CARACTERISTICA DE TRACTIUNE A TRACTOARELOR

1.1. CONSIDERATII GENERALE

Caracteristica de tractiune este o reprezentare grafica a comportarii tractorului atunci cind lucreaza in agregat cu o masina agricola. Ea prezinta in mod sintetic variatia principalilor parametrii functionali, economici si energetici in diverse conditii de lucru impuse de variatia mare a solicitarilor la care este supus agregatul agricol mobil.

Caracteristica de tractiune obtinuta pe cale experimentala, pe diferite tipuri de terenuri (beton, miriste, ogor, etc.), se numeste caracteristica reala si permite aprecierea calitatilor de tractiune si economice ale unui tractor care este construit.

Daca tractorul se afla in faza de proiectare, pentru aprecierea calitatilor de tractiune si economice, se poate construi caracteristica teoretica de tractiune. Caracteristica teoretica de tractiune se traseaza folosind o metoda grafico - analitica si are urmatorii parametrii reprezentati:

Viteza reala de deplasare (v_r );

Puterea de tractiune (P_t );

Consumul specific de combustibil (c_t );

Coeficientul de patinare (d

Consumul orar de combustibil  (C).

CONSTRUCTIA CARACTERISTICII TEORETICE DE TRACTIUNE

Caracteristica teoretica de reactiune se construieste in patru cadrane, dintre care cadranul (I) reprezinta caracteristica propriuzisa iar in celelalte cadrane se traseaza niste curbe ajutatoare utilizate pentru usurarea constririi curbelor din cadranul (I):

Cadranul (I) prezinta curbele de variatie a patinarii (d), a vitezelor reale (v_i), a puterilor de tractiune (P_ti), a consumului orar raportat la puterea de tractiune (consumul specific c_ti) si a consumului orar (C_i) functie de forta de tractiune pentru diferite trepte (i) de viteze;

Cadranul (III) prezinta caracteristica de regulator a motorului si anume curbele de variatie a puterii effective (P_e), a turatiei effective (n_e) si a consumului orar de combustibil( C) in functie de momentul motor efectiv (M_e);

Cadranul (II) prezinta variatia vitezelor teoretice (v_ti) in functie de turatia efectiva a motorului pentru diferite trepte de viteza;

In cadranul (IV) sunt reprezentate fortele motoare (F_mi) in functie de momentul motor efectiv (M_e) pentru diferite trepte de viteze.

CADRANUL III

Daca motorul este construit atunci caracteristica de regulator se poate trasa pe baza datelor obtinute prin incercarile efectuate pe bancul de probe.

Daca motorul nu exista, prin tema de proiectare se impune puterea nominala (P_n) si turatia nominala (n_n) a motorului. In domeniul de functionare a regulatorului, variatia puterii, a turatiei si a consumului orar de combustibil se aproximeaza cu o dreapta.

Pentru domeniul [M_n, M_max] se accepta variatia puterii in functie de turatie conform relatiei:

  (1)

unde: a a = 2 coeficienti care depind de tipul motorului si caracteristicile camerei de ardere:

a a = 1 pentru motoarele cu carburator;

a = 0.5 a = 1.5 pentru motoarele Diesel cu injectie directa;

a = 0.6 a = 1.4 pentru motoarele Diesel cu antecamera;

a = 0.7 a = 1.3 pentru motoarele Diesel cu camera de turbionare.

Momentul efectiv al motorului se determina cu relatia:

  (2)

(3)

Turatia la care se obtine momentul maxim se obtine punind conditia de extrem in relatia (3) si anume:

(4)

Pentru consumul specific de combustibil se pot utiliza relatiile:

(5)

Consumul specific minim are valorile:

c_min = 230 - 260 g/kWh pentru motoare Diesel;

c_min = 270 - 300 g/kWh pentru motoare cu aprindere prin scinteie.

Consumul orar de combustibil va avea expresia:

(7)

Consumul orar de mers in gol se calculeaza cu relatia:

C_g = (0.3 .0.6) C_max  pentru motoare Diesel

C_g = (0.3 .0.6) C_max  pentru motoare cu carburator (8)

Turatia de mers in gol a motorului este:

n_g = (1.06 .1.15) n_n (9)

Fig.2.1. Cadranul III al caracteristicii teoretice de tractiune

CADRANUL II

In cadranul II se construiesc curbele de variatie a vitezelor teoretice (v_ti) in functie de turatia efectiva a motorului (n_e). Pentru aceasta este necesara cunoasterea vitezelor teoretice in fiecare treapta la turatia nominala a motorului.

Functia analitica care descrie variatia vitezei teoretice in functie de turatia efectiva a motorului este:

(10)

Ecuatia (10) reprezinta o dreapta ce trece prin originea sistemului si are coeficientul unghiular dependent de trapta de viteza (raportul de transmitere).

Dreptele ce reprezinta vitezele teoretice se obtin unind originea axelor cu punctele de intersectie dintre verticala dusa prin punctual de turatie nominala (n_n) si orizontalele duse prin punctele de viteza (v_ti).

Fig.2.2. Cadranul II al caracteristicii teoretice de tractiune

CADRANUL IV

In cadranul IV se reprezinta dependenta dintre fortele motoare (F_mi), respective fortele de tractiune (F_ti) si momentul efectiv al motorului (M_e).

Expresia analitica a fortei motoare in functie de momentul efectiv al motorului este:

(11)

Relatia (11) reprezinta o familie de drepte ce trc prin originea fortelor motoare (O₁). In cazul deplasarii pe un teren in palier cu viteza constanta:

(12)

rezulta ca forta motoare difera de forta de tractiune printr-o constanta (F_r) si deci este posibil ca cele doua forte sa fie reprezentate pe aceeasi axa, originea fortei de tractiune fiind in punctual (O) din figura 2.3.

Fig.2.3. Cadranul IV al caracteristicii teoretice de tractiune

CADRANUL I

In cadranul I se reprezinta:

Patinarea (d

Vitezele reale (v_ri);

Puterea de tractiune (P_ti);

Consumul specific de combustibil (raportat la puterea de tractiune c_ti);

Consumul orar de combustibil(C).

Fig.2.4. Cadranul I al caracteristicii teoretice de tractiune

Patinarea se reprezinta utilizind relatii empirice rezultate in urma cercetarilor experimentale effectuate pe un anumit teren cu un anumit tip de tractor. Pentru tractoarele pe roti, pe miriste, se poate folosi relatia:

(13)

in care:

In cazul tractoarelor pe senile se foloseste relatia:

(14)

Graficul vitezelor reale (v_ri) se executa utilizind o metoda grafo-analitica bazata pe relatia:

  (15)

Puterea de tractiune se determina cu relatia:

  (16)

Pentru fiecare trapta de viteza (i), se iau mai multe valori ale fortei de tractiune, se citesc pe grafic valorile corespunzatoare ale vitezei reale si cu relatia (16) se calculeaza valorile puterii de tractiune care se reprezinta grafic.

Curbele consumului specific, raportat la puterea de tractiune se determina pe baza relatiei:

  (17)

Valorile consumului orar de combustibil se determina grafic, pentru fiecare treapta (i) cu ajutorul graficului din cadranul III si pentru valorile puterii de tractiune determinate anterior, cu relatia (17) se calculeaza valorile consumului specific de combustibil.