Тяговый расчет модульного энерготехнологического средства с учетом кинематического несоответствия привода ведущих осей

Показали, что мощность двигателя энергонасыщенных тракторов зачастую используется неполностью. Отметили вариант решения этой задачи: применение технологической части агрегата в качестве активного сцепного веса, для чего создано модульное энерготехнологическое средство.

Цель исследования Определить тяговый КПД блочно-модульного энерготехнологического средства при наличии кинематического несоответствия колес трактора.

Материалы и методы Систему уравнений равновесия транспортно-технологического модуля при свободной навеске на энергетический модуль представили в виде суммы проекций сил на оси. Касательную силу тяги и силу сопротивления качению каждой оси энергосредства выразили через соответствующие нормальные реакции почвы. При расчете многоосных ходовых систем приняли во внимание, что коэффициент сопротивления качению зависит от количества проходов колеса по одному следу и степени деформирования почвы предыдущими проходами. Нормальные реакции почвы на опоры энергетического модуля определили, рассматривая модульное энерготехнологическое средство в целом, приравнивая к нулю сумму проекции сил на ось OZ и сумму моментов относительно точки контакта с почвой передних колес энергетического модуля.

Результаты и обсуждение) Исследовали влияние кинематического несоответствия третьего моста относительно второго на КПД ходовой части. Анализируя зависимость КПД ходовой системы от кинематического несоответствия первого и третьего мостов при тяговом усилии 30 килоньютонов, отметили экстремумы всех зависимостей при кинематическом несоответствии третьего моста относительно второго, отличного от единицы.

Выводы Выявили закономерность изменения КПД ходовой системы модульного энерготехнологического средства от кинематического несоответствия третьего моста относительно второго при заданном кинематическом несоответствии первого моста относительно второго, которые конструктивно существуют у колесных тракторов 4К4. Определили превышение значений КПД ходовой системы при кинематическом несоответствии третьего моста, равном 1,04-1,06, если имеется конструктивное кинематическое несоответствие первого моста относительно второго в пределах 1,06-1,08.

1. Измайлов А.Ю., Кряжков В.М., Антышев Н.М., Елизаров В.П., Келлер Н.Д., Лобачевский Я.П., Сорокин Н.Т., Гурылев Г.С., Савельев Г.С., Сизов О.А., Шевцов В.Г. Концепция модернизации парка сельскохозяйственных тракторов России на период до 2020 года. М.: ВИМ. 2013. 87 с.

2. Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. и др. Приоритетные направления научно-технического развития отечественного тракторостроения // Сельский механизатор. 2021. N2. С. 3-5.

3. Шевцов В.Г., Годжаев Т.З., Ерилина Е.В. Перспективы развития сельскохозяйственных мобильных энергосредств // Тракторы и сельхозмашины. 2018. N3. C. 25-31.

4. Lankenau G.F.D., Winter A.G. An engineering review of the farm tractor’s evolution to a dominant design. ASME Journal of Mechanical Design. 2018.

5. Кутьков Г.М. Энергонасыщенность и классификация тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2009. N5. С. 11-14.

6. Кутьков Г.М. Развитие технической концепции трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2019. N1. С. 27-35.

7. Lipkovich E.I., Nesmiyan A.Y., Nikitchenko S.L., et al. Agricultural tractors of the fth generation. Scientia Iranica. 2020. Vol. 27. N2. 745-756.

8. Грибов И.В., Перевозчикова Н.В. Мощность – основной показатель для трактора тягово-энергетической концепции // Техника и технологии АПК. 2017. N5. С. 18-21.

9. Соловьев Р.Ю., Черанев С.В., Карякин С.Б., Коломейченко А.В., Грибов И.В. Актуальность разработки высокотехнологичных тракторов тяговых классов 0,6-2 // Техника и оборудование для села. 2019. N11(269). С. 14-17.

10. Шарипов В.М., Федоткин Р.С., Крючков В. А. и др. Экспериментальная проверка достоверности методики проектирования ведущих колес цевочного зацепления с резиноармированными гусеницами // Известия МГТУ МАМИ. 2017. N 3(33). С. 76-81.

11. Амельченко П.А., Дубовик Д.А., Жуковский И.Н. Энергонасыщенные тракторы: структура, производство и потребности АПК Беларуси // Вестник Белорусско-Российского университета. 2020. N3(68). С. 5-13.

12. Кутьков Г.М. Потенциальная производительность трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2017. N5. С. 48-52.

13. Кутьков Г.М., Грибов И.В., Перевозчикова Н.В. Балластирование сельскохозяйственных тракторов // Тракторы и сельхозмашины. 2017. N9. С. 52-60.

14. Шутенко В.В., Перевозчикова Н.В., Хорт Д.О. Сравнение эффективности использования балластных грузов и транспортно-технологических модулей для повышения тягово-сцепных свойств трактора // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. N3(32). С. 162-168.

15. Sidorov V.N., Voinash S.A., Ivanov A.A., Petrov S.A. Modu­lar-Technological Scheme for Tractors of Traction Clas­ses 1.4. IOP Conference. Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 666. 042048.

16. Сидоров М.В., Лавров А.В., Воронин В.А. Модульно-технологическая схема для тракторов тягового класса 1,4 // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. N4(37). С. 57-62.

17. Сидоров В.Н. Корнюшин Ю.П., Луценко Г.М. Укрупненная математическая модель модульного энергетического средства // Электронный журнал: наука, техника и образование. 2017. N4(16). С. 64-69.

18. Шутенко В.В. Перевозчикова Н.В. Математическое моделирование и оценка эффективности приводов транспортно-технологического модуля // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. Т. 67. N1(38). С. 87 92.

19. Шутенко В.В., Перевозчикова Н.В. Создание алгоритма управления индивидуальным приводом ведущих колес транспортно-технологического модуля // Агроинженерия. 2020. N5(99). С. 10-15.

20. Лавров А.В., Сидоров М.В., Воронин В.А. Технологический модуль для крестьянских фермерских хозяйств // Сельский механизатор. 2021. N3. С 5-7.

21. Годжаев З.Д., Шевцов В.Г., Лавров А.В., Ценч Ю.С., Зубина В.А. Стратегия машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России до 2030 года (Прогноз) // Технический сервис машин. 2019. N4(137). C. 220 229.

22. Измайлов А.Ю., Кряжков В.М., Антышев Н.М., Елизаров В.П., Лобачевский Я.П., Сорокин Н.Т., Гурылев Г.С., Савельев Г.С., Сизов О.А., Шевцов В.Г. Концепция модернизации сельскохозяйственных тракторов и тракторного парка России на период до 2020 года. М.: ВИМ. 2012. 56 с.