Файл: ответы по госам Тракторы.doc

r_K = S_{k /} 2k = v_k/cd_k, (5)

где S_K — путь колеса, пройденный за один его оборот; v_K — поступательная скорость ка­чения колеса; ш_к — угловая скорость вращения колеса

Окружная деформация шины возникает под действием крутящего мо­мента Мвед, который вызывает деформирование боковин и протектора шины. Вследствие этого обод колеса поворачивается на некоторый угол закрутки (р'т относительно неподвижной части протектора, находящей­ся в контакте с поверхностью качения. Если на боковину шины, свобод­ную от действия крутящего момента, нанести лучевую линию ab (рис. 4, а), то вследствие тангенциальной деформации точка а на ободе колеса переместится в точку а' и лучевая линия ab примет вид кривой а'b

Тангенциальная деформация шины не ограничивается только скру­чиванием боковин под действием крутящего момента. Реакция дороги Хк на касательную силу Рк растягивает протектор шины на величину bb', в результате чего ось колеса смещается из точки О\ назад в точку О (рис. 5,6). Продольную деформацию оценивают по смещению С=bb' оси колеса относительно геометрического центра пятна контакта шины. Со­отношение между крутящим моментом М_вед и деформацией шины, из­меряемой углом закрутки ф_т (рис. 5, а), характеризует ее жесткость в ок­ружном направлении

σ_φ=дМ_вед/дφ_Т

Рис. 4. Тангенциальная деформация шины:а— схема деформации; б— за­висимость угла закрутки шины от крутящего момента при дав­лении воздуха в шине: 1 — р„ = = 0,35 МПа; 2-pw= 0,6 МПа

Окружная деформация шины влияет главным образом на динамику машины. В сравнении с жесткой податливая шина в большеймере снижает динамические нагрузки на трансмиссию при торможении, трогании и раз­гоне, а также при работе машины с переменной тяговой нагрузкой на при­цепном устройстве. Однако податливая шина подвержена большему из­носу в тормозном и ведущем режимах.

а — схема деформации; б — за­висимость продольной дефор­мации шины от приложенной к колесу касательной силы Р_к: 1 — радиальная шина; 2 — ди­агональная шина

Поперечная (боковая) деформация шины возникает под действием бо­ковой силы P_z (рис. 6) и существенно влияет на устойчивость и управля­емость машины. Боковая сила вызывает деформацию шины, вследствие которой диск колеса смещается относительно пятна контакта на неко­торую величину h_z. При этом, помимо изгиба протектора, в боковом на­правлении происходит искажение формы профиля шины и не только в зоне контакта с опорной поверхностью, но и за его пределами. Под дей­ствием боковой силы элементы протектора шины в нижней части коле­са (ближе к дороге) еще до их контакта с почвой в точке Ь приобретают некоторую деформацию, достигающую максимального значения в пят­не контакта протектора с дорогой.

Рис6. Поперечная деформация шины

Угловая деформация шины возникает под действием момента М_{п к}, поворачивающего колесо в плоскости, параллельной поверхности его качения (рис. 8). Угловая деформация шины нарастает по мере увели­чения поворачивающего момента до тех пор, пока в пятне контакта ши­ны с дорогой сохраняется сцепление. В пределах упругой деформациишина разворачивается относительно пятна контакта на некоторый угол Рп и средняя линия ее протектора принимает форму abOcd (точки а и й находятся на проекции обода колеса).Деформация шины растет с увеличением приложенного к ней mq-мента до потери сцепления с дорогой. Первыми начинают проскальзы­вать элементы протектора, периферийные по отношению к центру зоны контакта, т. е. расположенные вблизи линии границы контакта. С уве­личением момента Mn K проскальзывание шины распространяется от краев к центру пятна контакта. При некотором значении Мпк все элег менты проектора начинают проскальзывать с разной интенсивностью.Угловую жесткость шины оценивают по коэффициенту

Для некоторых автомобильных шин коэффициент угловой жесткос­ти составляет 22... 25 Н*м/град.Угловая жесткость (податливость) влияет на легкость управления машиной. Вследствие угловой деформации шины облегчается поворот колеса во время движения. Излишняя податливость приводит к запаз­дыванию поворота колеса относительно управляющего воздействия со стороны водителя. Чрезмерное запаздывание поворота управляемого колеса вследствие излишней податливости шины может приводить к ухудшению управляемости автомобиля.

22 Энергетический баланс.

Уравнение энергетического баланса отражает распределение энергии двигателя на выполнение основного технологического процесса, совер­шение работы в разных механизмах трактора и взаимодействие движи­телей с дорогой. В общем случае мощностной баланс имеет вид

(68)

где Ne — эффективная мощность двигателя; NKp — тяговая мощность на прицепном уст­ройстве трактора; JVB0M — мощность на валу отбора мощности; Nr„, N&, Nj, N, — мощ­ности, характеризующие расход энергии на трение в трансмиссии, буксование движите­лей, преодоление сопротивлений качению и подъема; NK0U — мощность, необходимая для создания условий труда тракториста; Л^- — мощность сил инерции; Np — мощность рассеивания, поглощаемая устройством для снижения колебании и другими упругими элементами конструкции трактора; NH — недоиспользованная мощность, возникающая вследствие того, что двигатель не развивает полную эффективную мощность, если момент сопротивления носит переменный характер; N„ — мощность, затрачиваемая на буксова­ние движителей и качение трактора, возникающая вследствие подворотов, осуществляе­мых на гоне.Динамические составляющие потерь и недоиспользования мощнос­ти энергетического баланса тракторабудут рассмотрены в третьем разделе (п. 4.5). Мощности Nj, Nj имеют разные знаки в зави­симости от того, движется трактор на подъем или на спуске, разгоняется или снижает скорость. При подъеме и разгоне мощности Np N; берут со знаком «плюс», при спуске и замедлении — со знаком «минус».Степень совершенства трактора как тягана и соответствие его функциональному назначению характеризует изменение отдельных со­ставляющих энергетического баланса в зависимости от тягового усилия на крюке Ркр. Анализ этих зависимостей позволяет определить опти­мальный диапазон режима работы трактора в эксплуатации с наиболь­шей производительностью и наименьшими энергетическими потеря­ми, характеризуемыми КПД. Поэтому составляющие уравнения энер­гетического баланса, не зависящие от тяговой нагрузки (NqqM, Nkom), не анализируют.Рассмотрим статический энергетический баланс трактора при рав­номерном движении по горизонтальному участку поля. В этом случае динамические составляющие и составляющую Nt мощностного балан­са исключают а исходное уравнение (68) принимает следующий вид:

(69)

Для большей наглядности мощностной баланс трактора изображают графически (рис. 54). Он представляет собой функциональную зависи­мость составляющих уравнения (69) от тяговой силы на крюке трактора

Различают общий и тяговый КПД. Общий КПД учитывает мощность N^p, преобразуемую в тяговое усилие, и мощность на ВОМ. Тяговый КПД рассчитывают для двух случаев: трактор работает в тяговом режиме одновременно с приводом через ВОМ и только в тяговом режиме.

Коэффициент полезного действия трактора принято определять при равномерном движении его по горизонтальному участку пути, используя следующие формулы: (74) где Nnp bom — мощность механических потерь в приводе ВОМ.Графическая зависимость тягового КПД трактора в некотором масштабе совпадает с зависимостью мощности NKp по потенциальной характеристике (см. рис. 54). Это видно из выражения (74), так как Ne = const.

23. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАКТОРА СО СТУПЕНЧАТОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

Основной характеристикой трактора, отражающей его функци­ональные свойства и соответствие назначению, принято считать тяго­вую характеристику, выражающую зависимость тяговой мощности, скорости, удельного расхода топлива, буксования и тягового КПД от тя­гового усилия на крюке. По существу тяговая характеристика — это по­строенная в других координатахрегуляторная характеристика двигате­ля, снятая через трансмиссию с учетом взаимодействия движителей с почвой. При снятии как регуляторной, так и тяговой характеристик по­следовательно повышают или снижают (от некоторого уровня) нагрузку на двигатель и измеряют показатели работы двигателя и трактора.

Рассмотрим пока только зависимости крутящего момента и эффек­тивной мощности от угловой скорости вала двигателя, а также тяговой мощности и скорости трактора от тягового усилия трактора со ступен­чатой трансмиссией. ,

Если регуляторную характеристику двигателя (рис. 59, а) перестро­ить в координатах Ne, юд =f(MK), то она примет вид, изображенный на рисунке 59, б, т. е. вид тяговой характеристики. Тяговая мощность NKp, тяговое усилие Ркр и скорость трактора vTp, используемые в качестве ко­ординат для построения тяговой характеристики трактора, представля­ют собой эффективную мощность Ne, крутящий момент Мк и частоту вращения вала двигателя сод.