ЛЕКЦІЯ 1 ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ І ЯКОСТІ ТРАКТОРІВ І АВТОМОБІЛІВ. ВЕДУЧИЙ МОМЕНТ НА РУШІЯХ План лекції. 1. Предмет теорії тракторів і автомобілів. 2. Експлуатаційні властивості і якості. 3. Ведучий момент на рушіях. 4. Дотична сила тяги на рушіях. 1. Предмет теорії тракторів і автомобілів. Теорія трактора й автомобіля - це наука, що вивчає експлуатаційні якості тракторів і автомобілів, розглядає закони їхнього руху, дозволяє визначати сили й моменти, що виникають при їх роботі. Основна задача теорії трактора й автомобіля - створення наукових основ для подальшого удосконалення конструкцій цих машин, підвищення ефективності їх використання. Тенденції розвитку тракторів і автомобілів: - автоматизація керування окремими показниками властивостей машин, тобто створення своєрідних роботів на тракторі й автомобілі, а також тракторів і автомобілів - роботів на базі самонастроювальних мікропроцесорів і міні-ЕОМ, що працюють по заданій програмі. - зменшення шкідливого впливу тракторів і автомобілів на родючість ґрунту і врожай с/г культур, тобто зменшення ущільнення ґрунту, числа слідів коліс і гусениць на полі, механічного ушкодження рослин і істот, що створюють гумус. Засоби вирішення вищеперелічених проблем - забезпечення приводу робочих коліс начіпних і причіпних знарядь від ВВП трактора (привід на колеса причепа); - створення машин з однаковою колією ходових систем і працюючих за принципом мостових енергетичних засобів; - створення спеціальних опорнорушійних пристроїв, що дозволяють зменшити тиск машин на грунт (пневмогусениці, застосування подвоєних коліс і т.д.) - підвищення надійності тракторів і автомобілів. 2. Експлуатаційні якості і властивості тракторів і автомобілів 3. Ведучий момент на рушіях Крутний момент, що розвивається двигуном трактора, або автомобіля, передається через трансмісію рушіям – ведучим колесам чи гусеницям. Момент, який підводиться до рушіїв називається ведучим моментом Мвед, Н·м, величина якого при сталому режимі роботи визначається за формулою: де Мк – крутний момент на валу двигуна, Н·м; ітр – передатне число трансмісії; ηтр – механічний ККД трансмісії. Крутний момент Мк, Н·м залежить від потужності та частоти обертання валу двигуна і визначається: де Ne – ефективна потужність двигуна, кВт; nд – частота обертання колінчастого валу, хв-1. Передатне число ітр трансмісії залежить від опору і продуктивності (швидкості руху) робочих машин, виду трансмісії – способу перетворення крутного моменту двигуна у ведучий момент. У трансмісіях будь-якого виду передатне число ітр можна визначити за виразом: де ωд, ωк – кутові швидкості колінчастого валу двигуна і ведучих коліс, відповідно, с-1; nд, nк – частота обертання колінчастого валу двигуна і ведучих коліс, відповідно, хв-1. Передатне число механічної трансмісії ітр можна визначити також, як добуток передатних чисел вузлів, що її складають: , де іо, ік.п, ікн.п – передатні числа головної передачі, коробки передач та кінцевої передачі, відповідно. Механічний ККД трансмісії ηтр визначається: де Nк – потужність, що підводиться до рушіїв, кВт; Nтр – втрати потужності у трансмісії, кВт. При n=const втрати потужності в трансмісії Nтр const, тому при збільшенні потужності, що знімається з колінвалу двигуна Ne зменшується відношення , що веде до зростання механічного ККД. Рисунок 1 - Залежність ККД трансмісії від потужності двигуна Механічний ККД ηтр трансмісії враховує втрати на тертя, збовтування мастила та інші фактори. Величина його залежить від: - кількості пар зубчастих коліс, що перебувають у зачепленні, - типу шестерень та засобу їхнього з’єднання між собою; - типу конструкції та кількості опор, в яких обертаються вали трансмісії; - конструкції та кількості ущільнень; - густини та рівня залитого мастила; - частоти обертання валів трансмісії. Механічний ККД трансмісії дорівнює: - для гусеничних тракторів та автомобілів з колісними формулами 4х4 та 6х6: - для колісних тракторів і автомобілів: 4. Дотична сила тяги на рушіях. Ведучі моменти на рушіях викликають появу між ними і дорогою відповідних реакцій, що збігаються з напрямом руху машин та являють собою дотичні сили тяги. Під час сталого руху дотична сила тяги Рк, Н визначається де Мвед – ведучий момент на рушії, Н·м. При максимальному ведучому моменті на колесі Мведmax, маємо: – зчіпна вага, Н; – динамічний радіус ведучого колеса, м; – реакція остову, Н; – рівнодіюча реакція ґрунту на обід колеса, Н; – зміщення рівнодіючої реакції ґрунту від вертикальної осі колеса, м; – глибина колії, м. Рисунок 2 - Сили і реакції, що діють на ведуче колесо під час його руху Розкладемо рівнодіючу реакцію ґрунту на ободі колеса Rк на складові: горизонтальну Xк та вертикальну - Yк . Горизонтальна складова реакція ґрунту Xк називається рушійною або штовхаючою силою. Рівняння рівноваги плоскої системи сил, зображеної на рис. 2, мають вигляд: – коефіцієнт опору коченню; – сила опору коченню ведучого колеса, Н; , або При сталому русі дотична сила тяги витрачається на подолання сили опору коченню та сили опору з боку остову. Максимальна величина Рк обмежена зчепленням рушіїв з ґрунтом (дорогою). , Н, де ϕ – коефіцієнт зчеплення; Gзч – зчіпна вага, або вага, яка приходиться на ведучу ось (нормальна реакція ґрунту Yк). Коефіцієнт зчеплення ϕ – це відношення максимально припустимого (без буксування) за зчепленням колового зусилля Ркmax на колесі до зчіпної ваги, тобто: Значення коефіцієнтів ϕ для колісних тракторів: – снігова прикатана дорога; – поле, підготовлене під посів; – пооране поле; – стерня, переліг, ґрунтова дорога; – цілина. Розрізняють два граничних значення дотичної сили тяги Рк: – “по двигуну” – “по зчепленню” Для руху коліс трактора без буксування необхідно, щоб дотична сила “по двигуну” була меншою за дотичну силу “по зчепленню”:
