Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика

3. Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика

 

При расчете баланса мощности принимают идеальные предпосылки в использовании трактора:

- автоматическое и бесступенчатое изменение передаточного числа трансмиссии, и, следовательно, тягового усилия и скорости движения;

- загрузка двигателя постоянна, не зависит от тягового усилия и соответствует номинальному режиму;

- к.п.д. трансмиссий и сила сопротивления перекатывания остаются постоянными и не зависят от нагрузочного и скоростного режима работы трактора;

- трактор движется равномерно по горизонтальному участку.

При принятых условиях уравнение баланса мощности имеет вид:

N_н = N_тр + N_d+ N_f+ N_кр, (10)

где N_тр - мощность, теряемая в трансмиссии:

N_тр = N_н(1 - h_тр); (11)

N_тр = 100·(1 - 0,88)=12 кВт;

N_d - мощность, затрачиваемая на буксование движителей:

N_d= N_кd; (12)

d - коэффициент буксования;

N_к - мощность, подводимая к ведущим колесам:

N_к = N_нh_тр; (13)

N_к = 100·0,88=88,0 кВт;

N_d= 88,0 ·0,05=4,4 кВт;

N_f - мощность, затрачиваемая на перекатывание трактора:

N_f= Р_fV; (14)

V - рабочая (действительная) скорость движения трактора:

V = V_т(1 - d) = V_тh_d; (15)

h_d - к.п.д. буксования:

h_d= 1- d; (16)

h_d= 1- 0,05=0,95

V_т - теоретическая (без учета буксования) скорость движения трактора:

V_т = N_к/Р_к = N_к/(Р_кр + Р_f); (17)

V_т = 88/66,7=1,32 м/с;

V = 1,32·(1 - 0,95) = 1,25м/с;

N_f=6,7·1,25=8,38 кВт;

Р_кр - тяговое усилие, развиваемое трактором;

Р_к - касательная сила тяги:

Р_к = Р_кр+ Р_f; (18)

Р_кр = j_крG. (19)

Р_кр =0,6·96 =57,6 кН;

Р_к = 57,6 + 6,7=64,3 кН;

N_кр - тяговая мощность (мощность на крюке) трактора:

N_кр = Р_крV

N_кр = 57,6 ·1,25=72,0 кВт;

N_н = 12+ 4,4+ 8,38+ 72 = 99,88 ≈ 100 кВт.

Удельного тягового расхода топлива g_кр:

g_кр = 10³G_тн/N_кр = g_енN_н/N_кр = g_ен/h_т, (21)

где G_тн - номинальный часовой расход топлива двигателем;

h_т - тяговый к.п.д. трактора.

h_т = N_кр/N_н = h_трh_вуh_dh_f, (22)

h_f - к.п.д. перекатывания:

h_f = Р_кр/Р_к = Р_кр/(Р_кр+ Р_f) = (Р_к- Р_f)/Р_к; (23)

h_f =60/66,7=0,90;

h_т = 0,88·0,97·0,95·0,90 = 0,73;

G_тн = (g_ен· N_н)/1000; (24)

G_тн = (245· 100)/1000 = 24,5 кг/ч;

g_кр = 245/0,73 = 335,62 г/кВт*ч.

Остальные показатели рассчитываются по приведенным выше формулам. Из графика баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики следует, что трактор может работать с высокой степенью использования мощности двигателя на крюке, с высокими значениями тягового к.п.д., низким удельным тяговым расходом топлива только в определенном интервале тяговых усилий. Чем больше отклонения от этого интервала, тем больше суммарные непроизводительные затраты мощности на механические потери в трансмиссии, перекатывание и буксование движителей трактора.

Таблица 3. Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика трактора ДТ-75М

Показатель	Результаты расчетов
jкр*)	0	0,10	0,20	0,30	0,40	0,45	0,50	0,55	0,60	0,65	0,669
d, %	0,2	0,5	0,9	1,5	2,2	2,6	3,1	3,9	5,0	7,6	13,9
Pкр, кН	0	9,6	19,2	28,8	38,4	43,2	48,0	52,8	57,6	62,4	64,2
Pк, кН	6,7	16,3	25,9	35,5	45,1	49,9	54,7	59,5	64,3	69,1	70,9
Vт, м/с	13,1	5,4	3,4	2,5	1,9	1,76	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2
Vд, м/с	13,7	5,37	3,37	2,46	1,86	1,71	1,55	1,44	1,33	1,20	1,03
Vд, км/ч	47,05	19,33	12,13	8,86	6,70	6,3	5,58	5,18	4,79	4,32	3,71
Nd, кВт	0,176	0,440	0,792	1,320	1,936	2,288	2,728	3,432	4,400	6,688	12,232
Nf, кВт	87,57	35,98	22,58	16,48	12,46	11,73	10,39	9,65	8,91	8,04	6,90
Nкр, кВт	0	51,6	64,7	70,8	71,4	73,9	74,4	76,0	76,6	74,9	66,1
gкр,г/кВтч	¥	474,8	378,7	346,1	343,1	331,5	329,3	322,4	319,8	327,1	370,7
hтяг 1	0	0,516	0,647	0,708	0,714	0,739	0,744	0,760	0,766	0,749	0,661
hтяг 2	0	0,516	0,647	0,708	0,714	0,739	0,744	0,760	0,766	0,749	0,661
Nн = 100 кВт; hтр = 0,88; Nк = 88 кВт; G = 96 кН; f = 0,07; Pf= 6,7 кН; Gтн = 24,5 кг/ч

Анализ графика баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики трактора Т-4А График баланса мощности показывает, как изменяются все составляющие уравнения баланса мощности трактора в зависимости от изменения тягового усилия Р_кр, которое может быть в пределах от Р_кр=0 (холостой ход) до максимально возможного по сцеплению движителя с почвой Р_крφ .