Уравнение мощностного баланса – мощности двигателя.

где N_e – мощность двигателя;

η_T= η_mη_ka – тяговый КПД;

η_m - механический КПД трансмиссии на соответствующей передаче;

η_ka - КПД движителя;

N_отв – мощность на отвале (затрачиваема на преодоление сопротивления копанию грунта);

N_f1 – мощность, на преодоление сопротивления качению передних ведомых колёс.

Для практического применения:

где ε – коэффициент, учитывающий неустановившейся режим нагрузки (для автогрейдера ε = 0,8…0,88).

Тяговая мощность на отвале:

Большое значение имеет определение коэффициента буксования:

Если в процентах, то помножить на 100%.

Он зависит от сцепных свойств ведущего колеса с грунтом, свойств грунта и может колебаться в больших пределах. Определяют его экспериментально на различных грунтах при снятии тяговой характеристики машины.

Скоростные качества машин.

Как видим, величина скорости входит и в формулу мощности двигателя, мощности на отвале и в коэффициент буксования, и в формулу производительности. Т.е. скоростные и тяговые свойства взаимосвязаны.

Скоростные качества машины зависят от мощности двигателя, передаточных чисел в механизме и массы машины.

Следует различать скорости: теоретическую (V_T) и действительною (V_д).

Под теоретической скоростью движения самоходных машин следует понимать скорость их прямолинейного движения по горизонтальной плоскости при отсутствии буксования на данном режиме работы двигателя.

Топливная экономичность.

Топливо расходуется в ДМ в большом количестве. Стоимость его составляет 10 - 15 % от всех затрат на работу машин (у автогрейдера – 16% себестоимости машино-смены). В следствие этого топливная экономичность относится к одному из основных эксплуатационных свойств ЗТМ.

Под топливной экономичностью понимают способность машины машины выполнять рабочий процесс с минимальным расходом топлива в час на единицу объёма вырабатываемой продукции, что достигается оптимизацией параметров рабочего процесса.

Расход топлива зависит от конструктивных особенностей и технического состояния машины, а также от квалификации машиниста и уровня организации технического производства дорожно-строительных работ.

Для оценки топливной экономичности принимают следующие показатели:

1. Часовой расход топлива G_T, получаемый при испытании машины в условиях эксплуатации;

2. Удельный расход топлива g_e на единицу мощности;

3. Удельный расход топлива g_отв на единицу объёма выполненной работы;

4. Сменный расход G_см.

Эти показатели определяются по формулам:

1. ;

где G_оп – расход топлива за опыт, г;

t_оп – время проведения опыта, ч;

V_h – рабочий объём цилиндра, л;

i – число цилиндров;

n – частота вращения коленвала;

p – плотность, кг/м³.

 

где V_Tоп – объём топлива израсходованный во время опыта, см³;

γ – удельная масса топлива при 20⁰ С, г/см³;

α – коэффициент удельного расширения топлива;

t – температура топлива в мерном бачке во время опыта.

V_T – измеряют по разности показаний на мерных бачках, устанавливаемых на двигателе, до и после опыта.

2.

Для тракторных дизелей g_e = 218…270 г/кВт-ч.

3.

4. для автогрейдера.

где t_осн – основное время работы на квазиустановившемся режиме (почти установившемся), ч (80…85%);

t_пов – время на зарезание, выглубление и повороты (развороты) машины, ч (15…20%);

t_техн – технологическое время, учитывающее остановки машины по технологическим и техническим причинам, ч;

G_T^/ - часовой расход топлива на холостых оборотах двигателя, кг/ч.

Показатель g_отв влияет непосредственно на интегральный показатель качества к_и, т.к. выражает отношение массы (ил стоимости) топлива к комплексному показателю П_К, учитывающему такие показатели, как F, Т, V_P. Он позволяет определить часть себестоимости единицы продукции, отнесённую к расходуемому топливу.

Проходимость ЗТМ

Проходимостью называется способность машины к перемещению в процессе выполнения работы, а также при транспортировании с одного объекта работ на другой.

Высокой проходимостью должны обладать все самоходные машины, работающие в условиях влажных и рыхлых грунтов, по пересечённой местности, по снегу, по заболоченным местам.

Проходимость характеризуется: силой тяги; удельным давлением на грунт; величиной дорожного просвета (клиренса); углом переднего и заднего свеса;

для машин с колёсным ходом – числом ведущих осей; диаметром, числом и расположением колёс; давлением в шинах и рисунком протектора; продольным и поперечным радиусами проходимости; минимальным радиусом поворота.

С увеличением удельного давления растёт сопротивление движению, что ведёт к увеличению потерь на передвижение машины.

Большинство исследований на проходимость относится к автомобилям. Но самоходные ЗТМ имеют иное назначение и ряд особенностей, присущих их рабочему процессу.

Самоходные ЗТМ, как правило, работают только на грунтах, которые хорошо поддаются резанию и перемещению, не липнут, т.е. имеют влажность менее 20%. Они прекращают работу в грунтах повышенной влажности из-за резкого снижения производительности и залипания РО и переводятся на другие участки, где имеется твёрдое основание. Вследствие этого при определении проходимости необходимо рассматривать взаимодействие колёс с грунтом, когда грунт под нагрузкой уплотняется, но бокового выпирания и интенсивного образования колеи не происходит.

Для ЗТМ основными являются критерии, которые оценивают степень реализации тягово-сцепных свойств отдельными ведущими колёсами или бортами многоколёсного движителя в течении длительной работы на грунтах, а задачами – стремление к выравниванию и более полной реализации этих свойств всеми колёсами. Важны также критерии, оценивающие потери скоростных и тяговых свойств при разных видах работ, выполняемыми этими машинами.

Для ЗТМ и в часности для автогрейдеров проходимость оценивается следующими критериями:

 

 

1. Критерием геометрической проходимости η_г – обуславливается значением переднего ψ_П и заднего ψ_З углов въезда; радиусов продольной r₁, r₂ и поперечной r₃ проходимости; предельного угла бокового наклона α и дорожных просветов с.

Дорожный просвет (клиренс) – расстояние от самой нижней точки машины до поверхности дороги (0,28…0,45).

r₁, r₂ = 9…10 м, r₃ = 1,25…1,35 м.

2. Критерием опорной поверхности η_М – для автогрейдера не имеет большого значения, т.к. он работает после ряда машин, а грунт уплотнён ими.

Производительность возрастает на 20…24%Критерием скоростной проходимости Y.

где η_К - КПД колеса;

Р_К – тяговое усилие колеса (по двигателю);

Р_П – толкающие усилие ведущего колеса.

Т.е. Yоднозначно определяется δ, при неизменных Р_К и Р_П и прямо-пропорционален η_К; чем больше η_К, тем выше проходимость автогрейдера.

4. Средним удельным давлением на грунт (Р_ср).

а) для гусеничных машин

где G – масса машины, кг;

а – ширина гусеницы, см;

l – длина опорной поверхности гусеницы, см.

б) для колёсных машин

где Р_в – давление воздуха в шине, кгс/см²;

к – коэффициент, учитывающий влияние жёсткости покрышек (к=1,2…1,25).

Чем меньше Р_ср, тем выше проходимость.

Заканчивая о проходимости можно рекомендовать для увеличения тягово-сцепных свойств автогрейдера:

1. Применение шин низкого давления;

2. Применение шин повышенной проходимости (протекторы, цепи);

3. Регулирование давление воздуха в шинах отдельных ведущих колёс (производительность возрастает на 20…24%).