Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Тяговая динамика промышленного трактора общего назначения обусловливается действующими на него нагрузками и порядком движения при работе в дорожностроительном агрегате.

Характерными являются факторы, приведенные на схеме нагружения. Это сцепной вес 2 агрегата, изменяющийся при агрегатировании с рабочим оборудованием различного вида; кратковременный рабочий цикл, содержащий рабочий /р и холостой 7Х элементы; эксплуатационные условия, изменяющиеся в зависимости от свойств 5, 8 разрабатываемого грунта, а также дистанции 4 его разработки и перемещения; случайная тяговая нагрузка 5; случайные нагрузки 7б, 7Р в вертикальной плоскости, возникающие при разработке грунта дорожностроительным оборудованием и изменяющие сцепной вес системы трактор—оборудование; масса агрегата,к изменяющаяся вследствие переменной массы 6 набираемого и транспортируемого грунта; технологические ограничения Зр на рабочую скорость, обусловленные возможностью обеспечения эффективной работы системы управления рабочим оборудованием, качествами водителя и условиями его труда, а также технологические ограничения <?х на скорость холостого хода, зависящие от качества подвески, условий труда и техники безопасности; отбор мощности 9 на привод дорожностроительного оборудования, параллельный потреблению мощности движителем трактора.

В принципе для трактора общего назначения можно условно рассмотреть энергетический баланс трех видов.

Первый вид — это энергетический баланс при установившемся движении трактора, находящегося под воздействием стационарного тягового усилия, параллельного продольной оси трактора с постоянным сцепным весом, без отбора мощности на привод навесного оборудования.

Различие указанных методов заключается в том, что в первом методе при нулевой действительной скорости, т. е. при полном буксовании, Nf не равно нулю, а во втором методе Nf равно нулю, поскольку один из сомножителей в выражении Nf равен нулю.

 Для промышленного трактора, работающего с повышенным буксованием (часто 100 %), описание баланса по первому методу является более приемлемым, поскольку позволяет учитывать возрастающее при буксовании сопротивление передвижению.

Радиус ведущих колес в основном зависит от типа ходовой системы, поэтому часто на стадии тягового расчета вновь проектируемого трактора является величиной неизвестной. Он может быть изменен в процессе конструктивной доводки трактора, следовательно, его целесообразно объединить с передаточным числом трансмиссии и ввести новую постоянную iM — и/гк, которую назовем тяговым фактором.

Второй вид — это энергетический баланс, характеризующий равномерное движение трактора как статической системы, однако при уменьшении мощности на ведущих колесах вследствие неустановившегося характера работы МТУ, отбора мощности на гидропривод рабочего оборудования и снижения мощности на крюке в результате переменного сцепного веса агрегата, изменения давлений движителя на грунт и неустановившейся тяговой нагрузки.

Энергобаланс данного вида обусловлен искажением ряда функций, формирующих тяговую характеристику, вследствие динамического нагр ужения, а также отбора мощности на привод рабочего оборудования. Первой из указанных функций является скоростная характеристика двигателя или МТБ, которую необходимо рассматривать применительно к конкретному типу МТУ. Известно, что значение этой функции уменьшается при неустановившейся нагрузке двигателя в сравнении со значением той же функции при стационарной нагрузке. Указанное отклонение может быть различным и зависит от конструкции двигателя, типа трансмиссии и амплитудно-частотной характеристики момента сопротивления на коленчатом валу двигателя. Так, при работе МТУ с МТ отклонение мощности может составлять 5 % от максимальной мощности двигателя при номинальной частоте вращения. В работах Е. С. Арсеньева, В. И. Анохина, Г. М. Кутькова и других показано, что для блока двигатель— гидротрансформатор при имеющих место на тракторах и автомобилях частотах и амплитудах колебания нагрузки на валу турбинного колеса динамическая и статическая характеристики практически не отличаются.

В классической теории трактора зависимость рассматривается как статическая функция, зависящая от конструкций движителя и качеств грунта, на котором работает трактор [1, 7, 13, 14, 18, 20]. Такую характеристику получают во время тяговых испытаний трактора, осуществляемых при нагружении трактора статической тяговой горизонтальной нагрузкой. В действительности промышленный трактор работает при постоянно действующих знакопеременных вертикальной и горизонтальной нагрузках, в значительной степени изменяющих эпюру давлений движителя, а также сцепной вес агрегата. Вследствие случайности действия вертикальных и горизонтальных усилий реальная функция б (фкр) представляется в виде корреляционного поля, описываемого методами статистической динамики.

В зависимости от вида агрегатирования степень расхождения статической и динамической кривой коэффициента буксования может быть различной — от практического совпадения (скреперный агрегат) до значительного расхождения (бульдозерно-рыхлительный агрегат). Вид агрегатирования оказывает влияние также на сцепной вес трактора, что, в свою очередь, влияет на абсолютные значения функции б (Ркр).

Из выражений, характеризующих энергобаланс третьего вида, видно принципиальное отличие дифференциальных уравнений движения для машин, работающих при малых буксованиях движителей (автомобили, тягачи и др.), и для промышленных тракторов, работающих в режиме значительных буксований. Для первых угловое ускорение ведущих колес или какого-либо вала трансмиссии может быть связано однозначной зависимостью с линейным ускорением, что дает возможность условно приводить к поступательно движущейся массе машины вращающиеся массы путем введения коэффициента бвр вращающихся масс. Для вторых, если действительная скорость постоянно не равна теоретической, то указанные параметры связаны через коэффициент буксования 6, изменения которого носят случайный характер, что не позволяет принять какое-либо постоянное значение коэффициента вращающихся масс, как это принято в классической теории трактора [20], и необходимо раздельное рассмотрение инерционных составляющих от вращающихся и поступательно движущихся масс.