Выбор энергосредства для работы
С сельскохозяйственной машиной
Задача – Требуется составить машинно-тракторный агрегат для «гладкой» вспашки почвы на глубину 0,25м полунавесным оборотным плугом Квернеланд PN – 100 по дискованной стерне на поле с уклоном 5%.
Исходная информация.
Плуг Квернеланд PN – 100 (7+1) со ступенчатой регулировкой ширины захвата корпусов (0,35; 0,40; 0,45м) и возможностью изменения их количества (7+1). Эксплуатационный вес базовой модели плуга G пл=36,4кН, технологически допустимые рабочие скорости движения 
находятся в пределах – для культиваторов допустимый диапазон скоростей – 
= (5…10) км/ч; от 4 до 7 км/ч (для плуга), удельное тяговое сопротивление плуга (тяжелые почвы) k пл=60кН/м2 (таблица П4).
Условия использования трактора:
предполагается использовать трактор, имеющий гусеничный движитель, у которого механический КПД трансмиссии ηм=0,87; допустимый коэффициент буксования 
=0,05; коэффициент использования сцепного веса λ=1, коэффициент сцепления движителя трактора с почвой μ= 0,85, коэффициент сопротивления качению трактора f =0,10.
Для комплексных агрегатов можно определить по формуле:
 |
где 𝑏м(𝑖) – ширина захвата с.-х. машины (i-того вида), м;
𝐺м(𝑖) – вес сельскохозяйственной машины (i-того вида), кН
Для культиватора:
Определение тягового сопротивления комбинированного агрегата
Тяговое сопротивление комбинированного агрегата в процессе обработки почвы равна алгебраической сумме четырех составляющих.
Fт.а.= Fт.п..+ Fт.к., (3.1)
где Fт.ч.п. – тяговое сопротивление плоскорежущих лап, кН;
Fт.к. – тяговое сопротивление катка, кН.
Для средних почв по []:
|
|
Fт.ч.п.= Кс.м.· Ba, (3.2)
где Ba – ширина захвата культиватора, м;
Кс.м. – удельного тяговое сопротивление плоскорежущих лап а; кН/м.
По принимаем Кс.м.= 6,0 кН/м,
Fт.ч.п=6·1,6=9,6 кН.
По принимаем для катка Кт.=0,9 кН/м.
R.= Кт · Bk= 1,6 · 0,9=1,44 кН,
Rаг=9,6+1,44=11,4кН
Мощность, необходимую для работы плуга в агротехнически допустимом диапазоне скоростей при заданных условиях, определим по формуле:
Требуемая мощность двигателя трактора, должна находиться в пределах:
где 
- расчетная максимальная мощность двигателя трактора, кВт.
Для обеспечения достаточных сцепных свойств эксплуатационный вес трактора должен быть в пределах:
В результате получим:
Ориентируясь на технические характеристики современных тракторов (таблица П1), остановим свой выбор на тракторе тягового класса 2 New Holland TDK 80, у которого номинальная эффективная мощность двигателя 𝑁е н = 58,5 кВт, эксплуатационный вес - 𝐺 = 41,0кН, удельный расход топлива 𝑞е н = 213г/кВт∙ч.
Максимально возможная тяговая мощность этого трактора в рассматриваемых условиях (согласно формуле 1.11) будет равна:
Рациональную скорость выбранного пахотного агрегата определим по формуле (2.17),
=6,8км/ч
Требуемая для работы агрегата мощность (формула 3.1): при скорости 𝑉рац составит:
Представим решение рассматриваемой задачи в графоаналитической форме.
Для этого определим тяговые возможности выбранного трактора в заданных условиях.
Возможную для реализации в агрегате тяговую (полезную) мощность рассчитаем по формуле,
|
|
,
Тяговую мощность, зависящую от сцепных свойств трактора, определим по формуле
Рисунок – Графоаналитическое определение рациональной скорости движения пахотного агрегата New Holland TDK 80 (2)+ КНС-1,29К в заданных условиях
Коэффициент использования тяговой мощности составит:
где 
- коэффициент использования максимальной тяговой мощности;
Тяговый КПД трактора при этом будет равен:
а максимально возможный тяговый КПД трактора в рассматриваемых условиях работы агрегата составит:
Используемую эффективную мощность двигателя трактора определим по формуле
Коэффициент загрузки двигателя трактора вычислим по формуле:
Как видно из полученных результатов, выбранный трактор New Holland TDK 80 (1) для работы с культиватором (пятиикорпусной вариант с шириной захвата корпуса 0,29м) при рабочей скорости 6,8 км/ч в заданных условиях удовлетворяет условиям энергосбережения.
Расчетная производительность агрегата за один час «чистой» работы составит:
W = 0,1∙1,6∙6,8 = 0,88 га/ч.
Расчетный расход топлива на единицу выполняемой работы, составит:
