Файл: Морозов А.Х. Эксплуатация автоматических устройств мобильных сельскохозяйственных агрегатов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 0
мичности, резко падают обороты вала двигателя (сни жается производительность).
Условия же работы трактора в составе сельскохозяй ственных агрегатов таковы, что диапазон тяговых на грузок весьма обширен. Кроме того, наблюдаются посто янные изменения нагрузки даже для одного и того же агрегата.
Уравнение, связывающее мощность тяговое усилие Р и скорость движения V
|
|
|
|
|
PV |
|
|
|
|
|
здесь |
г] — коэффициент |
полезного |
действия |
передачи |
||||||
от дв'игателя к тяге на крюке. |
|
|
|
|
|
|||||
Поскольку необходимо обеспечить работу двигателя |
||||||||||
при мощности, |
близкой к номинальной |
(обеспечить посто |
||||||||
янство |
степени |
загрузки |
двигателя), |
с |
изменением |
Р |
||||
надо так |
изменять V, |
чтобы -снимаемая |
с |
двигателя |
||||||
мощность |
оставалась |
постоянной. |
Это |
достигается |
за |
счет введения между двигателем и ведущими колесами (звездочками) трактора передач, позволяющих сни жать или увеличивать скорость движения V в соответ ствии со значениями тягового усилия Р.
Такие устройства по способу изменения передаточ ного числа делят на бесступенчатые и ступенчатые. Сту
пенчатые |
передачи |
различают |
по методу переключения: |
||
с остановкой трактора (включение |
без нагрузки) и |
без |
|||
остановки |
или на ходу трактора |
(включение под |
на |
||
грузкой). |
|
|
|
|
|
Бесступенчатое |
изменение |
передаточного числа |
мо |
жет быть осуществлено механическим вариатором, гид рообъемными и гидродинамическими передачами, Эле ктр ически ми т р а нем и с си ямн.
На современных тракторах применяют 'все из пере численных выше передач. Наиболее распространены в настоящее время механические ступенчатые передачи. С целью получения более или менее стабильных значений степени загрузки двигателей число ступеней этих пере дач достигает 16 для основного движения .вперед, не считая возможного получения специально пониженных скоростей движения.
Казалось |
бы,' имея |
механическую передачу с боль |
шим числом |
ступеней |
и практически бесступенчатую |
установку номинального скоростного режима, можно обе-
106
опечить если не строго постоянное значение степени за
грузки двигателя, |
то весьма |
небольшие отклонения |
ее |
от оптимального |
значения. |
К сожалению, это не |
так. |
Водитель должен был бы непрерывно следить за вели
чинами внешних сопротивлений и подбирать |
наиболее |
||
выгодный |
режим • (учитывая, |
кроме степени |
загрузки, |
еще и требования по качеству |
выполняемой |
работы), |
|
изменяя |
передаточное число трансмиссии и |
положения |
рычага управления регулятором угловой скорости вала дизеля. Однако водитель не имеет каких-либо контроль но-измерительных приборов, позволяющих определить
наиболее выгодную передачу. Изменения |
внешних со |
|
противлений происходит настолько часто, |
что |
водитель |
не только не успевает включить нужную |
передачу, но, |
|
даже располагая большим опытом IB работе, |
не всегда |
может интуитивно решить, какая передача в данный мо мент наиболее выгодна. Для метода переключения пе редач с остановкой трактора такое переключение сни жает производительность агрегата, увеличивает 'непро изводительный расход топлива на последующий разгон. Дело усугубляется еще и тем, что в настоящее время повышается энергонасыщенность тракторов, а значит, повышается и само значение оптимальной рабочей ско рости. Но тракторный агрегат может и не тронуться с места при включении этой оптимальной передачи (что особенно ярко проявляется на транспортных работах).
Казалось бы, механические ступенчатые передачи должны быть полностью вытеснены бесступенчатыми передачами. Известно, что комбайны СК-3, СК-4 и все современные их модели с самого начала их выпуска снабжены бесступенчатым вариатором скорости движе ния. В этом случае скорость движения изменяет степень загрузки двигателя не только по сопротивлению перека тыванию, но и по процессу обмолота. Был проведен ин тересный опыт по определению основных эксплуатаци онных показателей работы трех комбайнов, управляе мых комбайнерами с разным стажем работы (табл. 6). Выяснилось, что показатели для комбайна с бесступен чатой передачей, управляемого малоопытным комбай нером, могут оказаться даже меньше, чем при работе опытного комбайнера со ступенчатым регулированием. Таким образом, оборудование комбайна бесступенчатой передачей при ручном управлении его не решает зада чу полностью, так как выбор значения степени загрузки
107
Т а б л и ц а 6
Результаты опытов по эффективности использования |
|
||||
|
бесступенчатой |
передачи |
|
|
|
|
|
Стаж р аботы |
комб ifiiiepa |
||
|
Параметры |
до 1 года |
до 5 |
лет |
до 10 лет |
|
|
||||
Расход топлива, кг/га |
6,5 |
5,8 |
|
5,5 |
|
Потерн зерна |
молотилкой, % |
3 |
2,2. |
1,5 |
|
Подача хлебной массы, кг/с |
2,45 |
2,72 |
2,95 |
||
Производительность, га/ч |
1,5 |
2,1 |
|
2,5 |
|
Коэффициент |
использования рабоче |
|
|
|
|
го времени |
|
0,83 |
0,92 |
0,96 |
субъективен, тем более что в данном случае требуется выбрать и степень загрузки молотилки комбайна.
Если сравнить бесступенчатые передачи с обычной шестеренчатой передачей по непроизводительным поте
рям мощности, окажется, |
что |
здесь |
безусловно проиг |
|
рывают и гидравлические |
и |
электрические |
передачи. |
|
Это и неизбежно при всяком |
преобразовании |
одного |
||
рода энергии в другую, а |
в данном |
случае преобразо |
вание двойное: механическая энергия, полученная в те пловом двигателе, преобразуется в электрическую или статический ('динамический) напор жидкости, а затем происходит обратное преобразование в механическую энергию.
При неумелом выборе передачи степень загрузки двигателя с обычной механической передачей не выше 0,7—0,85, значит, часть установленной на тракторе мощ
ности не |
используют (это |
невозможно |
не только |
из-за |
||||
неопытности тракториста, |
но |
из-за |
влияния |
колебаний |
||||
нагрузки). |
Гидравлическая |
и |
электрическая |
передачи |
||||
позволяют |
снять с |
двигателя |
полную |
мощность, |
чтобы |
|||
сразу же |
потерять |
часть мощности |
при преобразовани |
ях энергии.
'Колебания нагрузки при гидравлических и электриче ских передачах (угловая скорость вала дизеля постоян ная, износы деталей минимальные) вызовут весьма большие колебания поступательной скорости движения агрегата. Эти колебания не могут не ухудшить качества выполнения большинства сельскохозяйственных работ, отразятся на изнашивании узлов и деталей агрегата, кроме двигателя.
108
Как обстоит дело с производительностью разных машинно-тракторных агрегатов? Для иллюстрации мож но привести пример расчета для одного и того же агре гата, но с обычной механической передачей и с переда чей при переключении без разрыва потока мощности, с гидротрансформатором, установленным перед меха нической коробкой передач и гидрообъемной трансмис сией (табл. 7). В данном случае приведены две степени загрузки двигателя (по отношению среднего значения момента сопротивления к номинальному моменту дви гателя) и три различные степени неравномерности тя гового сопротивления:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
|
|
Относительная производительность |
агрегата |
|
||||||
|
|
|
с передачами различных типов |
|
|
|||||
|
|
|
|
Степень |
загрузки |
двигателя |
|
|||
|
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
0,8 |
|
|
Передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д=0,15 |
Д=0,30 |
Д = 0,45 |
Д = 0,15 |
Д = 0,30 |
Д~0,45 |
||
Механическая |
100 |
100 |
100 |
|
100 |
100 |
100 |
|||
Механическая с пе |
|
|
|
|
|
|
|
|||
реключением пе |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
редач |
без раз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рыва |
потока |
98—100 110—114 107-112 99 |
-106 98 -104 111—116 |
|||||||
Гидротрансфор |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
матор |
перед ме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ханической к п |
97-- 98 107^-110 101—107 39—103 98 - 102 |
103—113 |
||||||||
Гндрообъемная |
87 |
100 |
100 |
|
91 |
93 |
107 |
|||
|
|
|
|
|
АР |
|
|
|
|
|
где |
АР — амплитуда |
отклонений |
тягового |
сопротивле |
||||||
ния |
от среднего значения РС р. Заметим, что при расче |
|||||||||
те был принят |
синусоидальный |
закон |
изменения |
тяго |
||||||
вого |
сопротивления, |
что не отвечает |
реальным законам |
|||||||
распределения |
тяговых сопротивлений. |
|
|
|
Расчет ясно указывает на преимущество механи ческой передачи с переключением без разрыва потока мощности (без остановки агрегата) перед гидравличе скими передачами. Больший выигрыш в производитель ности всех трех последних передач по сравнению с обыч ной механической получается при меньших степенях загрузки двигателя и большей степени неравномерности тягового сопротивления.
109