ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО РІВНЯ ЕНЕРГОНАСИЧЕНОСТІ КОЛІСНИХ ТРАКТОРІВ.

Abstract

UKR : Визначити рівень енергонасиченості колісного трактора, що дасть змогу використовувати такий трактор максимально ефективно — насамперед у складі тягових машинно-тракторних агрегатів, які мають можливість досягти заданого рівня завантаженості двигуна трактора за потужністю. Методи. Теоретичні дослідження проводили з використанням основ вищої математики, теорії тягової динаміки трактора, які роз- глядають процес перекочування еластичного колеса по деформованій ґрунтовій поверхні, описують суть тягової і перспективи тягово-енерге- тичної концепції розвитку мобільних тягових засобів стосовно рівня їх енергонасиченості. Розрахунки здійснювали у програмному середовищі Mathcad 15.0 із застосуванням аналітичних залежностей, які відобража- ють вплив конструктивних параметрів трактора і характеристик ґрунто- вого середовища на максимальне значення дотичної сили тяги енерге- тичного засобу при заданому рівні буксування його рушіїв. Результати. Проаналізовано аналітичну залежність енергонасиченості колісного трактора від параметрів, які визначають стан оброблюваного тяговим агрегатом агротехнічного фону (коефіцієнти опору коченню, буксування, тертя ковзання ґрунту) за різних швидкісних режимів. Висновки. За швидкості робочого руху тягового агрегату до 4 м/с (14,4 км/год) енергонасиченість трактора не має перевищувати 17 кВт/т. За реально- го швидкісного режиму його роботи на рівні 2 м/с (7,2 км/год) бажане значення цього показника у два рази менше. Поступове збільшення частки агротехнічних фонів із більшими значеннями їх опору коченню колісного рушія сприяє використанню тракторів із меншим (9 – 10 кВт/т) рівнем енергонасиченості. За умови збереження структури ґрунту внаслідок обмеження максимального значення буксування рушіїв колісних енергетичних засобів до 15% достатнім рівнем їх енергонасиченості є 9 – 10 кВт/т. У разі зменшення максимально допустимого значення буксування до 10 – 12% рівень енергонасиченості тракторів може (і має) бути ще меншим. За невеликого (9 – 10 кВт/т) рівня енергонасиченості колісних тракторів найраціональнішим методом підвищення продуктивності роботи тягових агрегатів є використання їх широкозахватних і комбінованих варіантів із широким застосуванням подвоєних/потроєних або арочних рушіїв із низьким тиском повітря у їх шинах. /////////ENG^Goal. To determine the level of energy sat- uration of a wheeled tractor, which will make it possible to use such a tractor as efficiently as possible — primarily as a part of traction ma- chine-tractor units that can reach a given level of load on the tractor engine in terms of power. Methods. Theoretical studies were carried out using the foundations of higher mathematics, the theory of traction dynamics of a tractor, which considered the process of rolling an elastic wheel on a deformed soil surface, described the es- sence of the traction and the prospects of the traction energy concept of the development of mobile traction vehicles concerning the level of their energy saturation. Calculations were carried out in the Mathcad 15.0 software environment using analytical dependencies that reflected the influence of the structural parameters of the tractor and the characteristics of the soil environment on the maximum value of the tangential traction force of the power vehicle at a given level of skidding of its engines. Results. The analytical dependence of the energy saturation of the wheeled tracto on the parameters that determine the state of the agricultural background processed by the traction unit (coefficients of rolling resistance, skidding, soil sliding friction) under different speed regimes was analyzed. Conclusions. At the working speed of the traction unit up to 4 m/s (14.4 km/h), the energy saturation of the tractor should not ex- ceed 17 kW/t. Under the real speed mode of its operation at the level of 2 m/s (7.2 km/h), the desired value of this indicator is two times less. The gradual increase in the share of agrotechnical backgrounds with higher values of their resistance to rolling of the wheeled drive contributes to the use of tractors with a lower (9–10 kW/t) level of energy saturation. If the soil structure is preserved due to the limitation of the maximum towing value of wheeled power vehicles to 15%, the sufficient level of their energy saturation is 9–10 kW/t. If the maximum permissible value of towing is reduced to 10–12%, the level of energy saturation of tractors can (and should) be even lower. At a small (9–10 kW/t) level of energy saturation of wheeled tractors, the most rational method of increasing the productivity of traction units is the use of their wide-grip and combined options with the wide use of double/triple or arch drives with low air pressure in their tires.