如何有效利用拖拉機(jī)牽引功率

朱金權(quán)

拖拉機(jī)進(jìn)行田間作業(yè)時(shí)，向農(nóng)機(jī)具提供一定速度和牽引動(dòng)力的牽引功率。其機(jī)組作業(yè)規(guī)范取決于作業(yè)特性和農(nóng)具的適應(yīng)速度范圍。實(shí)際上，各種作業(yè)機(jī)械只能在一定速度范圍內(nèi)才能保證獲得滿意的作業(yè)質(zhì)量，因此，在一定意義上說，拖拉機(jī)牽引功率的利用取決于拖拉機(jī)牽引附著性能農(nóng)具的阻力特性。

一、拖拉機(jī)的牽引功率

我們一般認(rèn)為，在田間作業(yè)的機(jī)組其理論速度，既是拖拉機(jī)或者自走式機(jī)器某擋的理論速度，這一理論速度是在假定驅(qū)動(dòng)行走裝置和土壤之間沒有滑動(dòng)和土壤沒有變形的情況下驅(qū)動(dòng)輪緣或者履帶的線速度。顯然，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪半徑等參數(shù)確定的情況下，理論速度取決于拖拉機(jī)該擋的傳動(dòng)比和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。在速擋不變的情況下，理論速度隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比地變化。

拖拉機(jī)以某擋工作時(shí)，隨著被利用的牽引力增長(zhǎng)，作業(yè)速度應(yīng)有所降低，牽引功率則直接增大。在此區(qū)間，發(fā)動(dòng)機(jī)按調(diào)速規(guī)范運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)行駛裝置的滑轉(zhuǎn)率也直接增加。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力增大到某一數(shù)值時(shí)，拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)行走滑轉(zhuǎn)率急劇增長(zhǎng)并引起作業(yè)速度急劇降低，牽引功率也隨之迅速下降。

實(shí)驗(yàn)證明，拖拉機(jī)在某一種土壤地面條件下，其有些擋位最大有效牽引功率可以對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大有效功率，另一些擋位則可能受到滑轉(zhuǎn)率影響，其最大有效牽引功率低于標(biāo)定功率的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，有效功率利用率不可能很高。由此可見，在具體條件下有必要選擇機(jī)組的牽引力規(guī)范，使拖拉機(jī)能在合適的速擋下工作，合理利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。

二、牽引效率

在正常條件下，拖拉機(jī)的傳動(dòng)效率變化不大，對(duì)于現(xiàn)代輪式拖拉機(jī)來說，其傳動(dòng)效率在0.91左右；對(duì)于現(xiàn)代履帶式拖拉機(jī)來說，其傳動(dòng)效率在0.87左右。由于拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)行走裝置滑轉(zhuǎn)程度差異較大，在實(shí)際作業(yè)中很難測(cè)定。特別是輪式拖拉機(jī)的滑轉(zhuǎn)率變化范圍較大，嚴(yán)重時(shí)甚至于完全滑轉(zhuǎn)。拖拉機(jī)的滑轉(zhuǎn)率過大將引起土壤結(jié)構(gòu)破壞和驅(qū)動(dòng)行走裝置加速磨損，所以，對(duì)于各種拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)行走裝置的允許滑轉(zhuǎn)率有所規(guī)定：一般要求在茬地上，輪式拖拉機(jī)的允許滑轉(zhuǎn)率在20%以內(nèi)；履帶式拖拉機(jī)的允許滑轉(zhuǎn)率不超過7%；手扶式拖拉機(jī)滑轉(zhuǎn)率不超過25%；水田葉輪的允許打滑率應(yīng)低于40%。

當(dāng)打滑率過大時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)拇胧?，或者改變牽引附著性能，或者減少牽引負(fù)荷。減少牽引負(fù)荷一是降低農(nóng)具寬幅；二是減小作業(yè)深度。另外還可以改善機(jī)組組成和避開不利的土壤地面條件。在具體條件下，我們要牽引效率和有效功率的利用率，合理選擇機(jī)組的牽引力和速度規(guī)范，以此保證機(jī)組的動(dòng)力性能利用的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

拖拉機(jī)在不同的土壤地面條件下牽引效率是不一樣的，主要是由于其行走裝置不同造成的。根據(jù)試驗(yàn)我們得出如下數(shù)據(jù)：在茬地上，履帶式拖拉機(jī)為69%～81%，輪式拖拉機(jī)為60%～71%，手扶式拖拉機(jī)為56%～68%；在松軟土壤上，履帶式拖拉機(jī)為55%～79%，輪式拖拉機(jī)為38%～63%，手扶式拖拉機(jī)為44%～55%；在干硬的土路上，履帶式拖拉機(jī)為67%～84%，輪式拖拉機(jī)為62%～67%，手扶式拖拉機(jī)為59%～65%。

三、拖拉機(jī)某擋的定額驅(qū)動(dòng)力

機(jī)組作業(yè)時(shí)，作用于驅(qū)動(dòng)行走裝置的驅(qū)動(dòng)扭矩與土壤地面之間相互作用，引起大小相等、作用方向相反的力作用在輪緣上。與前進(jìn)方向相同的土壤反力稱為機(jī)組推進(jìn)力；與之相等而方向相反的則稱為驅(qū)動(dòng)力。附著重是土壤對(duì)驅(qū)動(dòng)行走裝置的法向反力，它在一定程度上可以降低拖拉機(jī)的滑轉(zhuǎn)率，從而增加拖拉機(jī)的牽引效率。我們?cè)谔镩g作業(yè)時(shí)，有時(shí)增加拖拉機(jī)的配重就是這個(gè)道理。履帶式、四輪驅(qū)動(dòng)式和手扶式拖拉機(jī)的附著重可以利用其本身的全部重量，而后輪驅(qū)動(dòng)輪式拖拉機(jī)只能利用其重的70%。現(xiàn)代的新型拖拉機(jī)本身的重量相對(duì)比較低，必須要用配重來降低滑轉(zhuǎn)率。另外也可以使農(nóng)具的部分重力轉(zhuǎn)移到拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪上，例如對(duì)于農(nóng)具采取液壓懸掛系統(tǒng)控制等，可以提高拖拉機(jī)的牽引附著性能。

履帶式拖拉機(jī)具有良好的附著性能，但是履帶費(fèi)用高、磨損較快、傳動(dòng)損失也較大，因此主要用于土壤松軟、需要較大牽引力和驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率較大的條件下，進(jìn)行土壤耕作和農(nóng)田基本建設(shè)作業(yè)。四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)具有較大的驅(qū)動(dòng)輪與土壤接觸面積，因而附著性能也優(yōu)于兩輪驅(qū)動(dòng)式拖拉機(jī)。在牽引負(fù)荷較重的情況下，四輪驅(qū)動(dòng)將增加約20%的牽引率，但在通常的輕負(fù)荷作業(yè)時(shí)，由于被驅(qū)動(dòng)裝置吸收摩擦功率將占較大比例，其作業(yè)經(jīng)濟(jì)性比兩輪驅(qū)動(dòng)時(shí)差，因此，輕負(fù)荷作業(yè)時(shí)一般應(yīng)該切離前輪驅(qū)動(dòng)。輪胎尺寸對(duì)于輪式拖拉機(jī)的附著性能影響較大，在同樣條件下，直徑大、寬度大的輪胎與土壤接觸面積較大，驅(qū)動(dòng)輪可產(chǎn)生較大的牽引力，而前輪滾動(dòng)阻力則減小。

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