Питание к электродвигателю может подаваться от генератора, установленного на тракторе и вращаемого двигателем внутреннего сгорания - трактор с электротрансмиссией; от электросети через тролей или раскладываемый и убираемый кабель - электротрактор; от аккумуляторной батареи - вследствие громоздкости и ограниченного рабочего ресурса иа тракторах не применяется.

Основным типом тракторного двигателя благодаря автономности, высокой экономичности н пусковой готовности, малому удельному весу, хорошей надежности является четырехтактный дизель. Характеристики наиболее распространенных дизелей приведены на рис. 1.2 и 1.3. Для тракторных дизелей средние значения = 1,15 и 06 = 0,654-0,7.

Для упрощения агрегата двигатель- трансмиссия , снижения трудоемкости и металлоемкости машины, улучшения ее тяговых и эксплуатационных качеств ведутся работы по созданию дизелей с постоянной мощностью в широком (Пщах- О.бпщах) диапазоне изменения частоты вращения.

Постоянную мощность Ng = const с колебанием не более ±5% в диапазоне шах-0,7д1пах получают введением саморегулирующегося турбонагнетателя и согласованием цикловой подачи топлива и воздуха специальным корректирующим устройством в регуляторе топливного насоса. При этом крутящий момент изменяется по закону Лд = const/Пд (рис. 1.4) и коэффициент приспособляемости достигает й = 1,4-1,6. Система охлаждения такого двигателя должна быть рассчитана на тепловыделение при максимальном крутящем моменте. Для снижения интенсивности охлаждения при максимальной угловой скорости и работе на регу-ляторной ветви привод вентилятора должен иметь переменное передаточное отношение. Еще лучше применять вентилятор с переменным шагом лопастей.

Рис. Нагрузочные характеристики

электродвигателей: постоянного тока, шунтового (штриховые линии); постоянного тока, сериесного (сплошные линии); трехфазного, асинхронного с короткозамкиутым ротором (штпих-пунктирные линнн)

W 15 20 М ,кгсм

то МО woo woo гтов/мин

-----

fll-rI7;lZr re ;efl:-- характеристики д -

(сплошные лийии) 2 / СМД-И; 2 - СМД-60

лгс-м LaL

Рис. 1.5. Нагрузочные характеристики газовой турбины со свободнопоршне-вым генератором газа

1200 то то ima пцщмии

.4. Скоростные характеристики дизелей: ; - А-41; 2 - А-4ШМ

Рабочую точку двигателя постоянной мощности нужно брать с коэффициентом загрузки 1,1 -1,2, т. е. при работе с частотой вращения (0,85-0,9) Лщах

Хорошие результаты можно ожидать при применении газовых турбин. Силовая установка из свободнопоршневого генератора газа и газовой турбины обеспечивает = 3(рис. 1.5). Применение газовой турбины позволяет в 3-4 раза уменьшить число передач. Недостатком ее является повышенный шум, необ.хо-димость понижающего редуктора, более сложный пуск.

1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА И СТРУКТУРЫ РЯДА ПЕРЕДАЧ

Диапазон передач должен охватывать скорости и тяговые усилия, определяемые характером выполняемых трактором операций. Различают диапазоны скоростей:

замедленных (технологических): скорости ограничиваются условиями выполнения работы, а не необходимостью увеличения тягового усилия; используются с ограничением тягового усилия (Ркр < н) и тяговой мощности; к ним же относятся скорости заднего хода;

основных: при изменении скорости движения обратно пропорционально изменяется касательная сила тяги; самая низшая основная скорость (первая) является резервной и используется для преодоления случайных возрастаний сопротивления; низшая рабочая скорость (вторая или третья) обеспечивает получение номинального тягового усилия; высшая и близкая к ней скорости являются транспортными и применяются для холостых переездов и буксирования прицепов (тележек по дорогам).

Замедленные скорости выбирают по рекомендациям нормали ОН-13-138-64, разработанной Н.АТИ совместно d-vz-iaa,. ..гпоттндинп клягсу тоактооа:

Класс трактора, тс....... .

Первый диапазон замедленных скоростей, км/ч;

при номинальной частоте вращения ..........

при регулировании частоты

вращения ........

Второй диапазон замедленных скоростей, км/ч;

при номинальной частоте вращения ..........

при регулировании частоты вращения ........

2 в. я. Анилович

йог по peKUiVJCHAau.i-i m jiw.-.u./...--- --- - .

; ВИСХОМом, соответственно классу трактора: 0,9 и 1,4 2,0 3,0 и 4,0 6,0 и более

1,0-1,6 0,6-1,6

0,35-1,0 0,2-1,0

1,2-2,8 0,7-2,8

0,5-1,0 0,3-1,2

1,8-3,6 1,1-3,6

0,1-0,28 0,06-0,28

0,33 - 0,91 0,2 - 0,91

Каждый из диапазонов замедленных скоростей должен иметь бесступенчатое регулирование или не менее трех передач, подобранных по геометрической прогрессии (для тракторов класса 0,6 тс допускаются две передачи). Регулировать скорость движения снижением частоты вращения двигателя допускается только при-условии, что агрегатируемые машины не требуют для привода всей мощности и номинальной частоты вращения двигателя.

Скорости заднего хода желательно, а для гусеничных тракторов обязательно иметь в следующих диапазонах: 2,5-4 км/ч для подъезда к орудиям при сцепке и 5-10 км/ч для холостого хода при челночном способе работы. Число передач не менее двух.

Основные скорости определяют, исходя из полного диапазона тяговых

усилий Ат = . Удобнее пользоваться диапазоном передач = -2- =

= - . Общие передаточные числа силовой передачи находят по тяговому усилию: гп

(Ркр гоах + Pf)

max - 1---гт--,

МпЦк. г

(Kpl. ax + f)K

min - m =

или по теоретической скорости движения гтах = 1 = 0,377/-к

= ы = 0,377гк-, max

где /-к - динамический радиус колеса, м: для колесного трактора / = (0,5ш+ --0,83fe,u) Юз [здесь Ь, - ширина и посадочный диаметр шины, мм; подбирают по вертикальной нагрузке на колесо]; для гусеничного трактора

Гц = (здесь /г, гзз - шаг (м) и число звеньев гусеницы, укладываемых

за один оборот звездочки).

Обычно передаточные числа резервной и низшей рабочей передач находят по максимальному Ркр max и номинальному Рн тяговым усилиям, принимая за и передаточное число второй или третьей передачи, а высшей передачи - по заданной скорости Ушах-

Бесступенчатые передачи еще недостаточно отработаны и поэтому требуемый диапазон передач перекрывают ступенями.

Число ступеней передач

1яАэ.ц

+ 1 =

Ig Аэ. ц

где Аэ. ц - диапазон экономически целесообразного изменения режима работы двигателя, гидромеханической и электромеханической передач: Аэ. ц = = Л4в шахШв mm [здесь Мвтах, Мъ mm - максимальный и минимальный крутящие моменты при постоянной полной мощности двигателя или снижения ее до значения ч\ эЛн (где *1и. э - экономически оправданный коэффициент использования мощности при недогрузке и перегрузке двигателя или при снижении к. п. д. бесступенчатой передачи: для гидромеханической и электромеханической

передач принимают э = 0,8-0,85 и находят Аэ. = Щк. э/ м. где гм = 0,95 - силовое передаточное число при скольжении 5%jj.

Для дизелей с N = const принимают т), g *з с> считая средний коэффициент загрузки А!з,с = 0,5 (1 + q)- Тогда Дэ. ц = 1/(2йз. с - 1).

дополнительной передачи:

Сцер

:3 г,

где Спер - уве-чччение стоимости трактора от введения передачи, руб.: Спер = == + С2 VNa (здесь - стоимость ко.мплекта шестерен и деталей механизма переключения, руб.; Cj - коэффициент увеличения стоимости от мощности); Л - прибыль от повышения производительности в результате увеличения загрузки, руб.: П-== ~ - ГгчРз (здесь q,n+i - знаменатели геометриче-ской прогрессии передач с от и от -f 1 ступенями; Tj. - средняя годовая выработка: принимают 2000 ч/г; Cq - стоимость одного часа работы трактора, [руб./ч; Сч = (0,022-:-0,025) jVh; рэ - коэффициент, учитывающий усложнение эксплуатации и ремонта при введении дополнительной передачи: (Зэ = 0,8 ).

Передаточные числа распределяют по ступеням, исходя из следующих ус-лввий.

1. Одинаковая степень изменения загрузки двигателя при переходе с одной передачи на другую - геометрический ряд передач (рис. 1.6, а). Основные уравнения:

Рт Jli m-i , Цщ Pi Pm-i 2 Ui Um.i

- Pa = QPi Рз = /Рг = ?Pi. i=<P2f 2

= const = 9 =

= qUi,

где p, - окружное усилие на ведущем колесе: Pi - Ркр + Pf-Знаменатель геометрического ряда

2. Одинаковые интервалы между тяговыми усилиями - арифметический ряд передач. Основные уравнения:

Pi - Рг = Pm-i - Рт = Const = rfp, 1 - 2 = Um-i - Um = di. Pa = Pi - dp; 2 = Ui - di,

p p

где dp, di - знаменатели арифметических рядов: dp = - ; di =

= i m m-] .

Скорости в этом случае распределятся по гармоническому ряду ----- =

const.

%\ переходе на высшую передачу разгрузка двигателя увеличивается (рис. 1.6, б).

Рис. 1.6. Лучевая диаграмма подбора ступеней передач-мо7ичес иТр?д б - арифметический ряд; rap-

3. Одинаковые интервалы между скоростями и изменение касательных сил тяги по гармоническому ряду. Основные уравнения;

Иг -t)i = t)m - am-i = const = d , -5---5~ = 5--

- = const = Яр,

2 1 m m-i

Знаменатели гармонических рядов:

1- m

(m - 1)

m-1

При переходе на высшую передачу разгрузка двигателя уменьшается (рис. 1.6, в).

4. Обеспечение наибольшей производительности - рациональный ряд, подбирается по закону вероятности загрузки трактора -р = Ф (Р), где dt - элемент времени. Коэффициент производительности трактора при ступенчатой трансмиссии

где бес. tm - время выполнения некоторого объема работ при бесступенчатой трансмиссии и при трансмиссии, имеющей т ступеней.

Установив закон вероятности нагрузки, можно определить структуру ряда, обеспечивающую наибольший коэффициент к: при равновероятной нагрузке Ф (Р) = const, при гиперболическом изменении нагрузки Ф (Р) = К/Р оптимальным является геометрический ряд; при росте нагрузки по прямой Ф (Р) = = КР оптимальным является арифметический ряд; при распределении нагрузки

по экспоненте Ф (Р) =

0 1А2Л

18 (-ср)

(здесь

(Р.-Рт).--

О - стандарт, РсрИ Р -среднее и текущее значения нагрузки) оптимальным является комбинированный ряд.

В современных тракторах широко применяют коробки передач умноженного типа, увеличивающие вдвое число передач при небольшом усложнении конструкции. В этих коробках часто принимают структуру основного рабочего ряда передач по геометрической прогрессии и повторяют ее в ускоренном (транспортном) Диапазоне. Снижение производительности из-за отклонения геометрического ряда от оптимального при большом числе передач практически незаметно.