Thị cân bằng cơng suất và đường đặc tính kéo thế năng

3.2.1 Đồ thị cân bằng cơng suất

Phương trình (3.4) biểu thị sự cân bằng công suất của máy kéo không dùng trục thu công suất và chuyển động ổn định trên mặt đường nằm ngang. Các thành phần cơng suất trong phương trình đều phụ thuộc vào tải trọng kéo (Fm).

Để dễ nhận thấy sự ảnh hưởng của tải trọng kéo đến các thành phần cơng suất ta biểu diễn phương trình (3.4) dưới dạng đồ thị với trục hoành biểu diễn lực kéoFm và trục tung là các thành phần công suất.

Giả thiết máy kéo có hộp số vơ cấp, nhờ đó động cơ ln phát huy được hết công suất Pe  Pemax const. Giả thiết này nhằm loại bỏ sự ảnh hưởng của đặc tính động cơ và các thông số cấu tạo của hệ thống truyền lực đến công suất kéo. Đồ thị cân bằng cơng suất được thể hiện trên Hình 3.2.

Hình 3.2 Đồ thị cơng suất

Hình 3.3 Đặc tính kéo thế năng

Ta đã biết công suất truyền cho bánh chủ động có thể được xác định theo cơng thức:

Pk F vk T (fFG F vm) T

suy ra T k m e G m G m P P v fF F fF F     

Trong trường hợp đang xét công suất động cơ luôn luôn bằng công suất danh nghĩa (Pe PeH const), do đó đường cong vận tốc lý thuyết có thể xây dựng theo cơng thức:

v vT(1) T m eH G m P v fF F    (3.9) Vận tốc thực tế: v vT(1)

Như vậy, nếu biết quan hệ định lượng giữa độ trượt và lực kéo

( m)

f F

  , công suất danh nghĩa của động cơ PeH , trọng lượng FG, hiệu suất cơ học m, hệ số cản lăn f với giả thiết m cons ,t f const , thì ta có thể xác định được các thành phần cơng suất theo lực kéo ở móc và sẽ xây dựng được đồ thị cân bằng cơng suất.

Trình tự xây dựng đồ thị cân bằng công suất:

1 Xây dựng đường cong trượt   f F( m)theo số liệu thực nghiệm hoặc theo công thức thực nghiệm.

2 Xây dựng đường cong vận tốc lý thuyết vT  f F( m)theo công thức (3.9) và vận tốc thực tế v  f F( m) theo (3.10).

3 Công suất hao tổn do ma sát trong hệ thống truyền lực:

(1 )

ms eH m

P P 

4 Công suất hao tổn do trượt: P (Fm  fFG)(vt v)

5  Công suất hao tổn do cản lăn: Pf  fF vG F vf

Qua đó ta thấy khi tăng lực cản kéo Pm công suất hao tổn do trượt N  sẽ tăng vì lực kéo tăng sẽ làm tăng độ trượt dẫn đến làm giảm vân tốc thực tế, cịn cơng suất hao tổn do cản lăn N giảm vì vận tốc giảm.

3.2.2 Đường đặc tính kéo thế năng

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc công suất kéo vào lực kéoPm  f F( m) khi sử dụng hốp số vô cấp và động cơ làm việc ở chế độ danh nghĩa được gọi

là đường đặc tính kéo thế năng của máy kéo (hình 3.3)

Đường đặc tính kéo thế năng của máy kéo biểu thị khả năng tạo ra cơng suất kéo lớn nhất có thể với các giá trị lực kéo đã cho, trong điều kiện đất đai đã được xác định.

Khi máy kéo chạy không công suất kéoPm 0, tồn bộ cơng suất truyền cho bánh chủ động chỉ để khắc phục lực cản lăn. Với sự tăng lực kéo công suất kéo cũng tăng dần đến giá trị cực đại Pm m, ax, sau đó sẽ giảm dần do độ trượt tăng nhanh. Khi độ trượt  = 1 (100%) thì Pm 0 và tồn bộ cơng suất truyền cho bánh chủ động sẽ tiêu hao vơ ích cho hiện tượng trượt.

Quy luật thay đổi công suất kéo cũng tương tự như sự thay đổi hiệu suất kéo. Nếu chọn tỷ lệ xích phù hợp đường cong hiệu suất và đường cong cơng suất kéo (đặc tính kéo thế năng) sẽ hồn tồn trùng nhau vì trong trường hợp này Nm và k quan hệ với nhau theo tỷ lệ thuận (Pm kPemax) .

Đường đặc tính kéo thế năng chỉ ra rằng, ở điều kiện đất đai xác định máy kéo làm việc có hiệu quả chỉ trong khoảng lực kéo nhất định FcpminFcp max. Nếu lực kéo nằm ngồi khoảng đó cơng suất kéo và hiệu suất kéo đều giảm xuống quá thấp. Máy kéo làm việc có hiệu quả nhất khi lực cản của liên hợp máy bằng lực kéo tối ưu Ftu, khi đó hiệu suất và cơng suất kéo đạt giá trị cực đại.

Hinh 3.4a Đặc tính máy kéo xích hộp số có cấp

Hinh 3.4b Đặc tính máy kéo xích hộp số có cấp

Phân loại máy kéo theo lớp lực kéo

Trong lĩnh vực nông nghiệp, các máy kéo phải đảm nhiệm nhiều loại công việc khác trên những điều kiện đất đai khác nhau, do đó lực cản kéo thay đổi trong phạm vi rất rộng. Để máy kéo làm việc có hiệu quả cần phải chế tạo ra nhiều loại máy kéo với các cỡ cơng suất khác nhau, mỗi loại sẽ có khoảng lực kéo riêng của mình và chỉ làm việc có hiệu quả trong khoảng lực kéo đó.

Lực kéo danh nghĩa

Để phân loại máy kéo theo lớp lực kéo người ta quy ước dùng giá trị lực kéo tối ưu làm tiêu chuẩn so sánh khi chúng làm việc trên cùng điều kiện chuẩn: ruộng gốc rạ, độ chặt và độ ẩm trung bình. Các giá trị lực kéo tối ưu nhận được trong điều kiện quy ước như vậy được gọi là lực kéo danh nghĩa FH.

Độ trượt tương ứng với lực kéo danh nghĩa PH dược gọi là độ trượt danh nghĩa H. Thực nghiệm cho thấy giá trị H =15-18% đối với máy kéo bánh và

H=5-7% đối với máy kéo xích.

Hệ thống máy kéo của các nước khác nhau có thể khác nhau, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng nước. Thông thường các máy kéo được phân theo các lớp: 2, 6, 9, 14, 20, 30, 40, và 50 kN (lực kéo danh nghĩa).