Phương trỡnh cõn bằng cụng suất của mỏy kộo là phương trỡnh biểu thị mối quan hệ giữa cụng suất phỏt ra của động cơ và cỏc thành phần cụng suất chi phớ cho cỏc lực cản chuyển động. Trường hợp tổng quỏt là khi mỏy kộo cú sử dụng trục thu cụng suất, phương trỡnh cú dạng như sau:
Ne = Nm.s+ Nƒ+ Nδ± Ni ± Nj + Nm +N0 (2.26) trong đú:
Ne − cụng suất hiệu dụng của động cơ;
Nm.s − cụng suất tiờu hao trong hệ thống truyền lực và trờn nhỏnh xớch chủ động (nếu là mỏy kộo xớch);
Nƒ − cụng suất tiờu hao cho lực cản lăn;
Nδ − cụng suất tiờu hao do bỏnh chủ động hoặc xớch bị trượt;
Ni − cụng suất tiờu hao do lực cản dốc, lấy dấu (+) khi lờn dốc và lấy dấu (−) khi xuống dốc;
Nj − cụng suất tiờu hao cho lực cản quỏn tớnh, lấy dấu (+) khi chuyển động nhanh dần và lấy dấu (−) khi chuyển động chậm dần;
Nm− cụng suất cú ớch trờn múc kộo (cụng suất kộo); N0 − cụng suất truyền cho trục thu cụng suất.
Tỷ số giữa cụng suất kộo và phần cụng suất động cơ dựng để thực hiện cụng việc kộo được gọi là hiệu suất kộo:
ηk m e o N N N = − (2.27) Trường hợp khụng sử dụng trục thu cụng suất :
ηk m e N N
= (2.28)
Hiệu suất kộo là một chỉ tiờu quan trọng để đỏnh giỏ tớnh chất kộo của mỏy kộo và để đỏnh giỏ so sỏnh chất lượng kộo của cỏc mỏy kộo khỏc nhau.
Hiệu suất kộo phụ thuộc vào cỏc thụng số cấu tạo, chế độ tải trọng và điều kiện sử dụng chỳng. Vỡ vậy, cựng điều kiện sử dụng như nhau, hiệu suất kộo của cỏc mỏy kộo khỏc nhau là khỏc nhau hoặc cựng một loại mỏy kộo, hiệu suất kộo sẽ khỏc nhau khi làm việc ở điều kiện khỏc nhau.
Để đơn giản trước hết ta xột trường hợp mỏy kộo chuyển động ổn định trờn đường nằm ngang và khụng sử dụng trục thu cụng suất . Cỏc trường hợp khỏc sẽ được xem như là trường hợp đặc biệt.
Trong trường hợp này phương trỡnh cõn bằng cụng suất như sau: Ne = Nm. + Nƒ+ Nδ+ Nm (2.29)
Phõn tớch bản chất của quỏ trỡnh truyền cụng suất ta cú thể biểu diễn phương trỡnh (2.29) theo dạng sơ đồ sau đõy:
Trong đú:
Nk − cụng suất truyền cho bỏnh chủ động ; Nk = Ne − Nm.s = PkvT
NR- cụng suất truyền lờn khung để đẩy mỏy kộo chuyển động; NR = Nk− Nδ = Pkv
Sơ đồ truyền cụng suất từ động cơ đến mỏy nụng nghiệp
N e N k= P kv T N R= P kv N m= P mv N ms N d N f
Nm− cụng suất kộo ở múc.
Nm = NR − Nƒ = Pmv Pk − lực kộo tiếp tuyến ;
vT , v − vận tốc lý thuyết và vận tốc thực tế;
Cỏc hao tổn cụng suất trong từng khõu truyền Nms ,Nδ ,và Nƒ cũng được đỏnh giỏ qua cỏc hiệu suất tương ứng, cụ thể là:
− Hiệu suất cơ học trong hệ thống truyền lực: ηm k e e m s e m s e N N N N N N N = = − . = −1 . (2.30) Suy ra: Nm.S =( 1 -ηm)Ne
− Hiệu suất tớnh đến sự ảnh hưởng của độ trượt ηδ = N = = N P v P v v v R k k k t T hoặc ηδ= 1 - δ (2.31)
− Hiệu suất tớnh đến sự ảnh hưởng của lực cản lăn: ηf m R m k m k m m N N P v P v P P P fG P = = = = + (2.32)
Kết hợp cỏc cụng thức (2.28),(2.31)và (2.32) với những phộp biến đổi đơn giản ta nhận được:
ηk η η ηm δ f ηm δ m m P fG P = = − + (1 ) (2.33)
Khi tớnh toỏn cú thể chấp nhận ta giả thiết là hệ số cản lăn và hiệu suất cơ học trong hệ thống truyền lực là những đại lượng khụng đổi: f = const; hm
= const
Trờn hỡnh 2.5 là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất kộo ηk và lực kộo Pm theo cụng thức (2.33), Qua hỡnh 2.5 ta thấy khi lực kộo Pm=0 thỡ
trong hệ thống truyền lực và để thắng lực cản lăn. Với sự tăng lực kộo hiệu suất kộo cũng tăng lờn và đạt giỏ trị cực đại ηkmax, sau đú giảm dần đến ηk=0 (ứng với độ trượt δ=1). Trường hợp ηk =0 toàn bộ cụng suất động cơ bị hao tổn do ma sỏt trong hệ thống truyền lực và do trượt.
Khi ηk= ηkmax mỏy kộo làm việc cú hiệu quả nhất, do đú giỏ trị lực kộo ứng với ηkmax được gọi là lực kộo tối ưu Ptu.
Cần lưu ý rằng, hệ số ƒ và đường đặc tớnh trượt phụ thuộc vào cỏc thụng số cấu tạo của mỏy kộo và cỏc tớnh chất cơ lý của đất. Do vậy cỏc giỏ trị
ηkmax và Ptu của cỏc mỏy kộo khỏc nhau sẽ khỏc nhau và cũng sẽ thay đổi khi điều kiện sử dụng thay đổi