Какие силы входят в уравнение тягового баланса трактора при равномерном движении

Вопросы

Уравнение тягового баланса автомобиля.

Для вывода уравнения тягового баланса сначала выведем уравнение движения автомобиля. Для этого рассмотрим разгон автомобиля на подъеме.

Спроецируем все силы, действующие на автомобиль, на поверхность дороги:

Подставим в формулу касательные реакции дороги R_XI и R_X2,, объединим члены с коэффициентом сопротивления качению и члены с ускорением j и, принимая во внимание соотношения f(R_Zl +R_Z2) = Pk, а также коэффициент учета вращающихся масс, получим уравнение движения автомобиля в общем виде:

Где P_T —тяговая сила, P_k – сила сопротивления качению, P_П – сила сопротивления подъему,P_B –сила сопротивления воздуху,P_и –сила инерции.

Запишем это уравнение в следующем виде:

Максимальное значение тяговой силы P_T ограничено сцеплением колес с дорогой P_kφ=Ga’*φ (где Ga’-сцепной вес авто, или вес приходящийся на ведущие колеса; φ-коэффициент сцепления колеса с дорогой),т.е.

Уравнение тягового баланса трактора.

Тяговый баланс трактора определяет собой равенство между движущей силой Рд и суммой сил сопротивления, действующих на трактор. В соответствии с уравнением движения МТА:

MdV/dt=Pк-(Pкр+Рf±Pa) различают тяговые балансы трактора для установившегося(dV/dt=0) и для неустановившегося(dV/dt¹0) движений.

Установившееся движение имеет место при постоянной рабочей скорости(V=Vp=const) и при достаточном сцеплении движитилей с почвой. Тяговый баланс при этом:

Ркр-тяговое усилие трактора, кН

Рк-касательная сила тяги, Н

Рf-сила сопротивления движению трактора, кН

Рa-сила сопротивления подъему трактора

При разгоне или торможении (dV/dt¹0) на трактор дополнительно действуют сила энергии агрегата:

m-масса агрегата, кг

При неустановившемся движении тяговый баланс:

Знак «+» перед Ри принимают при разгоне и наоборот.

Сила инерции Ри в процессе работы МТА способствует плавному преодолению кратковременных перегрузок без резких колебаний скорости.

Дата добавления: 2015-09-10 ; просмотров: 186 | Нарушение авторских прав

Видео:Расчет цепи с ИСТОЧНИКОМ ТОКА по законам КирхгофаСкачать

Сельскохозяйственные и мелиоративные машины

Видео:Урок 4. Расчет цепей постоянного тока. Законы КирхгофаСкачать

Тяговый и мощностной баланс трактора

Тяговый баланс трактора

На рисунке 1 представлена схема внешних сил, действующих на гусеничный трактор, движущийся ускоренно и на подъеме с углом α .

Рисунок 1. Схема внешних сил, действующих на трактор

В направлении движения действует только одна активная сила, это сила движущая агрегат F .
Все другие силы, направленные в противоположную сторону движения трактора — это силы сопротивления:
— составляющая тягового сопротивления рабочей части агрегата R_а , возникающая в связи перемещением и выполнением рабочими машинами технологического процесса (приложенная к трактору она называется тяговым усилием P_кр ),
— сопротивление движению самого трактора со стороны опорной поверхности P_f ,
— сопротивление воздушной среды P_в ,
— силы инерции P_j ,
— дополнительное сопротивление на преодоление подъема (спуска) P_α .

Сумма сил сопротивления движения трактора может быть выражена формулой:

Так как m_пр•dv/dt представляет собой приведенную силу инерции P_j , то уравнение движения агрегата с учетом формулы (1) может быть представлена уравнением, в котором сила, движущая агрегат, равна алгебраической сумме внешних сил, действующих на движущийся трактор:

Формула (2) называется уравнением тягового баланса трактора .

В направлении, перпендикулярном движению агрегата, действуют следующие внешние силы: составляющая веса трактора m∙g∙cosα , составляющая от воздействия рабочих машин на трактор R_вм = P_кр∙tgβ и соответствующие реакции почвы R_осн (для гусеничного трактора) или действующие на ведущие Rв и направляющие колеса R_н (колесных тракторов).

Сопротивление движению трактора со стороны почвы зависит от конструкции ходового аппарата и веса трактора, свойств и неровностей почвы, величины тягового усилия, скорости движения. Все эти факторы находятся в сложной взаимосвязи и определение сопротивления движению от каждого фактора в отдельности весьма затруднительно.
Поэтому для практических расчетов сопротивления передвижению используют упрощенную зависимость:

где m – эксплуатационная масса трактора, кг;
m_м – масса рабочей машины, кг;
р – коэффициент, показывающий, какая часть массы рабочей машины нагружает трактор;
f – коэффициент пропорциональности, обычно называемый коэффициентом сопротивления передвижения;
g – ускорение свободного падения, м/с 2 .

Понятие эксплуатационной массы включает конструктивную массу трактора, массу тракториста (по стандарту 75 кг), массу балластных грузов и возимого инструмента, массу полной заправки всех емкостей горюче-смазочными материалами и охлаждающей жидкостью и массу устанавливаемого на тракторе дополнительного оборудования, указанного в технической документации.

Из рисунка 1 видно, что сопротивление подъему (спуску) выражается зависимостью:

Поскольку углы подъемов (спусков) небольшие, то без большой ошибки можно принять sinα ≈ tgα , а tgα = h/l = i (то есть отношение величины подъема h к величине ее заложения l ). Тогда сопротивление подъему можно представить более удобной для расчета формулой:

Из формулы (5) видно, что при подъеме (спуске) на один процент (градус) сопротивление машины изменяется (увеличивается или уменьшается в зависимости от знака) на один процент ее веса.

Сопротивление воздушной среды P_в обычно учитывается при относительной скорости воздушного потока более 18 км/ч.
Так как скорости движения машинно-тракторных агрегатов сравнительно небольшие то, сопротивление воздушной среды невелико и им обычно при расчетах пренебрегают, принимая Р_в = 0 .

Величина dv/dt зависит от большого числа случайных факторов и, как показывают многочисленные опытные данные, распределена по нормальному закону. Поэтому наиболее вероятной средней величиной ускорения прямолинейно-поступательного движения является нуль. Это служит основанием для упрощения расчетов по составлению агрегатов, принимая движение установившимся и P_j = 0 .

Силы инерции P_j обычно учитывают при расчете разгона или торможения МТА, когда ускорение может достигать 10 м/с 2 .

В большинстве практических расчетов по составлению МТА принимают, что движение установившееся ( dv/dt = 0 ) и сопротивление воздушного потока невелико.
В этом случае уравнение тягового баланса трактора имеет вид:

Как видно из уравнения (6) и рисунка 1 в случае установившегося движения тяговое усилие трактора Р_кр = R_а , движущая агрегат сила F = P_с .

Мощностной баланс трактора

Как известно, мощность — это произведение силы на скорость движения тела под действием этой силы. Поэтому, аналогично тому, как составляется баланс сил, описывается и баланс мощностей, называемый уравнением мощностного баланса.

Уравнение мощностного баланса показывает, на какие составляющие расходуется эффективная мощность двигателя N_е , и в общем виде записывается:

где N_тр — потери мощности в трансмиссии, кВт;
N_f — потери мощности на качение (самопередвижение) трактора;
N_б — потери мощности на буксование;
N_а — потери мощности на преодоление подъема;
N_j — потери мощности на преодоление сил инерции;
N_ВОМ — мощность, отводимая через вал отбора мощности трактора (ВОМ);
N_в — потери мощности на преодоление сопротивления воздуха;
N_кр — полезная мощность на крюке.

Обычно для оценки тяговых и мощностных качеств трактора мощностной баланс рассматривают для случая движения по горизонтальной дороге в установившемся режиме без отбора мощности через ВОМ. При этом потерей мощности на преодоление сопротивления воздуха пренебрегают. При постоянной скорости движения машины не учитывают и потери на преодоление сил инерции.

Видео:Метод контурных токов - определение токов. ЭлектротехникаСкачать

ТЯГОВЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ТРАКТОРА

Видео:Урок 268. Задачи на мощность тока и КПДСкачать

ТЯГОВЫЙ БАЛАНС ТРАКТОРА

Уравнение тягового баланса трактора

Тяговый баланс колесного трактора аналитически можно выразить уравнением, отражающим баланс движущей силы и сил сопротивления.

В соответствии с рис. 41 составим уравнение проекций сил на ось, параллельную поверхности пути:

где Х_к — реактивная, толкающая трактор сила, возникающая в пятне контакта ведущего колеса с почвой; Р_к‘_р — горизонтальная составляющая силы тягового сопротивления (приложена в месте соединения

Рис. 41. Схема сил и моментов, действующих на трактор в общем случае движения

трактора с машиной); Х_п — реактивная сила в пятне контакта ведомого колеса с почвой; Pj — сила инерции (приложена в центре масс); P_w — сила сопротивления воздуха (приложена в центре парусности); C_ipsina = Pj — составляющая силы тяжести трактора, возникающая на спуске и подъеме.

Силы Pi и (7_Tpsina имеют разные знаки (плюс, минус) в зависимости оттого, движется трактор на подъеме или на спуске, разгоняется или тормозит. При подъеме и разгоне силы Р: и /*, берут со знаком «плюс», при спуске и замедлении — со знаком «минус».

Реакции Х_к и Х_п смещены от вертикальной оси колес вперед соответственно на расстояние а_к и а_п. Из уравнения равновесия моментов, действующих на ведущее колесо, можно найти выражение для определения реакции Х_к. Это позволит учесть все силовые факторы в уравнении тягового баланса.

Уравнение равновесия моментов относительно точки 0₃ (оси колеса) имеет следующий вид:

где — сила и момент сопротивления качению ведущего колеса.

Из уравнения моментов, действующих на ведомое колесо относительно оси его вращения, найдем реакцию Х_п:

где г_п — динамический радиус переднего колеса.

Подставляя значения Х_к и Х_п в исходное уравнение баланса сил, действующих на трактор, получим, что касательная сила тяги Р_к уравновешивается суммой следующих сил:

Если обозначить горизонтальную составляющую (7_Tpsina через P_t и принять, что сила сопротивления качению трактора P_f = P_{f n} + P_{f K} и cosy_Kp

1 (угол у не превышает 15. 20°), то Р cosy = Р’

а уравнение тягового баланса колесного трактора или автомобиля примет вид

Режим движения сельскохозяйственного трактора по полю характеризуется следующими особенностями:

• • скорость 5. 12 км/ч; сопротивление воздуха мало, и им можно пренебречь (P_w = 0);
• • машинно-тракторный агрегат движется без значительных изменений скорости, поэтому инерционными силами также можно пренебречь (Pj = 0);
• • как правило, уклоны полей незначительные и можно принять

С учетом этих особенностей уравнение тягового баланса (35) имеет следующий вид:

Итак, при равномерном движении трактора по горизонтальной поверхности касательная сила тяги Р_к, образуемая на ведущем колесе ведущим моментом, равна сумме горизонтальной составляющей силы тягового сопротивления Р_кр и силы сопротивления качению Р,.

Уравнение тягового баланса гусеничного трактора не отличается по своим составляющим от уравнения тягового баланса колесного трактора.

Составляющие уравнения тягового баланса рассмотрены далее в соответствующих главах книги.

🔥 Видео

Классификация четырехполюсников. Системы уравнений четырехполюсниковСкачать

Решение задачи. Расчет электрической цепи по законам КирхгофаСкачать

Баланс мощностейСкачать

определение реакций в стержнях от действия грузовСкачать

Двигатель трактора совершил полезную работу 23 МДж, израсходовав при этом 2 кг бензина. - №25983Скачать

Урок 71. Простейшие задачи на правило силСкачать

Урок 130. Задачи на работу, мощность, КПД (ч.1)Скачать

Определение времени хода (метод равномерных скоростей)Скачать

Расчет переходного процесса через ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ уравнение по законам Кирхгофа│Классический методСкачать

Лекция 020-1. Цепи постоянного тока. Расчет при помощи уравнений КирхгофаСкачать

Метод узловых потенциалов. Самое простое и понятное объяснение этого методаСкачать

Техническая механика/Определение реакций в жесткой заделке.Скачать

ЛЕКЦИЯ №14. ТММ. Силовой анализ механизма.Скачать

Зависимость силы тока от напряжения. Сопротивление. Закон Ома | Физика 8 класс #15 | ИнфоурокСкачать

300) остов двигателя и механизм движения (КШМ) вопросы ГОСОВ и МККСкачать

ТОЭ 78. Переходные процессы в электрических цепях, составление характеристических уравнений 1 способСкачать