Theory and traction calculation of an all-wheel drive tractor | Теория и тяговый расчет полноприводного трактора

English. The existing theory of tractor calculation was designed for tractors with a major axis and does not take into account the peculiarities of distribution of power flows in four-wheel drive tractors with the wheel formula 4x4 and 6x6. It was developed method of traction calculation of two- and three-axle tractor with all-wheel drive for the calculation of the force and power characteristics of leading axes in the presence of kinematic inconsistencies in their drive. Initial data for traction calculation were following: traction class, purpose and propulsion unit type. Traction class was predetermined by two traction values: high value – tractor with full ballast or transport-technological module (TTM) and low value – tractor without ballast or without TTM. It was worked out the algorithms of calculating the tractor weight, the engine nominal operating power, taking into account the mechanical efficiency of transmission, slippage, traction, rolling resistance level ballasting and drives of TTM. Calculation of operating weight of power module and the tractor was performed taking into account the weight utilization factor at a force exerted rating without ballast and with the ballast. In the result of testing in the Kuban Institute for testing of tractors and agricultural machines (Krasnodar Krai, Russia) It was get the coefficients: without the use of weight – 0,392, and with the use of weight – 0.42. Rated operating capacity was determined as the sum of the power consumed by front, rear axle and TTM singly. The calculation formulas of obtained value transmission efficiency, slippage, traction and rolling resistance are suggested. As a valid slippage value they applied a value equal to 14%. Calculations of the weight utilization factor of tractor with the three major axles on the applied method with test results in the Kuban Institute were compared exemplified by modular power equipment. Developed mathematical methods allow up to 0.01 (2.5%) to describe the all-wheel tractors main characteristics, which represents a trailing weight utilization factor.

Russian. Существующая теория расчета тракторов разработана для тракторов с 1 ведущей осью и не учитывает особенности распределения силовых потоков в полноприводных тракторах с колесной формулой 4х4 и 6х6. Разработали методику тягового расчета 2- и 3-осных тракторов со всеми ведущими колесами для расчета силовых и мощностных характеристик ведущих осей при наличии кинематического несоответствия в их приводе. Исходными данными для тягового расчета приняли тяговый класс, назначение и тип движителя. Тяговый класс трактора задавали 2 значениями тягового усилия: верхним (трактор с полным балластом или с транспортно-технологическим модулем (ТТМ)) и нижним (трактор без балласта или без ТТМ). Разработали алгоритмы расчета веса трактора, номинальной эксплуатационной мощности двигателя с учетом механического КПД трансмиссии, буксования, тягового усилия, сопротивления качению, уровня балластирования и привода ТТМ. Расчет эксплуатационного веса энергетического модуля и трактора проводили с учетом коэффициента использования веса при номинальном тяговом усилии без балласта и с балластом. В результате испытаний, проведенных в Кубанском НИИ по испытанию тракторов и с.-х. машин (Краснодарский край, Россия), получили коэффициенты: без использования веса – 0,392, с использованием веса – 0,42. Номинальную эксплуатационную мощность определили как сумму мощностей, потребляемых отдельными мостами – передним, задним и ТТМ. Предложены формулы расчета величины КПД трансмиссии, буксования, силы тяги и сопротивления качению. В качестве допустимого значения буксования применяли значения, равные 14%. На примере модульного энергетического средства сравнили расчет коэффициента использования веса трактора при 3 ведущих мостах по предложенной методике с результатами испытаний в Кубанском НИИ. Разработанные математические методы позволяют с точностью до 0,01 (2,5%) описать главную характеристику полноприводного трактора, представляющую собой коэффициент использования сцепного веса.