Невелика замітка про тягових випробуваннях тракторів.
Насправді, створити хороший трактор не так то просто.
Власне, слово tractor походить від англ. traction - тяга і перекладається, як «тягач», ніж трактор і є в першу чергу, а вже потім це універсальна машина для різних видів робіт. Саме тому якість трактора головним чином залежить від його тягових показників, які визначаються в ході тягових випробувань.
Що це за показники?
Таких показників кілька (загальна тягова характеристика трактора з поясненнями - на першому малюнку), але головних два - тяговий ККД і питома витрата палива по тягової потужності.
Що таке тяговий ККД? Двигун в тракторі має номінальну потужність, яка визначається заводом виробником, тобто потужність самого двигуна без будь-яких споживачів, крім паливного насоса. У складі ж трактора з'являються додаткові споживачі, без яких експлуатація неможлива: насоси для ОЖ і масла, генератори, кондиціонер і інші, природно, що вільної потужності, яку можна отримати від двигуна тепер менше, така величина називається експлуатаційної потужністю. При тягових роботах двигуну необхідно видавати потужність і на переміщення самого трактора і на корисне навантаження, тобто тягу на гаку. Ставлення тягової потужності, (твори швидкості руху трактора на зусилля на гаку), до експлуатаційної і є тяговий ККД, тобто ефективність трактора.
Говорячи простою мовою - чим менше трактор взяв на пересування себе самого, тим більше він залишив на корисне навантаження. Завдання конструктора якраз і полягає в підвищенні тягового ККД. Тягова потужність, залежить від маси трактора (другий малюнок), ККД його трансмісії, передавальних чисел в КПП (третій рисунок), якості шин і тиску в них.
Хороший тяговий ККД для колісних тракторів 70 ± 3%, для гусеничних 82 ± 3%.
За величиною тягового зусилля в точці максимальної тягової потужності визначається, т.зв. тяговий клас трактора, тобто його рівень (четвертий малюнок).
Що таке питома витрата палива по тягової потужності, думаю, зрозуміло з назви - це кількість палива необхідного для виконання одиниці тягових робіт. Так само, як і витрата двигунів, він вимірюється в г / кВтг.
Що являють собою тягові випробування?
Мета випробувань проста - визначити показники трактора в залежності від зусилля на його гаку і побудувати по ним тягову характеристику. Завдання полягає в додатку навантаження на гак трактора, постінному її підвищенні і визначенні його показників на кожному кроці.
З початком тягових випробувань, а це 50 ... 60-е рр. 20в. в якості навантаження застосовувалися серійний трактор або вантажівку (п'ятий і шостий малюнки), які слідували за випробуваним трактором і, знижуючи передачу або обороти двигуна, сповільнювалися. Зважаючи на це, між випробуваним трактором і навантажувальної машиною і виникало тягове зусилля. При такому методі задати необхідне навантаження було досить проблематично, адже рух по полю нерівномірно, а в наявності у оператора навантажувальної машини тільки ступінчаста КПП і подача палива.
Наступним етапом розвитку машин для тягових випробувань стала поява спеціалізованих тягових лабораторій. У трансмісії таких лабораторій були навантажувальні генератори, що дозволяють плавно і безступінчатий збільшувати навантаження і підбирати необхідне зусилля. Одна з таких лабораторій - тягова лабораторія «Кіровець» 89-го року випуску, виробництва Ленінградського Константіновкаского Заводу (сьомий малюнок), яка має максимальний тяговим зусиллям в 150 кН (
15 тонн). Таке зусилля на максимальній потужності зможе розвинути трактор з двигуном приблизно в 800 ... 900 к.с. Таких тракторів поки не проводиться і врядли вони коли небудь з'являться, так що лабораторія зможе випробувати будь-який з існуючих тракторів. Ідея створення такої лабораторії виникла при випробуваннях трактора Константіновкаец К-710 (восьмий малюнок). Це був найпотужніший радянський трактор з двигуном спочатку в 500, але потім дефорсованим до 450 к.с. Жодна з існуючих тягових лабораторій того часу, а це середина 80-х, не могла провести його повне завантаження.
Для визначення всіх показників використовується цілком серійне обладнання - тензозвенья для зусилля, витратоміри, тахометри для оборотів двигуна і рушіїв тощо.
Тягові випробування проводяться не тільки вУкаіни. Наприклад, в США існує Центр випробувань тракторів при Університеті Небраски (десятий малюнок)
Буксування рушіїв випробуваного трактора визначається як відношення твори числа оборотів його рушія на довжину їх окружності до твору числа обертів колійного колеса на довжину її кола. Тобто скільки трактор повинен був пройти, а скільки пройшов насправді. За агротехнологічним вимогою допустимо буксування в 16%, 14% і 5% для тракторів 4К4, 4К2 і гусеничних. З подальшим підвищенням буксування відбувається перемелювання грунту рушієм, що підвищує її ерозію і веде до втрати верхнього родючого шару.
Тягова характеристика трактора в загальному вигляді, тобто залежність його показників (швидкості руху, тягової потужності, часового і питомої витрати палива і буксування рушіїв) від тягового зусилля на гаку, для кількох передач.
Чітко видно, що максимальна (або близька до неї) тягова потужність розвивається на кількох передачах. Тут це передачі III-3 (синя), III-2 (червона) і II-3 (зелена).
При цьому III-3 підходить для робіт з малим навантаженням (бл. 45 кН) і високою швидкістю (бл. 15 км / год), наприклад - боронування дисками, при якому потрібно якісно перемішувати грунт за допомогою високої частоти обертання дисків. А передача II-3, навпаки, для робіт з більшим навантаженням (ок.65 кН) при низьких швидкостях (ок 10 км / год), наприклад - оранка.
Саме ці передачі називаються «робочими», використовувати трактор в полі на інших передачах недоцільно через збільшення питомої витрати палива на одиницю потужності.
Орієнтовна залежність маси гусеничних тракторів (ГТ) і колісних тракторів (КТ) від потужності двигуна.
Підбір маси трактора в залежності від потужності, що застосовується в ньому двигуна дуже важливий. Від маси залежить рівень зчеплення з ґрунтом. При недостатній масі зчеплення низьке - трактор не може реалізувати всю тягову потужність, тяговий ККД при цьому низький. Однак, всупереч поширеній думці, навантажувати трактор додаткової масою (баластом) до нескінченності не можна, тому що в один момент потужність двигуна почне йти на пересування самого трактора, а не на тягу.
Ділянки максимальної потужності для двох сусідніх «робочих» передач у двох різних тракторів. Чітко видно, що передавальні числа в КПП у «зеленого» трактора підібрані краще, ніж у «синього» і на двох передачах він розвиває практично однакову тягову потужність. «Синій» ж трактор втрачає приблизно 3,5 ... 4 кВт.
Тягові класи тракторів.
Поняття тягового класу введено для зручності класифікації тракторів і підбору знарядь.
Наприклад, плуг Рекомендется для тягового класу 5 і має робочі швидкості 8 ... 10 км / год. Більш потужний трактор, який знаходиться на вершині тягового класу 5, зможе працювати з цим плугом на швидкості в 10 км / ч, менш потужний на швидкості в 8 км / год.
Наприклад, трактор Беларус 82 - класу 1.4, а Константіновкаец К-700А / 701 - класу 5 ... 6
Тягові випробування трактора Т-4. Як навантаження - Константіновкаец К-700, в ньому всього лише 16 передач вперед і 11 тонн маси, так що ставити необхідне зусилля дуже непросто. Випробування могли затягуватися на декілька днів.
Тягові показники - зусилля, швидкість руху, витрата палива визначаються йде поруч лабораторної машиною.
Вантажівка з баластом в якості навантаження.
Тягова лабораторія Константіновкаец і трактор Константіновкаец К-744 Р4 з двигуном в 430 к.с, тобто приблизно початок тягового класу 8.
Попереду у лабораторії встановлено незалежне колійне колеса, для визначення пройденої відстані та буксування коліс випробуваного трактора.
Кіровець К-710 №4. Поки що на 500 к.с.
В цілому, непогана машина, але трансмісія не витримувала таку потужність.
Та й тяговий ККД був 68% проти 72% у відпрацьованого роками К-701. А навіщо платити більше, та ще й за кота в мішку?
Центр випробувань тракторів при Університеті Небраски.
на 4ом курсі мехфак лаби були у нас на цю тему, 2 мтз-80 тягали один одного і ми знімали все показники по паливу, по тязі і т.д а потім все це справа розраховували)))
Микола, У нас теж були на 4-му курсі мехфак, тільки у нас стенд був, а його крутив колесами Т-25)))
Сергій, у нас не було стенду, доводилося бігати за трактором і записувати свідчення)))
Микола, у вас веселіше було)))
Сергій, не те слово)))
Ну це стендові випробування.
У нас стендів три робочих є. А всього близько десятка.
Стенд на 400 кВт важить 8 тонн.
Сергій, згоден, стендові. Тягові випробування проводяться в поле з лабораторією)
Ми навіть зібрали редуктор з КП 701, для з'єднання трактора і стенду. Наш розвалився.
530 сил перетравлюється поки.
Сергій, потужність з Вома знімаєте?
Ну а звідки ще?
Сергій, хіба мало. може з бортовою, щоб врахувати втрати трансмісії)
Ну ми з урахуванням ККД «двигун-вом» потім перераховуємо під двигун.