Способ определения тягово-мощностных показателей тракторов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для выявления тягово-мощностных показателей тракторов при их испытаниях в эксплуатационных условиях. В способе определения тягово-мощностных показателей тракторов создают регулируемое горизонтальное усилие сопротивления движению испытуемого трактора. Одновременно догружают задний ведущий мост, создавая регулируемую вертикальную нагрузку на поперечину прицепного устройства задней навески или гидрокрюк. Дополнительно нагружают регулируемым моментом сопротивления двигатель испытуемого трактора через его вал отбора мощности и фиксируют значения тягово-мощностных показателей и показателей нагрузок на различных передачах трансмиссии и фонах сельскохозяйственных работ. Устройство для определения тягово-мощностных показателей тракторов содержит силоизмерительную аппаратуру, загрузочный трактор, передняя навеска которого соединена при помощи троса с поперечиной прицепного устройства задней навески или гидрокрюком испытуемого трактора и прицепную одноосную раму. В лонжеронах внутреннего пространства рамы расположен с возможностью перемещения груз, а сверху на раме закреплено пневматическое тормозное устройство, соединенное через шарнирный карданный вал с валом отбора мощности испытуемого трактора. Достигается повышения эффективности использования дорогостоящей техники. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для выявления тягово-мощностных показателей тракторов, являющихся основными характеристиками для обоснования проектирования прицепных сельскохозяйственных машин, рационального агрегатирования машинно-тракторных агрегатов и режимов их работы в реальных условиях эксплуатации.

Известен способ и устройство для определения мощностных показателей тракторов [ГОСТ 30747-2001. Тракторы сельскохозяйственные. Определение показателей при испытаниях через вал отбора мощности - ИПК Из-во стандартов. - Мн. - 2002], при котором мощностные параметры испытуемого трактора определяются при помощи торможения его двигателя через хвостовик вала отбора мощности (ВОМ). Для этого укомплектованный и отрегулированный испытуемый трактор устанавливают на ровную твердую площадку и соединяют хвостовик ВОМ при помощи шарнирного карданного вала с загрузочным устройством, представляющим собой гидравлический, пневматический или электрический тормозной стенд, оснащенный силоизмерительным оборудованием. Испытания проводят с целью определения максимальной мощности на ВОМ, мощности на ВОМ при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя, мощности на ВОМ в зависимости от частоты вращения хвостовика ВОМ и при частичных нагрузках, создаваемых загрузочным устройством на ВОМ испытуемого трактора. Все испытания проводят при положении органов управления регулятором частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива. При испытаниях по определению максимальной мощности на ВОМ частота вращения хвостовика ВОМ должна соответствовать максимальной мощности на ВОМ. При испытаниях по определению мощности на ВОМ при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя, указанной в технических условиях на трактор и (или) дизель конкретной модели частота вращения хвостовика ВОМ должна соответствовать номинальной частоте коленчатого вала двигателя. При испытаниях по определению мощностнтых показателей на ВОМ в зависимости от частоты вращения хвостовика ВОМ измерения проводят при последовательном уменьшении частоты вращения, начиная с частоты вращения хвостовика ВОМ, соответствующей максимальной мощности на ВОМ, до частоты вращения, меньшей или равной 85% частоты вращения при максимальном крутящем моменте ВОМ, через интервалы, не превышающие 10% частоты вращения хвостовика ВОМ, соответствующей максимальной мощности на ВОМ. Испытания по определению показателей на ВОМ при частичных нагрузках проводят при следующих скоростных режимах:

- при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя;

- при частоте вращения хвостовика ВОМ, равной 540 и(или) 1000 мин^-1.

При этом устанавливается следующая последовательность значений крутящего момента ВОМ на каждом скоростном режиме:

а) крутящий момент на ВОМ при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя или при частоте вращения хвостовика ВОМ, равной 540 и(или) 1000 мин^-1;

б) 85% крутящего момента, указанного в перечислении а;

в) 75% крутящего момента, указанного в перечислении б;

г) 50% крутящего момента, указанного в перечислении б;

д) 25% крутящего момента, указанного в перечислении б;

е) холостой ход при отсоединенном нагрузочном устройстве.

Обработанные результаты испытаний оформляются в виде протокола и иллюстрируются построением регуляторных, частично регуляторных характеристик, представляющих собой графики зависимости частоты вращения коленчатого вала двигателя n, (об/мин), крутящего момента М_кр, (Н·м) двигателя, часового G_T, (кг/ч) и удельного расхода топлива g_кр (г/кВт·ч) испытуемого трактора от частоты вращения хвостовика ВОМ n_ВОМ (об/мин) и мощности на BOM N_ВОМ, (кВт).

Помимо мощности на ВОМ известный способ позволяет при учете потерь в трансмиссии ВОМ определить номинальную мощность развиваемую двигателем N_ном 5 (кВт), что позволяет оценивать общее техническое состояние испытуемого трактора в текущий момент его эксплуатации.

Известный способ и устройство не позволяют испытывать трактор при его движении по полевому фону работ, что характерно для работы большинства машинно-тракторных агрегатов, поэтому воспользоваться регуляторными характеристиками можно лишь для обоснования проектирования, агрегатирования и использования стационарно работающих сельхозмашин, создающих нагрузку через ВОМ трактора, таких как дробилки зерна и початков кукурузы, транспортеры, шнеки, упаковщики силосной и сенажной массы в рукова, которые составляют не более 1% в общей массе сельскохозяйственных орудий и машин.

Известен способ и устройство для определения тяговых показателей тракторов [ГОСТ 30745-2001 Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей - ИПК Из-во стандартов. - Мн. - 2002; Испытания сельскохозяйственных тракторов. А.Т. Коробейников, B.C. Лихачев, В.Ф. Шолохов. - М.: Машиностроение, 1985. - С. 20-24, 97-103, 107-111], при котором укомплектованный и отрегулированный испытуемый трактор в эксплуатационных условиях на различных фонах полевых работ загружают мобильным загрузочным устройством в виде колесного, гусеничного трактора или автомобиля, соединенного тросом с поперечиной прицепного устройства задней навески или гидрокрюком испытуемого трактора. Трактор испытывают на ровном участке поля при максимальной подаче топлива, а сила сопротивления его движению создается за счет разницы в скоростях испытуемого трактора и загрузочного устройства, которая образуется путем либо снижения подачи топлива, либо перехода на низшую передачу мобильного загрузочного устройства. Тяговые показатели испытуемого трактора фиксируются при помощи силоизмерительного оборудования и определяются максимальными тяговыми усилиями на гидрокрюке или поперечине прицепного устройства в горизонтальной плоскости.

По результатам испытаний выстраивается тяговая характеристика, которая представляется изменением параметров n, об/мин (обороты двигателя), N_T, кВт (тяговая мощность), V, км/ч (скорость движения), G_T, кг/ч (часовой расход топлива) или g_кр, г/кВт·ч (удельный расход топлива), δ, % (буксование) в зависимости от величины тягового усилия Р_кр, Н. Полученная тяговая характеристика трактора выявляет максимальное значение величины тяговой мощности $$N_T^{\max }$$ и величину тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ при максимальной тяговой мощности на всех передачах трансмиссии испытуемого трактора.

Сопоставляя значения величин тягового усилия и тяговой мощности трактора, полученных по результатам испытаний и тягового сопротивления сельскохозяйственных орудий, специалист по эксплуатации сельскохозяйственной техники может составить рациональный машинно-тракторный агрегат, а проектировщик сконструировать прицепную сельскохозяйственную машину сопоставимую с тяговыми показателями испытуемого трактора.

Недостатком известного способа и устройства является:

- выстраиваемая по результатам испытаний тяговая характеристика трактора не универсальна, так как пригодна только для использования в процессе сертификации тракторов по тяговым классам, агрегатирования и проектирования прицепных сельскохозяйственных орудий, создающими чисто тяговую нагрузку (Р_кр) на трактор. Примером таких орудий являются: двухосные прицепы, двухосные прицепы с расположенными на их рамах емкостями различного назначения и т.п. Количество подобных орудий в общем шлейфе сельскохозяйственных машин не превышает 15-20%;

- мобильное загрузочное устройство, в виде загрузочного колесного, гусеничного трактора или автомобиля, создающего силу тягового сопротивления испытуемому трактору в горизонтальной плоскости, не позволяет определить тягово-мощностные показатели в условиях сложного силового воздействия на испытуемый трактор.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ определения тягово-мощностных показателей трактора и устройство для его осуществления {Козлов А.Е. Исследование и обоснование основных эксплуатационных параметров тракторных агрегатов для внутрихозяйственного технологического транспорта в условиях Северо-Западного района Нечерноземной зоны РСФСР. Дисс. на соискание уч. степени канд. техн. наук. - Л: НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР, 1976 г. - 130 с.; Егоров, В.Н. Повышение тягово-сцепных свойств тракторно-транспортного агрегата при лесохозяйственных работах Дисс. на соискание уч. степени канд. техн. наук. - Екетеринбург, 2012 г. - 141 с.], при котором укомплектованный и отрегулированный испытуемый трактор в эксплуатационных условиях загружают силовым воздействием в виде тяговой нагрузки в горизонтальной плоскости и нагрузки на заднюю ведущую ось трактора в вертикальной плоскости. В таком случае испытуемый трактор становится в некоторой степени грузонесущей машиной, поскольку на его заднюю ведущую ось через гидрокрюк или поперечину прицепного устройства задней навески передается часть веса со стороны загрузочного устройства. При этом создаваемая вертикальная догрузка, изменяя сцепной вес, изменяет тягово-мощностные показатели испытуемого трактора.

Мобильное загрузочное устройство помимо колесного, гусеничного трактора или автомобиля, соединенного тросом с поперечиной прицепного устройства задней навески или гидрокрюком испытуемого трактора, создающего регулируемую силу сопротивления движению испытуемого трактора в горизонтальной плоскости, дополнительно для создания регулируемой вертикальной догрузки на ведущую ось испытуемого трактора содержит одноосную раму, на которой сверху установлен перемещающейся с помощью гидроцилиндра груз.

Трактор, как и в ранее рассмотренном способе по ГОСТ 30745-2001, испытывают при максимальной подачи топлива на всех передачах трансмиссии и различных типичных фонах производства сельскохозяйственных работ. Тяговые показатели и показатели нагрузок испытуемого трактора фиксируются при помощи силоизмерительного оборудования. Сила сопротивления движению испытуемого трактора в горизонтальной плоскости создается за счет разницы в скоростях испытуемого трактора и загрузочного устройства, которая образуется путем либо снижения подачи топлива, либо перехода на низшую передачу мобильного загрузочного устройства. Величина догрузки заднего ведущего моста испытуемого трактора в вертикальной плоскости изменяется за счет перемещения груза, установленного сверху прицепной одноосной рамы загрузочного устройства, тем самым перераспределяя его вес, приходящийся на ось рамы и на гидрокрюк или поперечину прицепного устройства задней навески испытуемого трактора.

По результатам испытаний трактора выстраивается характеристика тягово-мощностных возможностей, которая, как и в ранее рассмотренном способе по ГОСТ 30745-2001, представляется изменением параметров n, об/мин (обороты двигателя), N_T, кВт (тяговая мощность), V км/ч (скорость движения), G_T, кг/ч (часовой расход топлива) или g_кр, г/кВт·ч (удельный расход топлива), δ, % (буксование) в зависимости от величины тягового усилия Р_кр, Н при различной величине догрузки заднего ведущего моста ΔR₂, Н испытуемого трактора. Полученная характеристика тяговых возможностей трактора выявляет максимальное значение величины тяговой мощности $$N_T^{\max }$$ и величину тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ на всех передачах трансмиссии испытуемого трактора при конкретно устанавливаемой величине догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора.

Как показывают результаты исследований с увеличением величины вертикальной догрузки на заднюю ось увеличиваются и тяговые качества испытуемого трактора. Так если при испытаниях трактора МТЗ-52 на поле, подготовленном под посев по ранее рассмотренному способу по ГОСТ 30745-2001, т.е. в случае отсутствия дополнительной нагрузки на заднею ведущую ось (ΔR₂=0Н), максимальная тяговая мощность достигает значения $$N_T^{\max }=\mathrm{14,71}\text{ кВТ}$$ , то при вертикальной догрузке равной ΔR₂=3,92 кН значение тяговой мощности равно $$N_T^{\max }=\mathrm{16,92}\text{ кВТ}$$ , а при ΔR₂=7,85 кН - $$N_T^{\max }=\mathrm{19,86}\text{ кВТ}$$ При дальнейшем увеличении величины догрузки на заднюю ведущую ось трактора до ΔR₂=11,77 кН тяговые качества трактора ухудшаются $$\left(N_T^{\max }=\mathrm{19,12}\text{ кВТ}\right)$$ , за счет потери части тяговой мощности из-за разгрузки переднего ведущего моста и затрат мощности на перекатывание испытуемого трактора. Кроме того, происходит потеря управляемости испытуемого трактора и возникает предельная нагрузка на шины его заднего моста.

Известный способ и устройство позволяют определить тягово-мощностные показатели трактора, которые могут быть использованы для обоснования проектирования и агрегатирования прицепных орудий, таких как одноосные прицепы, прицепы типа «тандем» и других подобных машин. Количество таких орудий в общем шлейфе используемых сельскохозяйственных машин не превышает 5-10%.

В качестве недостатков известного способа и устройства следует отметить, что в результате испытаний не создается полный режим силового воздействия на трактор, который оказывает большая часть шлейфа прицепных сельскохозяйственных машин и орудий с активными рабочими органами. Типичными представителями таких машин являются: прицепные косилки, картофелеуборочные комбайны, навозоразбрасыватели, силосоуборочные машины, прицепы-подборщики и т.д. Такие машины помимо тягового сопротивления в горизонтальной плоскости и вертикальной нагрузки на заднюю ось дополнительно загружают двигатель агрегатируемого трактора через ВОМ для обеспечения функционирования рабочих органов. Кроме того, расположение перемещаемого груза для создания дополнительной догрузки на заднюю ведущую ось трактора поверх одноосной прицепной рамы известного загрузочного устройства не дает возможности установки дополнительного оборудования, которое необходимо для имитации загрузки двигателя испытуемого трактора через ВОМ.

Сопоставление при агрегатировании не полностью выявленных при испытаниях трактора тягово-мощностных возможностей, с конкретными тяговыми сопротивлениями сельхозорудий и величиной отъема мощности двигателя агрегатируемого трактора на привод активных рабочих органов машин при эксплуатации приводит к значительной потере производительности машинно-тракторных агрегатов, а следовательно, и увеличению себестоимости производимой сельскохозяйственной продукции.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа определения тягово-мощностных показателей тракторов и устройства для его осуществления, позволяющих получить характеристики тракторов, которые могут быть использованы для обоснования проектирования и агрегатирования сельскохозяйственных машин, оказывающих сложные силовые воздействия на испытуемый трактор, работающий в реальных условиях эксплуатации, в различных сочетаниях нагрузок на него.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения тягово-мощностных показателей тракторов, при котором создают регулируемое горизонтальное усилие сопротивления движению испытуемого трактора и одновременно догружают задний ведущий мост, создавая регулируемую вертикальную нагрузку на поперечину прицепного устройства задней навески или гидрокрюк и фиксируют значения тяговых, мощностных и нагрузочных показателей на различных передачах трансмиссии и фонах производства сельскохозяйственных работ, дополнительно создают регулируемый момент сопротивления двигателю испытуемого трактора через его вал отбора мощности. Устройство для определения тягово-мощностных показателей тракторов, содержащее силоизмерительную аппаратуру, загрузочный трактор, передняя навеска которого соединена при помощи троса с поперечиной прицепного устройства задней навески или гидрокрюком испытуемого трактора и прицепную одноосную раму, в лонжеронах внутреннего пространства которой расположен с возможностью перемещения груз, а сверху на раме закреплено пневматическое тормозное устройство, соединенное через шарнирный карданный вал с валом отбора мощности испытуемого трактора.

Новые существенные признаки:

1) дополнительно создают регулируемый момент сопротивления двигателю испытуемого трактора через его вал отбора мощности;

2) перемещающийся груз установлен в лонжеронах внутреннего пространства рамы;

3) сверху на раме закреплено пневматическое тормозное устройство, соединенное через шарнирный карданный вал с валом отбора мощности испытуемого трактора.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяются испрашиваемый объем правовой охраны.

Техническим результатом является:

1) возможность получения множества значений тягово-мощностных показателей тракторов, соответствующих их нагружению в эксплуатационных условиях различными сельскохозяйственными машинами и орудиями;

2) по величинам тягово-мощностных показателей тракторов, значений и пределов изменения на типичных фонах производства работ тягово-мощностных сопротивлений и нагрузок сложных прицепных машин осуществляется рациональное составление машинно-тракторных агрегатов и обоснование режимов их работы в эксплуатационных условиях;

3. рациональное составление машинно-тракторных агрегатов позволяет более полно использовать потенциальные тягово-мощностные возможности тракторов, следовательно, более полно реализовать потенциальную производительность машин и агрегатов, что в свою очередь способствует снижению себестоимости производимой сельскохозяйственной продукции;

4. значения величин потенциальных тягово-мощностных возможностей тракторов, полученные в результате испытаний, позволят специалистам конструкторских отделов заводов-изготовителей сельскохозяйственной техники проектировать машины наиболее соответствующие по своим тягово-мощностным сопротивлениям и нагрузкам выбранному типу тракторов.

Фиг. 1 - Устройство для определения тягово-мощностных показателей тракторов, агрегатируемых с сельскохозяйственными машинами, оказывающими сложное силовое воздействие.

Фиг. 2. - Универсальная номограмма тягово-мощностных возможностей трактора в условиях различных по типу силовых воздействий, оказываемых сельскохозяйственными орудиями. (Трактор МТЗ-82. Фон - поле, подготовленное под посев).

Устройство для определения тягово-мощностных показателей тракторов содержит силоизмерительную аппаратуру 1 (например: датчики оборотов ВОМ и коленчатого вала двигателя, динамометры считывающие навесные и ротационный, тензодатчики на переднем и заднем мостах трактора, измерительно-регистрирующее (АЦП аналогово-цифровой преобразователь) и передающее (трекер, на базе модулей ГЛОНАСС/GPS и GSM) оборудование), загрузочный трактор 2, передняя навеска 3 которого соединена при помощи троса 4 с гидрокрюком 5 или поперечиной прицепного устройства (на фиг. 1 не показана) задней навески испытуемого трактора и прицепную одноосную раму 6, соединенную с гидрокрюком 5 испытуемого трактора через дышло 7, в лонжеронах 8 внутреннего пространства рамы 6 расположен перемещающийся с помощью гидроцилиндра 9 груз 10, а сверху закреплено пневматическое тормозное устройство 11, соединенное через карданный вал 12 с валом отбора мощности 13 испытуемого трактора. Пневматическое тормозное устройство 11 имеет заслонку выпуска нагнетаемого воздуха (на фиг. 1 не показана), жестко соединенную со штоком управляющего гидроцилиндра 14.

Осуществляют способ определения тягово-мощностных показателей тракторов следующим образом.

Перед испытаниями трактор укомплектовывают, регулируют и обкатывают в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Трактор заправляют дизельным топливом и смазочными материалами в соответствии с требованиями технических условий и эксплуатационной документации на трактор конкретной модели.

Перед испытаниями трактор прогревают до температуры охлаждающей жидкости и моторного масла в соответствии указанной в руководстве по эксплуатации трактора конкретной модели.

Трактор испытывают при температуре окружающего воздуха 20±7°C, считающейся стандартной при испытаниях автотракторных и комбайновых двигателей. При атмосферных условиях, отличных от стандарных, данные испытаний приводят к заданным согласно методике ГОСТ 18509-80 «Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний».

Испытуемый трактор соединяют с предлагаемым загрузочным устройством (фиг. 1). Для этого на испытуемый трактор устанавливают силоизрительную аппаратуру 1, состоящую, например, из: датчиков оборотов ВОМ и коленчатого вала двигателя, динамометров считывающих навесных и ротационных, тензодатчиков на переднем и заднем мостах трактора, измерительно-регистрирующего (АЦП аналогово-цифровой преобразователь) и передающего (трекер, на базе модулей ГЛОНАСС/GPS и GSM) оборудования. Мобильное загрузочное средство предлагаемого устройства в виде колесного трактора 2 соединяют через регулируемую по вертикальной оси переднюю навеску 3 при помощи троса 4 с гидрокрюком 5 или поперечиной прицепного устройства (на фиг. 1 не показана) задней навески испытуемого трактора. При этом линия действия тягового усилия, создаваемая загрузочным мобильным средством 2 предлагаемого устройства, должна быть горизонтальной и лежать в продольной плоскости симметрии испытуемого трактора, отклонение от нее должно быть не более 3°. Для этого высота расположения гидрокрюка 5 или поперечины прицепного устройства (на фиг. 1 не показана) испытуемого трактора фиксируется в самом высоком положении, указанном в руководстве по эксплуатации испытуемого трактора конкретной модели.

Дышло 7 прицепной одноосной рамы 6 предлагаемого загрузочного устройства соединяют с гидрокрюком 5 или поперечиной прицепного устройства (на фиг. 1 не показана) задней навески испытуемого трактора. Карданный вал 12 пневматического тормозного средства 11, установленного сверху на прицепной одноосной раме 6, соединяют с валом отбора мощности 13 испытуемого трактора. Груз 10, расположенный в лонжеронах 8 внутреннего пространства прицепной одноосной рамы 6 предлагаемого устройства, перемещается при помощи гидроцилиндра 9 и устанавливается в положение соответствующее конкретному значению вертикальной нагрузки R_кр на гидрокрюк 5 или поперечину прицепного устройства (на фиг 1. не показана) испытуемого трактора.

Трактор испытывают при различных сочетаниях нагрузок, оказываемых на него предлагаемым устройством, что позволяет не только расширить область определяемых тягово-мощностных характеристик тракторов и охватить известные способы определения тяговых и мощностных показателей тракторов.

Сначала трактор, установленный стационарно, испытывают при отсутствии тяговой нагрузки Р_кр=0 в горизонтальной плоскости и вертикальной догрузки R_кр=0 на гидрокрюк 5, загружая двигатель через ВОМ 13 с помощью пневматического тормозного средства 11, предлагаемого устройства согласно методике ГОСТ 30747-2001 «Тракторы сельскохозяйственные. Определение показателей при испытаниях через вал отбора мощности». Характер нагрузки испытуемого трактора в таком случае соответствует его нагружению в эксплуатационных условиях стационарными сельскохозяйственными машинами и орудиями, для привода рабочих органов которых испытуемый трактор может быть использован в качестве энергосредства. Нагрузку на ВОМ 13 испытуемого трактора увеличивают ступенчато, перекрытием с помощью гидроцилиндра 14 заслонки выпуска нагнетаемого воздуха (на фиг. 1 не показана), создавая тем самым сопротивление вращению вала вентилятора пневматического тормозного средства 11, соединенного через карданный вал 12 с ВОМ 13 испытуемого трактора. По результатам испытания выстраивается регуляторная характеристика и определяется величина максимальной эффективной мощности Ne_max, развиваемая двигателем испытуемого трактора, и фиксируются крутящий момент $$M_{к}^{вом}$$ , частота вращения n_вом и соответствующая им мощность N_вом на валу отбора мощности испытуемого трактора с помощью силоизмерительной аппаратуры 1, входящей в состав предлагаемого устройства.

Далее трактор испытывают в движении на всех типичных фонах производства сельскохозяйственных работ. При этом участок поля соответствующего фона должен удовлетворять характеристикам, указанным в таблице 1.

Условия испытания на почвенных фонах, не указанных в таблице 1, определяются и фиксируются согласно методике ГОСТ 20915-2011 «Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний».

Первая серия испытаний проводится при отсутствии вертикальной нагрузки R_кр на гидрокрюк 5 испытуемого трактора и загрузки его двигателя через ВОМ, т.е. $$M_{к}^{вом}=0$$ , для чего отключают ВОМ 13 испытуемого трактора, а груз 10, расположенный в лонжеронах 8 внутреннего пространства прицепной одноосной рамы 6, перемещают при помощи гидроцилиндра 9 в положение, когда вертикальная нагрузка R_кр на гидрокрюк 5 равна нулю. Характер силового нагружения в этом случае соответствует испытаниям трактора по методике ГОСТ 30745-2001 «Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей», так как на испытуемый трактор действует только горизонтальная тяговая нагрузка Р_кр.

Трактор испытывается на всех рабочих передачах трансмиссии при максимальной подаче топлива, а силу сопротивления его движению, т.е. горизонтальную реакцию Р_кр на гидрокрюке 5, создают за счет разницы в скоростях испытуемого трактора и загрузочного мобильного средства 2 в виде колесного трактора, путем снижения подачи топлива или перехода на низшую передачу мобильного загрузочного средства 2. Тяговые показатели испытуемого трактора фиксируются при помощи силоизмерительной аппаратуры 1 и определяются максимальными тяговыми усилиями на гидрокрюке 5 или поперечине прицепного устройства (на фиг. 1 не показана) в горизонтальной плоскости. Так же для каждой величины тягового усилия Р_кр создаваемого предлагаемым устройством фиксируется с помощью силоизмерительной аппаратуры 1 (тензодатчики на переднем мосту испытуемого трактора) величина реакции почвы ΔR₁ на передних колесах испытуемого трактора (величина разгрузки переднего моста испытуемого трактора).

По результатам испытаний трактора для каждого почвенного фона выстраивается его тяговая характеристика, представленная изменением параметров n, об/мин (обороты двигателя), N_T, кВт (тяговая мощность), V, км/ч (скорость движения), G_T, кг/ч (часовой расход топлива) или g_кр, г/кВт·ч (удельный расход топлива), δ, % (буксование) в зависимости от величины тягового усилия Р_кр, Н. По тяговой характеристике трактора выявляется максимальное значение величины тяговой мощности $$N_T^{\max }$$ и соответствующее ей значение величины тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ на всех передачах трансмиссии испытуемого трактора для каждого почвенного фона, на котором проходили испытания.

Затем проводят испытание трактора при увеличении вертикальной догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора и отсутствии загрузки его двигателя через ВОМ, т.е. $$M_{к}^{вом}=0$$ , для чего ВОМ 13 испытуемого трактора не включают. Трактор также испытывается при максимальной подачи топлива на всех передачах трансмиссии и типичных почвенных фонах производства сельскохозяйственных работ. Сила сопротивления движению испытуемого трактора в горизонтальной плоскости, т.е. горизонтальная реакция Р_кр на гидрокрюке 5 создается за счет разницы в скоростях испытуемого трактора и загрузочного средства 2, которая образуется путем либо снижения подачи топлива, либо перехода на низшую передачу мобильного загрузочного средства 2. Величина догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора в вертикальной плоскости изменяется ступенчато за счет изменения вертикальной нагрузки R_кр на гидрокрюк 5 или поперечину прицепного устройства (на фиг 1 не показана) испытуемого трактора, путем перемещения при помощи гидроцилиндра 9 груза 10, установленного в лонжеронах 8 внутреннего пространства прицепной одноосной рамы 6 предлагаемого устройства. Тяговые показатели и показатели нагрузок испытуемого трактора фиксируются при помощи силоизмерительной аппаратуры 1 предлагаемого устройства.

По результатам испытаний трактора выстраивают характеристики его тягово-мощностных возможностей, представленная изменением параметров n, об/мин (обороты двигателя), N_T, кВт (тяговая мощность), V км/ч (скорость движения), G_T, кг/ч (часовой расход топлива) или g_кр, г/кВт·ч (удельный расход топлива), δ, % (буксование) в зависимости от величины тягового усилия Р_кр, Н при различной величине догрузки заднего ведущего моста ΔR₂, Н испытуемого трактора. Полученные характеристики тяговых возможностей трактора выявляют максимальные значения величин тяговой мощности $$N_T^{\max }$$ и соответствующие им значения величин тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ на всех передачах трансмиссии испытуемого трактора при конкретно устанавливаемой величине догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора, для каждого почвенного фона на котором проходили испытания.

Следующая серия испытаний происходит при одновременном сложном силовом нагружении испытуемого трактора тремя видами нагрузок: нагрузка Р_кр в горизонтальной плоскости, догрузка ΔR₂ заднего ведущего моста испытуемого трактора в вертикальной плоскости, загрузка двигателя испытуемого трактора тормозным моментом $$M_{к}^{вом}$$ через его ВОМ 13 пневматическим тормозным средством 11 предлагаемого устройства. Испытания трактора также происходят в движении на всех типичных фонах производства сельскохозяйственных работ. Трактор испытывается на всех рабочих передачах трансмиссии при максимальной подаче топлива.

ВОМ 13 испытуемого трактора включают согласно инструкции по эксплуатации трактора конкретной модели. Нагрузку на ВОМ 13 испытуемого трактора увеличивают ступенчато, согласно заданному значению нагрузки конкретного опыта из проводимой серии испытаний, перекрытием с помощью гидроцилиндра 14 заслонки выпуска нагнетаемого воздуха (на фиг 1 не показана), создавая тем самым сопротивление вращению вала вентилятора пневматического тормозного средства 11, соединенного через карданный вал 12 с ВОМ 13 испытуемого трактора.

Силу сопротивления движению испытуемого трактора, т.е. горизонтальную реакцию Р_кр на гидрокрюке 5, создают одновременно с другими нагрузками ступенчато, согласно заданному значению нагрузки конкретного опыта из проводимой серии испытаний, за счет разницы в скоростях испытуемого трактора и загрузочного мобильного средства 2 в виде колесного трактора предлагаемого устройства, путем снижения подачи топлива или перехода на низшую передачу мобильного загрузочного средства 2.

Величина догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора в вертикальной плоскости имитируется предлагаемым устройством одновременно с действием других силовых нагрузок и изменяется также ступенчато, согласно заданному значению нагрузки конкретного опыта из проводимой серии испытаний, за счет изменения вертикальной нагрузки R_кр на гидрокрюк 5 или поперечину прицепного устройства (на фиг. 1 не показана) испытуемого трактора, путем перемещения при помощи гидроцилиндра 9 груза 10, установленного в лонжеронах 8 внутреннего пространства прицепной одноосной рамы 6 предлагаемого устройства.

Тягово-мощностные показатели и показатели нагрузок испытуемого трактора фиксируются при помощи силоизмерительной аппаратуры 1, входящего в состав предлагаемого устройства.

По результатам испытаний трактора выстраиваются характеристики его тягово-мощностных возможностей, представленные изменением параметров n, об/мин (обороты двигателя), N_T, кВт (тяговая мощность), V км/ч (скорость движения), G_T, кг/ч (часовой расход топлива) или g_кр, г/кВт·ч (удельный расход топлива), δ, % (буксование) в зависимости от величины тягового усилия Р_кр, Н при различной величины догрузки заднего ведущего моста ΔR₂, Н и величины мощности N_вом на его ВОМ 13, затраченной на преодоление тормозного крутящего момента $$M_{к}^{вом}$$ созданного тормозным средством 11 предлагаемого устройства. Полученные характеристики тяговых и мощностных возможностей трактора выявляют максимальные значения величин тяговой мощности $$N_T^{\max }$$ и соответствующие им величины тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ на всех передачах трансмиссии испытуемого трактора при конкретных величинах догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора и мощности N_вом на его ВОМ, затраченной на преодоление тормозного крутящего момента $$M_{к}^{вом}$$ .

По результатам испытаний трактора для каждого почвенного фона производства сельскохозяйственных работ, на котором проходили испытания, выстраивается итоговая номограмма (фиг. 2), характеризующая область тягово-мощностных возможностей испытуемого трактора при его сложном силовом нагружении, создаваемым предлагаемым устройством. Номограмма выстраивается в координатах: реакция почвы ΔR₁ (Н или кг), на передних колесах испытуемого трактора (величина разгрузки переднего моста испытуемого трактора); величина тягового усилия Р_кр (Н или кг), развиваемая испытуемым трактором.

Для этого откладываются точки, соответствующие максимальным значениям тягово-мощностных показателей испытуемого трактора и действующих на него нагрузок при реализации конкретного опыта из соответствующей серии испытаний трактора. Так, например, точка 1 (фиг. 2) соответствует значениям ΔR₁=0 и Р_кр=0 и максимальной мощности на ВОМ испытуемого трактора $$N_{ВОМ}^{\max }$$ , реализуемой на преодоление тормозного крутящего момента $$M_{к}^{вом}$$ при испытаниях трактора по ГОСТ 30747-2001 «Тракторы сельскохозяйственные. Определение показателей при испытаниях через вал отбора мощности». Точка 2 (фиг. 2) соответствует значению величины реакции почвы ΔR₁, на передних колесах испытуемого трактора МТЗ-82 равной ΔR₁=275 кг при максимальном значении величины развиваемого тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1400\text{ кг}$$ , отсутствии дополнительной догрузки заднего ведущего моста ΔR₂=0 и нагрузки на ВОМ испытуемого трактора, т.е. $${М}_{к}^{вом}=0\left({\text{N}}_{\text{вом}}=0\right)$$ , которые фиксируются по результатам испытаний трактора на фоне производства работ - поле, подготовленное под посев, по методике ГОСТ 30745-2001 «Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей». Точки 6, 10 и 14 (фиг. 2) соответствуют значениям величины реакции почвы ΔR₁, на передних колесах испытуемого трактора и развиваемым при этом максимальным значениям величины тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ при отсутствии нагрузки $${М}_{к}^{вом}=0\left({\text{N}}_{\text{вом}}=0\right)$$ на ВОМ испытуемого трактора, но при различной величине дополнительной догрузки заднего ведущего моста ΔR₂≠0), т.е.: т.6 - ΔR₁=380 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1500\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=0\left({\text{N}}_{\text{вом}}=0\right)$$ , ΔR₂=400 кг; т.10 - ΔR₁=500 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1570\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=0\left({\text{N}}_{\text{вом}}=0\right)$$ , ΔR₂=800 кг; т.14 - ΔR₁=600 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1540\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=0\left({\text{N}}_{\text{вом}}=0\right)$$ , ΔR₂=1200 кг. Точки 3, 4 и 5 (фиг. 2) соответствуют значениям величины реакции почвы ΔR₁ на передних колесах испытуемого трактора и максимальным значениям величины развиваемого при этом тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ при отсутствии дополнительной догрузки заднего ведущего моста ΔR₂=0 и снятии части мощности с ВОМ испытуемого трактора на преодоление крутящего тормозного момента $${М}_{к}^{вом}\ne 0$$ , создаваемого тормозной установкой предлагаемого устройства, т.е: т.3 - ΔR₁=220 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1190\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=91\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=13\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=0; т.4 - ΔR₁=185 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1000\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=147\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=21\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=0; т.5 - ΔR₁=160 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=812\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=224\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=32\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=0. Точки 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 16 и 17 соответствуют значениям величины реакции почвы ΔR₁, на передних колесах испытуемого трактора и максимальным значениям величины развиваемого при этом тягового усилия $$P_{кр}^{N_T^{\max }}$$ при различной дополнительной догрузки заднего ведущего моста AR₂≠0 и снятии части мощности с ВОМ испытуемого трактора на преодоление крутящего тормозного момента $${М}_{к}^{вом}\ne 0$$ создаваемого тормозной установкой предлагаемого устройства в каждого конкретного опыта проводимых испытаний, т.е: т.7 - ΔR₁=335 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1250\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=91\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=13\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=400 кг; т.8 - ΔR₁=300 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1020\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=147\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=21\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=400 кг; т.9 - ΔR₁=260 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=820\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=224\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=32\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=400 кг; т.11 - ΔR₁=450 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1300\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=91\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=13\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=800 кг; т.12 - ΔR₁=400 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1028\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=147\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=21\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR²=800 кг; т.13 - ΔR₁=355 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=825\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=224\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=32\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR²=800 кг; т.15 - ΔR₁=555 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1320\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=91\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=13\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=1200 кг; т.16 - ΔR₁=500 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=1010\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=147\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=21\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=1200 кг; т.17 - ΔR₁=460 кг, $$P_{кр}^{N_T^{\max }}=815\text{ кг}$$ , $${М}_{к}^{вом}=224\text{ Нм }\left({\text{N}}_{\text{вом}}=23\text{ л}\text{.с}\right)$$ , ΔR₂=1200 кг.

По характерным точкам выстраиваются вспомогательные линии: СС…С^IIIС^III, характеризующие изменение величины реакции почвы, на передних колесах испытуемого трактора ΔR₁ в зависимости от величины тяговой мощности, развиваемой испытуемым трактором при различной величине догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ испытуемого трактора; ВВ…В^IIIВ^III характеризующие изменение величины реакции почвы, на передних колесах испытуемого трактора ΔR₁ и величины развиваемого тягового усилия Р_кр в зависимости от величины мощности N_вом, реализуемой на преодоления тормозного крутящего момента $$M_{к}^{вом}$$ , создаваемого предлагаемым устройством; АА (МТЗ-82 $$\Delta R_1^{пред}=510\text{ кг}$$ ) характеризующую предельную величину разгрузки переднего моста по параметрам безопасности и управляемости при движении и потери тягового усилия на переднем ведущем мосту испытуемого трактора.

Таким образом заштрихованная часть номограммы (фиг. 2) отражает область тягово-мощностных возможностей испытуемого трактора при различном силовом нагружении в процессе эксплуатации.

Применение полученных по результатам испытаний итоговых номограмм (фиг. 2) на практике позволит, например, специалистам конструкторских отделов заводов-изготовителей сельскохозяйственной техники проектировать машины наиболее соответствующие по своим тягово-мощностным сопротивлениям и нагрузкам выбранному типу тракторов. Так, если на привод активных рабочих органов проектируемой машины, которая, как планируется, будет на практике агрегатироваться с тракторами МТЗ-82 и работать на поле, подготовленном под посев, необходимо отнять через ВОМ трактора 32 л.с., при этом часть веса агрегатируемой с трактором машины через дышло будет передано на гидрокрюк трактора, т.е. величина догрузки заднего ведущего моста ΔR₂ составит 400 кг, то проектировщик при конструировании машины должен предусмотреть, что величина тягового сопротивления (в горизонтальной плоскости) сельскохозяйственной машины в агрегате не должна превышать 820 кг.

По номограммам практики сельхозпроизводства могут осуществлять рациональный выбор машин и орудий на рынке сельскохозяйственной техники наиболее соответствующих по тягово-мощностным возможностям имеющимся в хозяйстве тракторов или, наоборот, имея сельскохозяйственную машину с конкретными характеристиками тягового сопротивления и оказываемых в агрегате нагрузок, специалист сельхозпредприятия может подобрать трактор наиболее подходящий по тягово-мощностным характеристикам с целью составления наиболее рационального с точки зрения производительности и затрат машинно-тракторного агрегата.

1. Способ определения тягово-мощностных показателей тракторов, при котором создают регулируемое горизонтальное усилие сопротивления движению испытуемого трактора, одновременно догружают задний ведущий мост, создавая регулируемую вертикальную нагрузку на поперечину прицепного устройства задней навески или гидрокрюк и фиксируют значения тяговых, мощностных и нагрузочных показателей на различных передачах трансмиссии и фонах производства сельскохозяйственных работ, отличающийся тем, что дополнительно создают регулируемый момент сопротивления двигателю испытуемого трактора через его вал отбора мощности.

2. Устройство для определения тягово-мощностных показателей тракторов, содержащее силоизмерительную аппаратуру, загрузочный трактор, передняя навеска которого соединена при помощи троса с поперечиной прицепного устройства задней навески или гидрокрюком испытуемого трактора и прицепную одноосную раму, на которой установлен с возможностью перемещения груз, отличающееся тем, что груз установлен в лонжеронах внутреннего пространства рамы, на которой сверху закреплено пневматическое тормозное устройство, соединенное через шарнирный карданный вал с валом отбора мощности испытуемого трактора.