2.3.4 Баланс мощности агрегата

Мощность двигателя трактора или самоходной машины затрачивается как на совершение полезной работы, так и на преодоление внешних и внутренних сил сопротивления перемещению МТА по рабочему участку.

Затраты эффективной мощности двигателя на преодоление различных сопротивлений при установившемся движении МТА определяют по балансу мощности:

где  потери мощности в трансмиссии трактора;

 затраты мощности на преодоление сопротивления каче-

нию трактора;

 затраты мощности на буксование ведущих колес (гу-

сениц) трактора;

 затраты мощности на преодоление подъема (знак «плюс»)

или мощность при движении на спуск (знак «минус»);

 мощность, затрачиваемая двигателем на привод

механизмов рабочей машины от ВОМ трактора;

 затраты мощности на преодоление тягового сопротивле-

ния машины.

Если составляющие баланса мощности имеют размерность кВт, то размерность силы кН, скорости движения  м/с.

Как следует из уравнения мощностного баланса, некоторые составляющие его зависят от рабочей скорости движения МТА, другие  нет. В отдельных случаях для анализа мощностного баланса и выбора оптимальных рабочих скоростей движения МТА его представляют графически. Такой график для тягового агрегата показан на рис. 2.7.

Если на график мощностного баланса дополнительно нанести кривую удельного расхода топлива на единицу тяговой мощности , то его минимальное значение будет соответствовать наибольшему значению тяговой мощности что имеет важное значение при комплектовании МТА и выборе рациональных рабочих скоростей движения.

Так как производительность МТА прямо пропорциональна и достигает максимума при , что соответствует наиболее экономичной работе МТА по расходу топлива то оптимальная рабочая скорость движения будет соответствовать этим значениям и (рис. 2.7).

Рис. 2.7 График мощностного баланса

Оптимальная рабочая скорость движения для гусеничных тракторов = 22,5 м/с, колесных 34 м/с.

2.3.5 Тяговая характеристика трактора и использование ее

для эксплуатационных расчетов

Тяговые и технико-эксплуатационные свойства тракторов наиболее полно отображаются на их тяговых характеристиках, которые строят по экспериментальным данным, получаемым при испытаниях тракторов на различных типах почвы и при различном ее состоянии.

При использовании таких характеристик для эксплуатационных расчетов желательно их иметь для каждого типа и состояния почвы в отдельности. Однако ввиду большого разнообразия условий использования тракторов обычно приводят типовые тяговые характеристики, построенные для стерни нормальной влажности 2022 % и глинистого трека по ГОСТ 7057-81.

При других условиях использования тракторов необходимо вводить соответствующие поправки. Тяговая характеристика (рис. 2.8) представляет собой график изменения тяговой мощности , часового расхода топлива , удельного расхода топлива , скорости движения частоты вращения коленчатого вала , буксования движителя в зависимости от тягового усилия трактора .

Строят характеристику в диапазоне тяговых усилий от (холостой ход трактора) до (полное, 100 %-ное буксование движителя или остановка трактора при перегрузке и заглохнувшем двигателе).

Так как тяговую характеристику строят для всех (или только основных) передач трактора и наносят на один график, то такую характеристику называют совмещенной.

Совмещенные характеристики широко используются в эксплуатационных расчетах при комплектовании агрегатов и определении основных технико-эксплуатационных параметров их работы (скорости движения, расхода топлива, производительности МТА и др.) (рис. 2.8).

Рис. 2.8 Тяговая характеристика трактора

Из характера изменения кривых тяговой мощности на различных передачах следует, что на каждой из них имеется свой максимум. Огибающая кривая по точкам максимумов называется потенциальной тяговой характеристикой и показывает, как изменялась бы тяговая мощность трактора при бесступенчатой трансмиссии трактора. Так как наибольшая производительность МТА и экономичность работы соответствуют значению , то все передачи трактора правее точки следует принимать как резервные и использовать при повышении тягового сопротивления машины, а соответствующие и расположенные левее (заштрихованная зона)  как основные.

Соответственно этому по характеристике определяют скорость движения, расход топлива, тяговое усилие и другие технико-эксплуатационные показатели работы агрегата.

По характеру изменения потенциальной тяговой характеристики можно сделать вывод, что уменьшение значений максимальной тяговой мощности на высших передачах (левее точки потенциальной характеристики) происходит за счет увеличения мощности на передвижение , а на низших передачах  за счет увеличения мощности на буксовании движителя трактора .

При комплектовании многомашинных агрегатов важно знать, какое количество машин с использованием сцепки можно включить в состав агрегата на разных передачах трактора. Для этого используют тяговую характеристику с дополнительным построением в нижней части характеристики по оси ординат значений удельного сопротивления машин а по оси абс-

цисс  количества машин в агрегате с учетом сопротивления сцепки (рис. 2.9).

Рис. 2.9 К расчету состава агрегата с использованием

сцепки и тяговой характеристики трактора

Количество машин данной марки на каждой передаче трактора рассчитывается по формуле:

,

где  коэффициент использования тягового усилия ( = 0,850,95);

 номинальное тяговое усилие трактора на i-ой передаче;

 тяговое сопротивление сцепки;

 удельное тяговое сопротивление рабочей машины;

 рабочая ширина захвата i-ой марки машины.