23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2004/09
Variklio galia ir sukimo momentas
  • Dr. Aleksandras KIRKA LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS
  • Mano ūkis

Įvairių traktorių pagrindiniai parametrai labai dažnai analizuojami, lyginami, interpretuojami, pateikiama nemažai bandymų, testų rezultatų, tačiau netikslūs ar netgi klaidingi pagrindinių parametrų apibrėžimai, jų reikšmė sukelia nereikalingų ginčų bei klaidingų išvadų. Šiame straipsnyje pateikiamos traktoriaus pagrindinių parametrų – galios, sukimo momento, degalų sąnaudų ir kitų – sąvokos bei jų reikšmių vertinimai.

Sukimo momentas yra matuojamas Nm. 100 g masei veikiant 1 m atstumu nuo sukimosi centro, gaunamas 1 Nm sukimo momentas. Galia (kW) gaunama sukimo momentą (Nm) dauginant iš sūkių dažnio (min-1) ir dalinant iš koeficiento 9550. Variklio efektyviąja galia vadinama galia, atiduodama jo smagračiui. Nors SI vienetų sistemoje galia matuojama kW, labai dažnai dar naudojami ir nesisteminiai galios matavimo vienetai AJ ir AG. 1 kW yra lygus 1,36 AJ arba 1,34 AG. Variklio pagrindiniai parametrai nustatomi eksperimentiniu būdu, vadovaujantis tam tikrais standartais, todėl labai svarbu žinoti ne tik matavimo rezultatus, bet ir tai, pagal kokio standarto reikalavimus atlikti matavimai.

Taikomi įvairūs standartai

Traktorių gamintojai, pateikdami variklių charakteristikas, gali vadovautis įvairiais standartais (DIN, SAE, OECD, GOST, CUNA ir kt.), tarp kurių yra esminių skirtumų. Pvz., atliekant variklio bandymus pagal DIN standartą (DIN 70020), variklis turi būti visiškai sukomplektuotas, o pagal SAE standartą bandymai atliekami, varikliui esant be sankabos, oro filtro, duslintuvo, generatoriaus, ventiliatoriaus ir starterio. Taigi vien dėl to, bandant variklį pagal SAE standartą, gaunami 5-6 proc. didesni galios ir sukimo momento rodikliai negu bandant pagal DIN standartą. Pvz., jei matuojant pagal DIN standartą bus gauta 70 kW galia, tai to paties variklio galia, išmatuota pagal SAE standartą, gali būti 73-75 kW.

Šiuo metu Europos Sąjungoje parduodamų variklių galia nustatoma, vadovaujantis EWG standartu (EWG 80/1269). Variklio komplektacija tokia pati, kaip ir bandant pagal DIN standartą. Tikrinant variklius pagal ISO, ECE ir EWG standartus, galimi nežymūs rezultatų skirtumai dėl faktinės oro temperatūros ir aplinkos slėgio matavimų metu.

Dažnai traktorių bei variklių bandymai vykdomi, vadovaujantis OECD standartu. Jį taiko DLG bandymų stotys, testuojančios daugumą Europos traktorių. Šie duomenys nuolat skelbiami žurnaluose „Profi“, „DLZ Agrarmagazin“, „Top Agrar“, „Mano ūkis“ ir kituose leidiniuose. Pagal OECD standartą variklis gali būti bandomas ant stendo. Variklio galia taip pat gali būti matuojama ant jo darbo veleno, traktoriaus traukos jėga – betoniniame treke ir t.t. Matuojant galią ant traktoriaus darbo veleno, įvertinami galios nuostoliai perdavoje, sankaboje bei papildomuose įrenginiuose (alyvos siurblyje, ventiliatoriuje, kompresoriuje ir kt.). Taigi priklausomai nuo traktorių konstrukcijos ypatumų, bandymų rezultatai gali skirtis 5-15 proc. Nepaisant to, dažniausiai variklio galia matuojama ant darbo veleno. Taip matuojama dėl kelių priežasčių. Visų pirma, paprasčiau atlikti bandymus. Be to, dažnai variklio išvystoma galia perduodama ne tik traktoriaus varantiesiems ratams, bet ir darbo velenui.

Tokio matavimo principas yra toks: traktoriaus darbo velenas sujungiamas (kardaniniu velenu) su apkrovos stabdžiu, akceleratoriaus svirtis nustatoma į didžiausio sūkių dažnio padėtį ir, palaipsniui didinant variklio apkrovą, kiekviename taške matuojamas sukimo momentas, sūkių dažnis bei degalų sąnaudos. Tokiu būdu gaunama variklio charakteristika.

Šiuolaikiniai varikliai tobulesni

Modernių variklių charakteristikos pobūdis gerokai skiriasi nuo senesniųjų variklių. Jeigu pastarųjų vardinė galia buvo ir pati didžiausia galia, moderniųjų variklių sukimo momentas, mažėjant sūkių dažniui, taip intensyviai didėja, kad variklio galia ne tik išlieka pastovi tam tikrame sūkių dažnio diapazone, bet net ir padidėja. Tokie varikliai dar vadinami pastovios galios varikliais. Tikslesnis pastovios galios variklio apibrėžimas būtų toks: pastovios galios varikliais vadinami tokie varikliai, kurių sūkių dažniui sumažėjus 10 proc. ir daugiau, galia išlieka ne mažesnė už vardinę (dažnai būna ir didesnė).

Modernių variklių sukimo momento padidėjimas siekia iki 50 proc. Kuo labiau padidėja sukimo momentas, tuo labiau jo maksimali reikšmė krypsta mažesnių sūkių dažnių link. Labai geras rodiklis, jei maksimalus sukimo momentas pasiekiamas, sumažėjus variklio sūkių dažniui 30 proc. Tuomet darbo metu kintant apkrovai, variklio sūkių dažnis kinta palyginti nežymiai, ir todėl gaunamas „elastingo variklio“ efektas.

Kiti vertinimo kriterijai

Svarbus vertinimo kriterijus – santykis tarp sūkių dažnio sumažėjimo ir sukimo momento padidėjimo. Sūkių dažnio diapazone (0,8-0,9)nv sukimo momentas turi didėti kuo staigiau, kad esant kintamai apkrovai, pvz., ant darbo veleno, pastarojo sūkių dažnis kistų nežymiai. Tokia charakteristika gaunama, mažinant sukimo momentą ir esant dideliam sūkių dažniui. Kuo sukimo momentas intensyviau mažėja, tuo didesnis gaunamas galios rezervas, mažėjant sūkių dažniui. Todėl didėjant variklio apkrovai, ne tik didėja išvystomas sukimo momentas, bet ir galia.

Praktiniu požiūriu svarbus dar vienas rodiklis – pradinis sukimo momentas arba variklio sukimo momentas, traktoriui pradedant važiuoti. Manoma, kad modernių variklių sukimo momentas, esant sūkių dažniui 1 000 min-1, turi būti ne mažesnis už vardinį. Varikliuose su turbopripūtimu ir degalų įpurškimo siurblio valdymu, priklausomai nuo pripūtimo slėgio, susiduriama su kita problema. Bandant tokį variklį, kuomet didžiausio sukimo momento kreivė gaunama sūkių dažniui mažėjant nuo vardinių iki 1 000 min-1, pradinis sukimo momentas gaunamas didesnis už vardinį. Tačiau praktiškai, kuomet pradedant važiuoti nuspaudžiamas akceleratoriaus pedalas, bet dar nepadidėja pripūtimo slėgis, degalų įpurškimas yra ribojamas ir išvystomas variklio sukimo momentas yra daug mažesnis už vardinį.

Taigi žinant ir suprantant variklio charakteristiką, variklį galima naudoti efektyviau (prisitaikyti prie esamos charakteristikos). Jeigu sukimo momentas ir variklio galia, mažėjant sūkių dažniui, didėja, toks traktorius ir lauke, ir kelyje bus stiprus ir dinamiškas.

Apie degalų sąnaudas skaitykite kitame numeryje