Измерение центра тяжести трактора и технический анализ активной зоны

 

(I) Основные функции

В качестве основного силового оборудования трактор может широко использоваться в различных сельскохозяйственных и инженерных задачах, таких как тяга орудий, привод рабочего оборудования и транспортировка грузов.

(II) Основные компоненты

Трактор в основном состоит из двух основных частей:

1. Двигатель: Сельскохозяйственные тракторы обычно оснащенымногоцилиндровые-дизельные двигатели с компрессионным-воспламенением, которые имеют основную характеристику высокого крутящего момента на низких скоростях, отвечающую требованиям мощности сельскохозяйственных операций;

2. Система трансмиссии: состоит из пяти подсистем, включая систему передачи мощности, систему рулевого управления, тормозную систему, гидравлическую систему и электрическую систему. Его существование значительно расширяет сценарии применения и функциональные границы тракторов в сельскохозяйственных работах.

 

Положение центра тяжести трактора напрямую определяет общую развесовку, что имеет решающее значение для безопасности и эффективности работы:

1. Высота центра тяжести от земли: влияет на устойчивость движения на склоне и безопасность поворотов на высокой-скорости и является ключевым параметром, позволяющим избежать риска опрокидывания;

2. Расстояние от центра тяжести до передней части задней оси: разумная настройка расстояния может эффективно улучшить тяговую способность трактора и оптимизировать эффективность работы.

(I) Чрезмерно высокий центр тяжести

Резко повышенный риск опрокидывания: склонен к опрокидыванию из-за центробежной силы или гравитационных составляющих при повороте, движении по пандусам или объезде препятствий. Риск наиболее высок при работе на сложной местности, например, на гребнях полей;

Плохая устойчивость при движении: сильная вибрация кузова на высоких скоростях, легко вызывающая ощущение «плавания». Значительная качка кузова при торможении серьезно влияет на точность управления;

Неравномерный износ шин. Нестабильное давление контакта шин с землей, вызванное раскачиванием кузова, ускоряет износ плечевых зон и увеличивает эксплуатационные расходы.

(II) Чрезмерно выдвинутый вперед центр тяжести

Тяжелое рулевое управление: нагрузка на передние колеса превышает проектную норму, требуя большего усилия для рулевого управления, что значительно увеличивает утомляемость водителя;

Недостаточное сцепление ведущих колес: снижение нагрузки на задние колеса приводит к легкому пробуксовке во время полевых работ, снижению тяговой эффективности и увеличению расхода топлива;

Ускоренный износ передних шин. Передние колеса в течение длительного времени несут чрезмерную нагрузку, что приводит к гораздо более быстрому износу протектора, чем задние колеса, что сокращает срок службы шин.

(III) Слишком смещенный назад центр тяжести.

Риск подъема передних колес: при подвешивании тяжелого оборудования или движении задним ходом по пандусам передние колеса могут подняться, что приводит к потере управляемости и несчастным случаям;

Снижение эффективности торможения: во время торможения центр тяжести смещается дальше назад, что препятствует полному использованию тормозной силы передних колес, удлиняя тормозной путь и увеличивая потенциальную угрозу безопасности;

Плохая управляемость: Направление «плывет» во время движения; небольшие повороты рулевого управления могут вызвать раскачивание кузова, что затруднит точное управление.

1. Принцип распределения веса. Для тракторов с задним-колесным-приводом задние колеса обычно несут 55–80 % общего веса машины. В нормальных условиях эксплуатации идеальный центр тяжести должен располагаться немного вперед от середины колесной базы между передними и задними колесами. Основная цель — сбалансировать стабильность вождения и безопасность эксплуатации;

2. Компромисс-между высотой центра тяжести и дорожным просветом. С точки зрения устойчивости тракторы при проектировании должны иметь максимально низкий центр тяжести. Однако сельскохозяйственные операции требуют, чтобы тракторы имели относительно высокий дорожный просвет, чтобы адаптироваться к условиям сельскохозяйственных полей, что приводит к повышению центра тяжести. Поэтому при проектировании сельскохозяйственных тракторов необходимо найти компромисс-между «понижением центра тяжести» и «обеспечением достаточного дорожного просвета над культурами», чтобы найти оптимальный баланс;

3. Противоречие между положением центра тяжести и радиусом поворота. Увеличение расстояния от центра тяжести до передней части задней оси удлинит колесную базу трактора, что, в свою очередь, увеличит радиус поворота. Однако сельскохозяйственным тракторам необходим минимально возможный радиус поворота, чтобы адаптироваться к сценариям полевой эксплуатации, что требует координации этого противоречия посредством оптимизации конструкции.

Условия работы тракторов при нормальной эксплуатации сложны. Чтобы уменьшить сложность исследований и измерений, необходимо сделать следующие допущения:

Объект исследования – четырехколесный-универсальный заднеприводный-колесный-трактор;

Трактор движется с постоянной скоростью по прямой по горизонтальной поверхности;

Точка тяги расположена посередине ведущих колес, а линия тяги параллельна направлению движения трактора;

Сила реакции почвы вертикальна и проходит через центр оси;

Сила тяги в точке контакта ведущего колеса с землей касается ведущего колеса;

Сопротивление качению на начальном этапе игнорируется;

Все вторичные силы игнорируются.

(I) Способ суспензии 1

Метод работы: используйте крюк крана, чтобы поднять трактор с фиксированной точки, например, с передней оси, следя за тем, чтобы передняя и задняя оси оставались горизонтальными;

Принцип: В это время центр тяжести будет лежать на вертикальной плоскости, проходящей через точку подвеса;

Основные шаги: повторите описанную выше операцию с другой точкой подвеса, чтобы получить вторую вертикальную плоскость. Пересечение двух плоскостей является центром тяжести трактора. (со схемой: Принципиальная схема работы метода подвески 1)

(II) Способ суспензии 2

Метод работы: Подвесьте трактор с помощью тросов (или цепей), одна сторона которых длиннее другой;

Основные этапы: выполните подвеску дважды,-сначала присоедините длинную сторону к задней оси; во-вторых, соедините более длинную сторону с передней осью (обратно первому разу);

Принцип: Пересечение двух вертикальных плоскостей двух подвесок является центром тяжести трактора. (со схемой: Принципиальная схема работы метода подвески 2)

(III) Балансовый метод

Сценарий применения: В основном используется для измерения центра тяжести гусеничных тракторов;

Вспомогательные инструменты: требуется большой деревянный брусок длиной, равной общей ширине трактора, и высотой примерно 15 см;

Метод работы: заведите трактор на деревянный блок и сбалансируйте его на блоке как в прямом, так и в обратном направлении;

Принцип: Пересечение двух вертикальных плоскостей, полученных из двух состояний равновесия, является центром тяжести гусеничного трактора. (со схемой: Принципиальная схема работы метода балансировки)

(IV) Метод взвешивания

Сценарий применения: широко используемый точный метод измерения в лабораторных условиях;

Основная логика: измерьте общий вес трактора и силы реакции на двух осях с помощью весов и рассчитайте центр тяжести, подставив в специальные формулы;

Дополнительное примечание. Если вам нужны конкретные этапы взвешивания и формулы расчета, вы можете оставить сообщение в фоновом режиме, чтобы получить подробное руководство.