Визначення балансу потужності та його складових

Баланс потужності трактора описується таким рівнянням:

 

N_e = N_т + N_тр + N_б + N_f + N_a + N_ввп (кВт), (2.6)

 

де N_e - ефективна потужність двигуна (кВт);

N_т – тягова потужність трактора (кВт);

N_тр – затрати потужності в трансмісії (кВт);

N_б – затрати потужності на буксування (кВт);

N_f – затрати потужності на переміщення (кВт);

N_a - затрати потужності на підйом (кВт);

N_ввп - потужність, яка реалізовується через ВВП (кВт).

Визначаємо N_т з формули (2.6):

 

N_т = N_e - N_тр - N_б - N_f – N_α - N_ввп (кВт), (2.7)

 

Втрати потужності в трансмісії:

 

N_тр = N_e × (1 - h_м) (кВт), (2.8)

 

де h_м – механічний коефіцієнт корисної дії трансмісії.

h^г _м = 0,88 (для гусеничного трактора).

При визначенні втрат потужності в трансмісії за достатнім зчепленням ведучого апарата з ґрунтом N_e = N_eн. Отже N_e=110,4 кВт.

 

N_тр = 110,4×(1-0,88)=13,248 (кВт).

 

 

 

		а)
		б)

Рис. 2.2 Графік тягового балансу трактора Т-150

а) на 2-й передачі; б) на 4-й передачі

 

Робочу швидкість на 2-й і 4-й передачах визначаємо за формулою:

 

V_р = 0,377 × (1 - ) (км/год), (2.9)

 

де n – фактична частота обертання колінчастого вала

двигуна (хв^-1) (n = n_н=2000 хв^-1);

d - буксування ведучого механізму (%);

r_к – радіус кочення ведучої зірочки трактора (м);

i _тр – передаточне число трансмісії.

Визначаємо коефіцієнт буксування d на 2-й і 4-й передачах із залежності d = f (р) (табл. 2.5). Для цього визначаємо показник р:

 

р = , (2.10)

 

де Р_т – тягове зусилля трактора (кН);

Р_з – сила зчеплення ведучого механізму трактора з грунтом (кН);

k _вик – коефіцієнт використання тягового зусилля, який приймають в межах 0,75...0,85. (приймаємо k _вик= 0,8).

На свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

, а =3,1 % (табл. 2.5);

, а, % (табл. 2.5).

 

На стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

 

, а, % (табл. 2.5);

 

, а, % (табл. 2.5).

 

Робоча швидкість руху трактора на 2-й і 4-й передачах буде рівна:

на свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

(км/год);

 

(км/год);

 

на стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

 

(км/год);

 

(км/год).

 

Втрати потужності на буксування N_б визначаємо за формулою:

 

N_d = = N_е × h_тр × (кВт), (2.11)

 

де Р_руш – рушійна сила трактора (кН);

V_т – теоретична швидкість руху (км/год);

d - коефіцієнт буксування рушіїв трактора (%).

Втрати потужності на буксування:

на свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

N⁶ _d2 = 110,4 × 0,88 × = 3,01 (кВт);

 

N⁶ _d4 = 110,4 × 0,88 × = 1,5 (кВт);

 

на стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

N³ _d2 = 110,4 × 0,88 × = 1,5 (кВт);

 

N³ _d4 = 110,4 × 0,88 × = 1,07 (кВт).

 

Затрати потужності на переміщення визначаємо за формулою:

 

N_f = (кВт), (2.12)

 

На свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

N⁶ _f2 = = 22,2 (кВт); N⁶ _f4 = = 26,8 (кВт);

 

На стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

N³ _f2 = = 13,9 (кВт); N³ _f4 = = 16,8 (кВт).

 

Втрати потужності на подолання підйому визначаємо за формулою:

N_a = (кВт), (2.13)

 

На свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

N³ _a2 = = 5,2 (кВт); N³ _a4 = = 6,2 (кВт).

 

На стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

N³ _a2 = = 5,2 (кВт); N³ _a4 = = 6,3 (кВт).

 

Визначаємо тягову потужність трактора на різних передачах і фонах за формулою 2.7. Приймаємо N_ВВП = 0 кВт.

На свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

N⁶ _т2 = N_еm – N⁶ _тр2 – N⁶ _б2 – N⁶ _f2 – N⁶ _a2 =

=110,4 – 13,248 – 3,01 – 22,2 – 5,2 = 66,742 (кВт);

 

N⁶ _т4 = N_е4 – N⁶ _тр4 – N⁶ _б4 – N⁶ _f4 – N⁶ _a4 =

=110,4 – 13,248 – 1,5 – 26,8 – 6,2 = 62,652 (кВт).

 

На стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

N³ _т2 = N_е – N³ _тр2 – N³ _б2 – N³ _f2 – N³ _a2 =

=110,4 – 13,248 – 1,5 – 13,9 – 5,2 = 76,552 (кВт);

 

N³ _т4 = N_е – N³ _тр4 – N³ _б4 – N³ _f4 – N³ _a4 =

=110,4 – 13,248 – 1,07 – 16,8 – 6,3 = 72,982 (кВт).

 

Визначаємо умовний ККД трактора за формулою:

 

h_т = , (2.14)

 

на свіжозораному полі (μ₆=0,6)

 

h⁶ _т2 = = 0,6; h⁶ _т4 = = 0,57;

 

на стерні нормальної вологості (μ₃=0,9)

h³ _т2 = = 0,69; h³ _т4 = = 0,66.

 

Висновки. Аналізуючи графік тягового балансу трактора Т – 150 (рис. 2.2) на 2-й і 4-й передачах, можна зазначити, що:

1) умова достатнього зчеплення рушіїв трактора виконується при русі його, як на стерні нормальної вологості, так і на свіжозораному полі;

2) найбільше тягове зусилля Р_т (кН) трактор Т – 150 розвиває при русі його на стерні нормальної вологості (μ₃=0,9) Р_т = 32,987 кН з коефіцієнтом буксування δ =1,5 %.

Порівнюючи результати розрахунків тягових властивостей трактора на 2-й передачі, бачимо, що тягову потужність трактор розвиває на стерні нормальної вологості більшу, ніж на свіжо-зораному полі, відповідно - 76,552 кВт і 66,742 кВт, оскільки має меншу втрату потужності на буксування () і переміщення ().

Коефіцієнт використання тягової потужності двигуна (η_т) на 4-й передачі при русі на свіжозораному полі становить лише = 0,57, що на 28,75 % менше встановленої норми (η_т 0,7...0,8). При русі на 2-й передачі на стерні нормальної вологості він досягає майже = 0,7.

Лабораторна робота № 3

Розрахунок машинно–тракторних агрегатів аналітичним методом та з використанням тягової характеристики трактора

Мета роботи. Засвоїти методику розрахунку складу орного агрегату.

 

Вихідні дані для виконання роботи наведені в таблиці 3.5 [1].