2. Мощность двигателя и трансмиссия: основа тяговых возможностей трактора
2.1 Мощность и крутящий момент двигателя
Мощность и крутящий момент тесно связаны, но характеризуют разные стороны работы двигателя.
Мощность двигателя
Мощность, которую можно выражать в лошадиных силах, показывает, какую работу двигатель способен выполнить за единицу времени. От неё зависит, какую тяговую работу трактор может продолжительно выполнять при заданной рабочей скорости.
Более мощный двигатель обычно даёт больше мощности для таких трудоёмких задач, как глубокая вспашка, глубокое рыхление и работа с крупными сельскохозяйственными орудиями.
Крутящий момент двигателя
Крутящий момент характеризует вращательное воздействие, создаваемое двигателем.
Трансмиссия и конечная передача увеличивают крутящий момент двигателя и передают его на ведущие колёса или гусеницы.
При тяжёлых сельскохозяйственных работах высокий крутящий момент на низких оборотах и достаточный его запас помогают трактору справляться с изменением нагрузки без чрезмерного падения оборотов двигателя.
Однако тяговое усилие на крюке зависит не только от крутящего момента. На создаваемое тяговое усилие также влияют передаточные числа, потери в трансмиссии, размеры ведущих колёс и сцепление с грунтом.
Простой пример:
Представьте мощный колёсный трактор, работающий на мокром, грязном поле.
Двигатель развивает достаточную мощность, но шины начинают буксовать из-за недостаточного сцепления с грунтом.
Даже при наличии доступной мощности трактор не может эффективно передать её на грунт.
Поэтому трактор с более мощным двигателем не всегда обеспечивает большее полезное тяговое усилие.
2.2 Передаточные числа трансмиссии
Трансмиссия играет важную роль в преобразовании мощности двигателя в полезное движущее усилие.
При одинаковом крутящем моменте двигателя и одинаковом КПД трансмиссии:
- Большее общее передаточное число даёт больший крутящий момент на колёсах и меньшую скорость движения.
- Меньшее общее передаточное число даёт меньший крутящий момент на колёсах и большую скорость движения.
Именно поэтому при тяжёлой обработке почвы тракторы обычно работают на пониженных передачах.
Правильный выбор передачи помогает поддерживать подходящие обороты двигателя, лучше согласовывать его работу с нагрузкой и сокращать лишние потери мощности.
При глубокой вспашке и глубоком рыхлении выбор передачи часто так же важен, как и мощность двигателя.
2.3 КПД трансмиссии
Мощность двигателя проходит через несколько механических узлов, прежде чем достигнет колёс или гусениц.
К таким узлам могут относиться сцепление, коробка передач, приводные валы, дифференциал и конечная передача.
В каждом узле возникают механические или гидравлические потери мощности.
Механические коробки передач, коробки с переключением под нагрузкой (Powershift) и бесступенчатые трансмиссии (CVT) обладают разными преимуществами в отношении КПД, управления скоростью и удобства эксплуатации.
Фактический КПД трансмиссии зависит от её конструкции и условий работы.
Трансмиссия, подобранная под конкретную задачу, помогает передать больше полезной мощности на грунт и поддерживать подходящую рабочую скорость.