Баланс мощности зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958» с треугольным гусеничным движителем

Введение. Уборка урожая сельскохозяйственных культур на Дальнем Востоке осуществляется в сложных почвенно-климатических условиях. В данный период вследствие муссонного климата почва подвергается переувлажнению. В условиях переувлажнения использование зерноуборочных комбайнов с колесной ходовой частью малоэффективно из-за недостаточных тягово-сцепных свойств [1]. Перспективным направлением повышения тягово-сцепных свойств зерноуборочных комбайнов является использование сменного треугольного гусеничного движителя. Результаты по использованию треугольного гусеничного движителя в схеме зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958» приведены в работе [2]. Рассмотрим мощностной баланс данного комбайна с треугольным движителем.

Эффективная мощность двигателя зерноуборочного комбайна расходуется на выполнение технологического процесса, а также на преодоление сил трения в трансмиссии, буксования движителей, сопротивления передвижению, преодоление уклонов, сил инерции и сопротивления воздушной среды.

Цель исследований. Исследовать распределение баланса мощности комбайна «Енисей КЗС-958» с колесным и полугусеничным ходом.

Задачи исследований. 1. Получить мощностной баланс зерноуборочных комбайнов «Енисей КЗС-958». 2. Оценить влияние на мощностной баланс схемы ходовой части комбайна – колесная, треугольный гусеничный движитель.

Результаты исследований и их обсуждение. Баланс мощности зерноуборочного комбайна – уравнение, правая часть которого – сумма составляющих расхода мощности, развиваемой двигателем [3–5].

N = N, +N +N + N f + Ns + N + N + N . = e      обмол      ср      тр      f      о      w      a      j

^v техн      тр      f       6       ср      w      a — J '

где N_e – эффективная мощность двигателя;

N техн = N обмол + N ср — мощность, расходуемая на выполнение технологического процесса;

N _обмол – мощность, расходуемая на обмолот хлебной массы;

N_ср – мощность, расходуемая на срез стеблей;

– мощность, расходуемая на потери в трансмиссии от двигателя до ведущих звездочек движи-тр теля;

– мощность, расходуемая на преодоление сопротивления движению; ^{f            f}n           ^fвн

N – мощность, расходуемая на деформацию почвы движителем; f _n

N _f – мощность, расходуемая на преодоление внутренних потерь в движителе; вн

N $ - мощность, расходуемая на буксование движителя;

N _w – мощность, расходуемая на сопротивление воздуха;

N _a – мощность, расходуемая на преодоление уклонов поля;

N _j – мощность, расходуемая на изменение скорости движения.

Зерноуборочный комбайн имеет небольшую скорость движения, поэтому силой сопротивления воздуха Pw можно пренебречь. Угол уклона большинства пахотных земель Дальневосточного региона не превышает 3о, следовательно, сопротивлением преодоления уклонов можно также пренебречь. Технологический процесс уборки осуществляется при установившейся скорости движения комбайна dV = о, в этом dt случае момент касательных сил инерции вращающихся деталей обвода гусеничного движителя равен нулю. С учетом принятых допущений баланс мощности зерноуборочного комбайна имеет вид

N =N +N +Nf +Nf +N. +N        (2)

e ² ’ техн ' mp ' fj_n        /вн        d ср ■                  (2)

Мощность на преодоление потерь в трансмиссии где

h _тр – КПД трансмиссии.

N = (1

тр

тр )     e ,

N hmp  N

k

e

N -N e ’ mp i

N e

—

N тр

N e

.

Мощность, затрачиваемая на деформацию почвы движителем

N fn

Pf • V fn       p

,

0,1

где

V _p – рабочая скорость движения.

Мощность, расходуемая на преодоление внутренних потерь в движителе

N f = Л1 — 77 )ri N .^f вн     '        /нН ⁿ f mp e e ,

где    п _вн — коэффициент полезного действия движителя.

Мощность, расходуемая на буксование движителя

N δ

V - V т p N

0,1 V ^e ,

, _m

где    V _т – теоретическая скорость движения;

V _p – рабочая скорость движения.

Мощность, расходуемая на срез стеблей зерновых

N ср

PV ср p 0,1

K BV уд p p

0,1

,

где     P_ср – усилие среза стеблей;

В _р – рабочая ширина захвата жатки;

K _уд – удельное сопротивление жатки.

Вышепредставленные формулы для определения составляющих мощностного баланса и полученные нами экспериментальные данные позволяют построить мощностной баланс зерноуборочного комбайна в графической форме. Мощностной баланс комбайна построен расчетным путем по данным, полученным во время исследований работы зерноуборочных комбайнов. Совмещенный мощностной баланс серийного зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958» и комбайна «Енисей КЗС-958» с треугольным гусеничным движителем представлен на рисунке.

N e , квт

Совмещенный мощностной баланс серийного зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958» ( ^^^^м ) и зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958» с треугольным гусеничным движителем (     ).

Агротехнический фон – стерня зерновых, влажность почвы 35…38%

Выводы

• 1.    Мощностной баланс зерноуборочного комбайна в наглядной форме позволяет проанализировать составляющие расхода мощности двигателя. Основная составляющая расхода мощности двигателя – мощность, затраченная на выполнение технологического процесса. Значительная часть мощности затрачивается на преодоление сопротивления движению комбайна. Составляющие мощности, расходуемой на буксование движителя, потери в трансмиссии, срез стеблей зерновых составляют менее 10% эффективной мощности движителя.

• 2.    Мощностные балансы сравниваемых комбайнов отличаются составляющей мощности, расходуемой на преодоление сопротивления движению. Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления движению комбайна с треугольным движителем, меньше в среднем на 8% по сравнению с серийным комбайном. Объясняется это меньшими потерями на деформацию почвы ходовой системой с ведущим треугольным движителем.