СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЯГОВЫХ УСИЛИЙ ТРАКТОРА
METHOD OF MEASURING TRACTION FORCES OF TRACTOR

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении загрузки мобильного сельскохозяйственного агрегата (МСХА) во время проведения полевых работ.
Известен способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой (А.С. №2490610 G01L 5/13, G01M 17/007), при котором подготавливают машину и тяговое устройство с динамометром к испытанию, присоединяют машину к тяговому устройству и обеспечивают достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием. Машину присоединяют к тяговому устройству с возможностью измерения силы тяги, приложенной к остову трактора и направленной под углом к основанию, при этом обеспечивают достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием.
Машину присоединяют к тяговому устройству при использовании ее штатного крюка или механизма навески.
Минимальный угол наклона силы тяги к основанию определяют из условия достаточности сцепления ходового аппарата машины с основанием, что определяют по отсутствию буксования, а максимальный угол наклона силы тяги к основанию определяют из условия начала отрыва передних колес машины от основания.
Недостатками данного способа являются:
- трудоемкость выполнения испытаний;
- длительность проведения испытаний;
- узкая сфера применения;
- необходимость использования дополнительного оборудования для определения тяговых усилий навесных и полунавесных с.-х. машин.
Наиболее близким аналогом к заявленному способу относится «ГОСТ 30745-2001 Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей». Данный ГОСТ определяет порядок испытания тракторов для определения тяговых показателей, а именно:
1) Тяговые показатели определяют нагружением трактора силой, приложенной к сцепному устройству.
2) Проводят испытания на различных почвенных фонах.
3) Испытания следует поводить при всех вариантах силового привода ведущих колес, предусмотренных конструкцией конкретного трактора и руководством по его эксплуатации.
4) Измерения начинают после обеспечения стабильного режима работы трактора.
5) Положение органов управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя должно соответствовать полной подаче топлива.
6) Тяговая нагрузка при испытаниях на почвеных фонах на каждой передаче должна измеряться последовательно от нуля до максимального значения. Число ступеней нагрузки должно быть достаточным для определения максимальной мощности.
Максимальное тяговое усилие должно ограничиваться началом неустойчивой работы двигателя или буксованием, предельное значение которого должно быть: на треках не более 7% для гусеничных и 15% для колесных тракторов и гусеничных с эластичной (резиновой) гусеницей, а на почвенных фонах - 15% и 30% соответственно.
7) Измерения поводят при поддерживании заданного тягового усилия в течение не менее 20 с или времени, необходимого для прохождения расстояния не менее 20 м, в зависимости от того, какое время больше. На режимах максимальной тяговой мощности на каждой передаче расход топлива измеряют за время прохождения трактором не менее 100 м.
8) Максимальная тяговая мощность должна быть определена не менее чем на шести передачах, начиная с передачи, соответствующей скорости движении трактора около 16 км/ч, и заканчивая передачей, на которой допускается развивать максимальное тяговое усилие, не превышая указанный в 6 предел буксования. Если трактор имеет бесступенчатую трансмиссию, то испытания следует проводить при шести значениях передаточных чисел коробки передач, равномерно распределенных в диапазоне скоростей и тяговых усилий, соответствующих указанным в 6.
Если трактор имеет трансмиссию с гидротрансформатором, который может быть заблокирован оператором, то испытания проводят как с работающим, так и с заблокированным трансформатором.
9) В процессе испытаний на основе визуальных наблюдений регистрируют:
любые значительные вертикальные колебания колес и буксование, при котором они возникли;
потерю управляемости трактора при максимальных тяговых усилия.
10) Твердость и влажность почвенных фонов во время испытаний измеряют ежедневно не менее чем в десяти местах, равномерно расположенных по участку испытаний на глубине 5, 10 и 15 см в каждом месте.
11) До начала и после испытаний по определению тяговых показателей проводят испытания по определению мощности двигателя через ВОМ в соответствии с ГОСТ 30747.
12) Результаты измерений обрабатывают с целью определения основных тяговых показателей: тяговых усилий, скорости, тяговой мощности, расхода топлива, удельного расхода топлива, буксования и условного тягового КПД.
Недостатками данного способа являются:
- трудоемкость выполнения испытаний;
- длительность проведения испытаний;
- узкая сфера применения;
- необходимость использования дополнительного оборудования для определения тяговых усилий навесных и полунавесных с.-х. машин.
Задача изобретения - упрощение определения загрузки мобильного сельскохозяйственного агрегата в полевых условиях, снижение трудоемкости и уменьшение времени, необходимого на определение фактической загрузки мобильного сельскохозяйственного агрегата.
Поставленная задача решается за счет того, что создаются регулируемые усилия сопротивления движению испытуемого трактора, при котором фиксируют значения полученных нагрузочных показателей. Для определенного типа трактора одновременно для каждого из нагрузочных показателей измеряют максимальную температуру поверхности выпускной трубы, показатели микроклимата и силу тяги на крюке трактора, строят номограмму зависимости температуры выпускной трубы от нагрузочных показателей, индекса тепловой нагрузки внешней среды, силы тяги на крюке трактора, а в полевых условиях измеряют максимальную температуру поверхности выпускной трубы и по номограмме определяют фактические тяговые усилия трактора.
Новые существенные признаки:
1) для определенного типа трактора одновременно для каждого из нагрузочных показателей измеряют максимальную температуру выпускной трубы;
2) строят номограмму зависимости максимальной температуры выпускной трубы от нагрузочных показателей и индекса тепловой нагрузки среды
3) в полевых условиях измеряют максимальное значение температуры поверхности выпускной трубы; рассчитывают индекс тепловой нагрузки среды.
4) по номограмме определяют фактические тяговые усилия трактора.
Технический результат:
1) Позволяет ускорить определение фактической загрузки мобильного сельскохозяйственного агрегата за счет измерения загрузки мобильного сельскохозяйственного агрегата и применении дистанционного способа с использованием тепловизионного оборудования и номограммы, полученной в результате испытаний для конкретного типа трактора.
На Фиг. 1 схематично изображен стенд с измерительной аппаратурой для определения зависимости температуры поверхности выпускной трубы от тягового усилия.
На Фиг. 2 изображена номограмма зависимости температуры поверхности выпускной трубы от силы тяги на крюке.
Стенд представляет собой исследуемый трактор 1, задние колеса 2, которые установлены на беговые барабаны 3, с тормозным устройством 4. Электронный динамометр 5, закрепленный между крюком (не показан) трактора 1 и причальным устройством 6, выпускной трубой 7 трактора 1, тепловизор 8 и комплекс метеоприборов 9 (метеометр, психрометр, черный шар).
Устанавливаем трактор 1, например Т-25 «Владимирец», на тормозной стенд определения тяговых показателей.
Устанавливается измерительная аппаратура, а именно электронный динамометр 5 между крюком трактора 1 и причальным устройством 6. При этом задние колеса 2 трактора 1 устанавливаются на беговые барабаны 3. Измерение температуры поверхности системы газовыпуска, а именно выпускной трубы 7, производят с помощью тепловизора 8.
Для каждого режима работы трактора 1 при номинальной частоте вращения коленчатого вала (режимы работы устанавливаются на каждой передаче с градацией нагрузки на крюк трактора 1=2 кН, 4 кН, 6 кН и max) тормозным устройством 4 через беговой барабан 3 создается дискретно нагрузка на задние колеса 2 трактора 1. При этом при каждой этой нагрузке электронным динамометром 5 измеряют тяговое усилие на крюке и одновременно измеряют температуру тепловизором 8. Также проводятся измерения показателей окружающей среды с помощью метеоприборов 9 и рассчитывается индекс тепловой нагрузки среды WBGT по известной формуле:
где: tвл - температура влажного термометра, °С; tc - температура сухого термометра, °С; tш - температура внутри черного шара.
Для каждого режима работы трактора 1 при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя дискретно меняют усилия на беговых барабанах 3 тормозного стенда, замеряют температуру поверхности выпускной трубы 7 в зависимости от силы тяги измеряемой электронным динамометром 5. Опыты повторяют при определенных изменениях параметров тепловой нагрузки и внешней среды. По полученным данным, а именно максимальной температуре поверхности выпускной трубы 7, показаниям электронного динамометра 5 и величины тепловой нагрузки внешней среды WBGT, строится номограмма для определенного типа трактора. Для другого типа трактора производятся аналогичные измерения и построения.
При измерении в полевых условиях с помощью метеоприборов 9 определяем показатели микроклимата. И по этим показаниям рассчитываем индекс тепловой нагрузки внешней среды. Тепловизором 8 определяем максимальную температуру выпускной трубы 7 и по номограмме определяем фактическую силу тяги на крюке.