаточное число трансмиссии iTP и частота вращения яд, развиваемая в это время тракторным двигателем, то теоретическую скорость, м/с, можно определить по формуле ot = 2лг^1тр = 6,28/yiK/tTP, где гк — теоретический радиус ведущих колес, м. Тогда действительная скорость y = (l~6)6,28rKnK/tTP. Чтобы определить значения величин яд и б, входящих в это уравнение, выберем на оси абсцисс ряд точек и проведем через них вертикали до пересечения с кривыми буксования б в верхней половине графика и частоты вращения пл, соответствующей рассматриваемой передаче, в нижней половине графика. Ординаты точек пересечения будут равны искомым значениям б ипд. Подсчитав несколько значений v, строим по ним в верхней половине графика кривую действительных скоростей трактора на данной передаче. Аналогично строят кривые действительных скоростей на любой передаче. Если известна скорость v движения трактора, работающего на рассматриваемой передаче с заданной силой тяги на крюке, то тяговую мощность, кВт, можно рассчитать по формуле #кр=10-зркр1,. С помощью этой формулы определяем значения тяговых мощностей для ряда значений Ркр. По полученным данным строим в верхней половине графика кривые тяговых мощностей на разных передачах. Кроме того, на тяговой характеристике нанесем еще кривые удельного расхода топлива, г/кВт-ч, определяемого по формуле £kp«10*Gt/Wkp, где С, —часовой расход топлива, кг, соответствующий работе трактора на данной передаче с тяговой мощностью NHp. Для определения значений GT проектируем рассматриваемую точку NKp на кривую часового расхода топлива, построенную для данной передачи в нижней половине графика. Ордината полученной на кривой точки соответствует искомому значению часового расхода. Такие графоаналитические расчеты проводим для нескольких точек, лежащих на кривых NKV. По полученным данным в верхней половине графика строим кривые удельных расходов топлива gKp на разных передачах. Значения удельных расходов топлива gKp зависят от экономичности двигателя, степени его загрузки и тягового КПД трактора. Чтобы отразить с достаточной полнотой влияние этих факторов, кривые удельных расходов надо строить на каждой передаче для широкого диапазона тяговых нагрузок. Для оценки топливной экономичности трактора рекомендуется рассматривать влияние на удельные расходы топлива gKp изменения тяговой мощности в пределах от 100 до 50% на каждой передаче. Анализируя кривые gKp, соответствующие зонам тяговых усилий правее точек NKvmaz, можно получить более полное представление о топливной экономичности трактора при перегрузках. Построенную тяговую характеристику необходимо проанализировать для оценки полученных показателей, исследования характера их изменения в зависимости от тяговой нагрузки и других условий работы, а также для выяснения влияния, оказываемого на них различными факторами. По тяговой характеристике трактора можно в частности определить тяговый КПД при различных условиях работы на заданном почвенном фоне. С этой целью для нескольких точек на характеристике находят значения тягового КПД, пользуясь со: отношением Лтяг = ЛГкр/ЛГе, где Мф — тяговая мощность трактора в выбранной точке; Ne — эффективная мощность, развиваемая при этом двигателем. Для нахождения мощности Ne некоторую точку на кривой #кр проектируют на соответствующую данной передаче кривую эффективной мощности, расположенную в нижней половине графика. Ордината полученной точки соответствует искомому значению мощности Ne. Значение тягового КПД трактора можно также рассчитать по формуле (52), представленной в следующем развернутом виде: Чтяг=Чтр (1 -б) Ркр/Рк = ЛТр (I -б) [1 -Р,1(Р«,+Р,)1 Сопоставляя значения тягового КПД, полученные изложенными двумя методами, можно контролировать правильность построения тяговой характеристики. При отсутствии ошибок и аккуратном выполнении графических работ результаты расчетов по обоим методам должны различаться не более чем на ±5%.
|