6. Баланс мощности автогрейдера

Потребная мощность двигателя автогрейдера определится из выражения:

N_дв = N_Σ/ρ×η_тр, кВт (12)

где: N_Σ - суммарная мощность на ведущих осях машины, кВт;

ρ - коэффициент уменьшения мощности двигателя из-за неустановившейся нагрузки;

η_тр- коэффициент полезного действия трансмиссии.

Значения коэффициентов зависят от типа трансмиссии:

для механической трансмиссии: ρ=0,88-0,9 и η_тр=0,83-0,86;

для гидромеханической трансмиссии с непрозрачным трансформатором (в этом случае двигатель, на валу которого установлен гидротрансформатор, работает в постоянном режиме): ρ =1,0 и η_тр=0,73-0,76.

Суммарная мощность на ведущих осях определится из выражения:

N_Σ =N_о + N_б + N_f, кВт (13)

где: N_о- мощность, потребная на копание грунта, его движение по отвалу и по грунту, кВт;

N_б – потери мощности на буксование ведущих колёс машины, кВт;

N_f - потери мощности на перекатывание, кВт.

Мощность, связанная с разработкой и перемещением грунта:

N_о = Т_сц.опт ×V_факт, кВт (14)

где: Т_сц.опт - оптимальная тяги на ведущих осях из выражения (7), кН;

V_факт- фактическая (действительная) скорость движения, зависящая от буксования колёсных движителей, м/с.

Практика использования автогрейдеров показывает, что, при нарезании кюветов, фактическая скорость не превышает 1-2 м/с.

Мощность, расходуемая на буксование колёсного движителя, определится из выражения:

N_б = (φ_опт+f)×ζ×М×g × V_факт× δ/(1-δ), кВт (15)

где:f – обощённый коэффициент сопротивления движению (см. приложение 3);

δ – коэффициент буксования колёсного движителя.

Мощность, расходуемая на перемещение машины на горизонтальном участке, определится из выражения:

N_f= М×g × f× V_факт×10^-3, кВт (16)

7. Вертикальное давление на нож отвала

Сила вертикального давления на нож Р₂ является одним из важнейших параметров и определяется усилием, создаваемым гидроцилиндрами подъёма-опускания отвала, выноса тяговой рамы и распределением массы по осям. Она характеризует возможности машины работать без «вывешивания» в тяжёлых грунтовых условиях и определяется с учётом положения ножа отвала относительно осей ходового оборудования. Влияние величины и направления этой силы на нагружение осей машины в зависимости от колёсной формулы показано на рис. 8.

.

Рис. 8. Схема сил, действующих на автогрейдер, при копании грунта:

Р₀₂- вертикальная составляющая сопротивления грунта копанию, кН;

Р₀₁- горизонтальная составляющая сопротивления грунта копанию (оптимальная сила тяги по сцеплению), кН;

Р₂ – усилие на гидроцилиндре, кН;

G-вес машины, кН;

G₁- вес машины, приходящийся на переднюю ось, т;

G₂- вес машины, приходящийся на заднюю ось (тандем), т;

R_п- суммарная реакция грунта на колёсах передней оси, кН;

R_1т- суммарная реакция грунта на колёсах передней оси тандема, кН;

R_2т- суммарная реакция грунта на колёсах задней оси тандема, кН;

Т – сила тяги по сцеплению, кН;

М_к1 – суммарный крутящий момент на колёсах передней оси тандема, кНм;

М_к1 – суммарный крутящий момент на колёсах задней оси тандема, кНм;

L ₀- расстояние от передней оси до оси тандема (продольная база), м;

L₁- расстояние от задней оси до центра тяжести машины, м;

L₂- расстояние от передней оси до центра тяжести машины, м;

L ₃- расстояние от передней оси до задней оси тандема, м;

L ₄- расстояние от передней оси до режущей кромки отвала (вылет отвала), м.

При колёсных формулах 1×1×2 и 1×2×3 значение усилия может быть определено, используя табл. 1 и выражение (1):

±P₂= M×g×( ζ – 1) × L₀ / L₄ (17)

8. Минимальная скорость ведущих колёс автогрейдера:

V = V_факт/(1- δ), м/с (18)

где: V_факт- фактическая (действительная) скорость движения машины, м/с;

δ – коэффициент буксования колёсного движителя, соответствующий тяговому усилию.

9. Максимальная транспортная скорость автогрейдера: определяется из выражения:

V_макс =3,6× N_дв×ρ×η_тр/9,8×М× f, км/ч (19)