39) Рабочее тяговое сопротивление сельскохозяйственных машин (орудий): понятие, единицы измерения, определение, практическое использование.

При перемещении сельскохозяйственной машины для выполнения технологического процесса возникает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Это сопротивление называют тяговым сопротивлением R. Численно оно равно крюковому усилию, которое необходимо приложить со стороны трактора или другого мобильного энергосредства к сельскохозяйственной машине для ее перемещения.

Общее тяговое сопротивление складывается из сил сопротивления перемещению машины по полю, деформации и перемещения обрабатываемого материала:

Мёртвое сопротивление (трение+масса машины+свободные подение) + Усилие для выполнения операции + Придание пласту почвы кинетической энергии (перемещение)

Тяговое усилие трактора - усилие, развиваемое на крюке трактора. Оно зависит от передачи, на которой работает трактор, и сцепных свойств ходовой части. Тяговое сопротивление машин (орудий) возникает в процессе выполнения агрегатом технологических операций.

Оно подразделяется на рабочее и холостое. Рабочее тяговое сопротивление - это сопротивление, оказываемое машиной (орудием) в рабочем состоянии. Холостое тяговое сопротивление возникает при передвижении машины (орудия)  с выключенными рабочими органами (в транспортном состоянии).

• Для расчета и комплектования машинно-тракторных агрегатов наиболее важно рабочее тяговое сопротивление, по значению которого в соответствии с тяговым усилием трактора определяют потребное число машин в агрегате. Общее тяговое сопротивление машин на практике удобнее определять по их удельному сопротивлению. Удельное тяговое сопротивление - это рабочее тяговое сопротивление, приходящееся на единицу ширины захвата машины или орудия (кН/м, Н/м) или единицу сечения обрабатываемого пласта (Н/см2, кН/м2).

Чтобы определить тяговое сопротивление с-х машин используют понятие удельное сопротивление (Удельным сопротивлением (кН/м) называется рабочее сопротивление, приходящееся на единицу ширины захвата машины). Для плугов измеряется в ед. силы на площадь оборота пласта, а для других машин как ед. силы на 1 метр ширины захвата.

40) Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя.

Ход поршня – расстояние по оси цилиндра между мертвыми точками

При каждом ходе поршня коленвал поворачивается 180^о

Рабочий объем цилиндра – объем освобождаемый поршнем при движении от ВМТ к НМТ

Объем камеры сгорания – объем пространства над поршнем находящемся в ВМТ

Полный объем цилиндра = Рабочий объем цилиндра+ Объем камеры сгорания

Литраж двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров, выраженная в литрах

Степень сжатия – отношения полного объема цилиндра к объему камеры сгорания – показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше камеры сгорания, во сколько раз может быть сжат газ. Больше степень сжатия -> больше давление -> сильнее двигается поршень вниз.

Рабочий цикл двигателя – комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение, выпуск), в результате которых энергия топлива преобразуется в механическую работу.

Такт – часть рабочего цикла, происходит за время движения поршня от одной мертвой точки к другой.

Рабочий цикл:

Впуск. Поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ)(крайнее верхнее положение поршня) в нижнюю мёртвую точку (НМТ)(крайнее нижнее положение поршня). Впускной клапан открыт. Вследствие разрежения внутрь цилиндра через впускной канал поступает горючая смесь( смесь, состоящая из распылённого топлива с воздухом в определенной пропорции), которая перемешивается с остаточными газами, в результате чего образуется рабочая смесь.

Сжатие. Поршень движется вверх. Впускной и выпускной клапаны закрыты.

Объём над поршнем уменьшается, и рабочая смесь сжимается , благодаря чему улучшается испарение испарение и перемешивание паров бензина с воздухом. К концу такта давление достигает 1,0...1,2 МПа, а температура- 350...400 С.

Рабочий ход или сгорание и расширение. Оба клапана закрыты. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от искры.

Поршень под действием давления расширяющихся газов перемещается от ВМТ к НМТ. Давление газов достигает 2,5...4,0 МПа, а температура доходит до 2300 С.

Выпуск. Поршень движется вверх. Открыт выпускной клапан. Отработавшие газы выходят через выпускной клапан наружу.

41) Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Впуск (первый такт). Поршень перемещается вниз и, действуя подобно насосу, создаёт разрежение в цилиндре. Через открытый впускной клапан цилиндр заполняется чистым воздухом под влиянием разности давлений. Выпускной клапан закрыт. В конце такта закрывается и впускной клапан.

В конце такта впуск давления в цилиндре в среднем составляет 0,08...0,095 МПа, а температура 30...50 С.

Сжатие (второй такт). Поршень, продолжая движение , перемещается вверх. Оба клапана закрыты , следовательно, поршень сжимает воздух. Температура воздуха при сжатии повышается. Благодаря высокой степень сжатия давление в цилиндре повышается до 4 МПа, а воздух нагревается до 600 С. В конце такта сжатия через форсунку в цилиндр впрыскивается порции дизельного топлива в мелкораспыленном состоянии.

Рабочий ход или расширение (третий такт). Мелкие частицы топлива , соприкасаясь с нагретым сжатым воздухом , самовоспламеняются. Впрыскивание топлива через форсунку и горение его продолжаются некоторое время после того, как поршень пройдёт ВМТ. Благодаря задержке самовоспламенения топливо в основном сгорает во время этого такта. Оба клапана при рабочем ходе закрыты. Температура газов при сгорании достигает 2000 С, давление повышается до 8 МПа. Под большим давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и передаёт воспринимаемое им усилие через шатун на коленчатый вал, заставляя его вращаться.

(Коленчатый вал

Выпуск (четвёртый такт). Поршень перемещается вверх, а его выпускной клапан открывается. Отработавшие газы сначала под действием избыточного давления , а затем поршня, удаляются из цилиндра. После перехода поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, а впускной открывается; рабочий цикл повторяется.

42) Расчёт тягового сопротивления лемешного плуга.

Определение тягового сопротивления плуга (тяговое усилие плуга).

Для определения силы, необходимой для тяги плуга, основоположник земледельческой механики академик Василий Прохорович Горячкин предложил формулу, раскрывающую закономерности и физическую связь между основными факторами рабочего процесса плуга и общим сопротивлением, возникающим при его работе.

Рациональная формула Горячкина

R=R₁+R₂+R₃

R₁ – мертвое сопротивление

R₁=fmg

f – обобщенный коэффициент трения при протаскивании плуга в открытой борозде

m- масса плуга

g – ускорение свободного падения

Эта компонента в технологическом процессе (обработке) участия не принимает.

R₂ - усилие, которое идет на выполнение технологического процесса (обработки). Подрезание пласта, оборачивание, крошение.

R₂ = Kaвn

K – удельное сопротивление почвы, кг/м²

а – глубина обработки плуга, м²

в – ширина захвата одного корпуса, м²

n – число корпусов плуга, м²

R₃ – придание пласту кинетической энергии. Перемещение, оборачивание, смещение.

R₃= abnv²

- скоростной коэффициент

а – глубина обработки плуга, м²

в – ширина захвата одного корпуса, м²

n – число корпусов плуга, м²

v – поступательная скорость агрегата. Сопротивление, связанное с приданием кинетической энергии пласту зависит не просто от скорости, а от квадрата скорости. При увеличении скорости пахотного агрегата сопротивление увеличивается в квадратической зависимости.

КПД – оценка работы плуга. КПД отношение полезной энергии к общей энергии. =

43) Средства механизации отрасли растениеводства (перечислите и кратко охарактеризуйте группы машин, необходимых для реализации производственных процессов отрасли растениеводства).

Система машин– это совокупность (комплексный набор) взаимоувязанных по технологическому процессу и производительности разнородных машин, обеспечивающих всестороннюю (комплексную) механизацию всех производственных процессов единого завершенного технологического цикла производства.

группы машин, необходимых для реализации производственных процессов отрасли растениеводства:

для системы интенсивного земледелия

основные обработки

- плуги

- плоскорезные культиваторы

- чизельные плуги

- фрезы

Мелка и поверхностная обработка

- лущильники

- дисковые/зубовые бороны

- дискаторы

- культиваторы

- катки

Сеялки

Комбайны

44) Трансмиссия сельскохозяйственного трактора: назначение, общее устройство, классификация трансмиссий.

Трансмиссия - цепочка механизмов, узлов и агрегатов, которая обеспечивает кинематическую связь коленвала с ведущими колесами. передает и трансформирует вращательное движение, распределяет его и передает ведущим колесам. Включает в себя сцепление, кпп, главную передачу, дифференциал, конечные передачи.

Изменение крутящего момента в трансмиссии можно оценивать ее передаточным числом, которое определяется отношением частоты вращения коленвала к частоте вращения ведущих колес, без учета потерь энергии в трансмиссии (без учета КПД)

Трансмиссия - совокупность механизмов, передающих крутящий момент (момент силы, под действием которой происходит вращение тела. Произведение силы на плечо ее приложения) от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам и изменяющих крутящий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению.

Состоит из:

• Муфта сцепления (сцепление) необходимо для кратковременного отъединения вала двигателя от КП при переключении передач и для плавного их соединения при трогании,

• Промежуточная передача (не основной элемент) для передачи крутящего момента от муфты сцепления к коробке передач + компенсация несоотностности между МС и КП.

КП – Принцип работы механической КПП следующий: крутящий момент от двигателя через сцепление передается на первичный вал коробки передач, далее преобразуется при помощи пар взаимодействующих между собой шестерен и затем передается на колеса. 

• Главная передача – изменение передаточного числа трансмиссии служит для увеличения общего передаточного числа трансмиссии, а также у большинства тракторов и автомобилей - для передачи крутящего момента на валы, расположенные в их поперечной плоскости. Она выполняет- ся обычно конической или цилиндрической зубчатой парой постоянного зацепления.

• Конечная (колесная, бортовая) - по бортам ТС непосредственно перед ведущими колесами, увеличение вращательного момента, снижение скорости вращения, подводимого ведущим колесам. Передача служит для увеличения общего передаточного числа трансмиссии, а в некоторых случаях - для обеспечения необходимого дорожного просвета трактора. Она состоит обычно из пары зубчатых колес постоянного зацепления или планетарного ряда.

• Передаточное число любой механической передачи (зубчатая, цепная, ременная, волновая, червячная и другие), есть отношение угловых частот вращения первичного и выходного валов. Тем самым, при значении выше 1 механическая передача является понижающей (редуктор), а ниже 1 - повышающей (мультипликатор).

• 

• Карда́нная переда́ча (разговорное — «кардан») — механизм, передающий крутящий моментмежду валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения

• Карданные передачи применяются в трансмиссиях тракторов и автомобилей для силовой связи агрегатов, валы которых не соосны или расположены под углом.

45) Тяговая характеристика трактора.

Тяговая характеристика трактора показывает, как в зависимости от нагрузки на крюке Ркр (тягового усилия трактора) и включенной передачи изменяются основные показатели:

скорость движения V,

мощность на крюке (тяговая мощность) N кр .

часовой G т и удельный тяговый g кр расходы топлива,

потери на буксование движителя d. 

По тяговой характеристике мы можем оценивать возможности трактора, для того чтобы на его базе создать МТА. Чтобы обосновать состав МТА в первую очередь нужно соизмерить тяговые возможности трактора с потребностями с-х машин для осуществления тяги их в поле.

Трактор может работать на различных передачах и тяговые возможности на каждой из них различны и на тяговой характеристике отражены различные передачи и измнение характеристик при их использовании

При росте крюкового усилия идет и рост крюковой мощности

Мощность крюковая = усилие * cскорость

Зависимость основных показателей трактора (буксование, расход топлива тд) от нагрузки на крюке.

Тяговой характеристикой называют график, показываю­щий изменение тяговой мощности трактора Мкр, абсолютно­го расхода топливаGа , удельного расхода топливаgкр, ра­бочей скоростиVд, буксования δ и тягового КПД ηт в за­висимости от силы тяги на крюке, начиная от холостого хода до полной его остановки при загрузке на разных передачах и определенных условиях работы (фонах).

Характеристику строят на основании опытных данных и расчетным путем. Тяговая характеристика, построенная рас­четным путем, называется теоретической.

46) Устройство (в т.Ч. Рабочие органы), процесс работы и регулировки лемешного плуга общего назначения (например, плн-3-35, плп-6-35 или плн-5-35).

Плуг состоит из:

• Рамы

• Прицепных или навесных устройств

• Гряделей (крепятся к раме, а к ним плужные корпуса)

• Опорные колеса

• Ножи (дисковые или черенковые)

Корпус плуга состоит из:

Стойка+лемех (подрезает пласт)+отвал(принимает пласт и смещает/оборачивает) +полевая доска

Шестикорпусный полунавесной плуг ПЛП-6-35 можно переоборудовать в пяти- и четырсх- корпусный. На раме ПЛП-6-35 закреплены корпуса, предплужники , дисковый нож, навеска с догружателем, механизм заднего колеса, прицепки для борон и катков.

Корпуса на плуге можно устанавливать культурные, полу-

винтовые, безотвальные, вырезные, с почвоуглубительными лапа-

ми, с выдвижными долотами.

Предплужники закреплены на специальных кронштейнах впереди каждого корпуса.

Дисковый нож крепят перед последним корпусом на

кронштейне на расстоянии 120 мм от носка предплужника

Процесс

Каждый предплужник отрезает часть задернелого пласта и

сбрасывает его на дно борозды, образованной впереди идущим

корпусом. Передний предплужник сбрасывает пласт в борозду,

образованную задним корпусом при предыдущем проходе. Корпус

отрезает основную часть пласта почвы, оборачивает, крошит и сбрасывает пласт в борозду, засыпая им сверху пожнивные остатки и дернину, сброшенные в борозду предплужником. Нож разрезает дернину перед задним корпусом и предплужником, облегчая

тем самым отделение пласта от массива.

Рама плоская, сварена из основной(главной) (рис.), продольной и поперечной балок. К осн. балке приварены угольники

для крепления стоек корпуса и кронштейнов предплужников. К поперечной балке прикреплены кронштейны с пальцами, на которые надеваются шарниры нижних продольных тяг навесного устройства

трактора. В попер-й балке выполнены отверстия для перестановки

кронштейнов при агрегатировании с различными тракторами и

в зависимости от числа корпусов, В кронштейнах просверлены

отверстия для перестановки пальцев по высоте при изменении

глубины вспашки