Mecanica de Tracci-n

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descripcion fisica de traccion de llantas de tractores

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  • El tractor trasforma la energa del combustible en trabajo til en la barra de tiro.A pesar de las grandes prdidas, de la energa aprovechable del 20 al 55 % se invierte en la interfase suelo Mecanismo de Traccin.Esta energa gasta las llantas y compacta el suelo.La operacin eficiente del tractor incluye:1.Maximizar la eficiencia del combustible del motorMaximizar la eficiencia del tren de transmisin.Maximizar las ventajas tractivas del mecanismo de traccin.Seleccionar una velocidad de avance ptima para un sistema Tractor Implemento.El comportamiento del tractor en campo es funcin de:Los elementos tractivos.2. Las condiciones del suelo3. El tipo de implemento.4. La configuracin del tractor.

  • Una rueda de traccin slidasobre una superficie duraW = Peso EstticoWd = Peso DinmicoVa = Velocidad actual (real) T = Torque de entrada (en el eje)GT = Traccin Bruta (Tiro terico)NT = Traccin Neta (Tiro Actual) MR = Resistencia al MovimientoT desarrolla un GT que acta en la superficie de contacto. Una parte se gasta venciendo MR (Incluye fuerzas internas y externas). El resto es NT que desarrolla la rueda.NT = GT - MR

  • VaMRslrrrNTTWWdGTehrtvWd est descentrado eh, requerido para un equilibrio esttico.slr: Distancia desde el eje a la superficie dura. Se usa para los clculos de fuerza y momentorr: Para calcular la Va. Se mide en la circunferencia de rodadura o de tablas.rt: Radio de accin de GT y MR. Calculado.rr 1.06 slr en una rueda correctamente inflada.

  • 3. Una Rueda deformable en un suelo suaveWd acta descentrado horizontalmente eh y verticalmente ev.

  • Banda ConducidaVa = Velocidad real T = Torque en el ejeGT = Traccin Bruta (Tiro terico)NT = Traccin neta (Tiro real) MR = Resistencia al movimientoW = Peso estticoWd = Peso Dinmicoslr = Radio esttico cargadorr = Radio de rodamientort = Radio de torque

  • La distribucin de las fuerzas depende de los parmetros del vehculo.eh: Razn de balance dinmico: Razn de la localizacin de la componente vertical de la carga dinmica desde la rueda frontal a la longitud de la base de las ruedas.Si eh = 50% se tiene el mejor comportamiento de traccin y una presin uniforme en el suelo.eh depende de: Parmetros dimensionales del tractorLocalizacin y ngulo de la lnea de tiroMagnitud del tiro.

  • DISTRIBUCIN DINMICA DE PESO EN UN TRACTOR DE BANDAEmpezando con una Fuerza esttica frontal del 60%605010204042444648505254565800.10.20.30.40.50.6Razn de traccin del VehculoBalance Dinamico, % Frentengulo de TiroCon: Dh/Wb = 0.20 Dl/Wb = 0.30WbDlDh0.600.580.560.540.520.500.480.460.440.420.40Razn de Balance Dinmico Efecto del ngulo de tiro y la Eficiencia de Traccin TE sobre eh para implementos halados.ngulo de Tiro

  • Coeficiente Peso Dinmico: DWCP.DWC = El peso Transferido a la Rueda traseraP.Tgq = Transferencia desde el implemento.Si q = 0

  • Razn de Reduccin de Velocidad: TRRVt = Velocidad tericaVa = Velocidad actual o real.TRR: Patinamiento o Deslizamiento (Incorrectamente). El deslizamiento sobre una superficie se debe a: Flexin del mecanismo de Traccin Deslizamiento entre superficies Corte en el suelo.Los parmetros de la traccin involucran fuerzas. Se normalizan dividiendo por WD (Peso Dinmico). Con esto se consigue: Se pueden comparar llantas y mecanismos de traccin Es un parmetro adimensional para hacer comparaciones

  • Determinacin de la Velocidad Terica Vt.Es el avance con cero reduccin. Se puede medir como:Condicin de Autopropulsin (NT = 0), sobre una superficie dura.Usada para obtener datos de la circunferencia de las ruedasEs publicada en los datos de las llantas.Condicin de autopropulsin (NT = 0), sobre la superficie de prueba.Condicin de remolque (GT = 0, T = 0), sobre una superficie duraCondicin de remolque (GT = 0, T = 0) sobre la superficie de prueba.En los resultados se debe establecer la condicin usada.La condicin mas comn es la 2.Para condiciones estandarizadas y repetibles es mejor el mtodo 1.Los radios hallados en los 2 tipos de superficie varan muy poco. Rr medido se usa para calcular Vt:Va se mide directamente.

  • Razn de Traccin Neta: NTRA veces se refiere el NTR como Tiro/Peso o se llama Razn Dinmica de Traccin o Coeficiente de Traccin. Estas denominaciones son para vehculos y no para una rueda (o mecanismo de traccin)Wd: Peso Dinmico. Incluye:Efectos del lastreTransferencia de Peso

    Transferencia desde la rueda delantera por tiroTransferencia debido al tiroEn la pruebaEn un vehculoNT: Es el componente en la direccin de avancePerpendicular a Wd.En un vehculo NTR es VTR:

  • Eficiencia Tractiva (Eficiencia de Traccin): TEGTR: Razn de Traccin BrutaLa ineficiencia de la Traccin se debe a:Prdidas en Velocidad: La Vt no se convierte toda en avance por prdidas en:El sueloEntre el suelo superficial y el mecanismo de traccinEn el mecanismo de traccin (histresis, resbalamiento de la correa.Prdidas en Tiro (NT): RM disminuye la traccin bruta que se convertira en tiro til (NT)Sucede cuando el tractor es sobre lastrado: TTR se reduce pero se incrementa RMSon relevantes en bandas como prdidas internas dentro del mecanismo.En suelos blandos una banda tiene menor RM (que con llantas) aunque halla prdidas internas,

  • Razn de Traccin Bruta: GTRGTR: Se refiere al tiro del Ring o el tiro de diseo en la barra de tiro o Tiro terico.Es el torque del eje convertido a Tiro. Es la fuerza desarrollada si no hubiera RMGTR no se puede medir directamente. Se calcula usando el torque en el eje, el radio de la rueda o del mecanismo de traccin.Sin embargo rt no est bien definido y no se puede medir directamente.Si se quiere saber rt:

  • Razn de Resistencia al Movimiento: MRRTambin se llama Resistencia al Rodamiento.Incluye:Prdidas internas del mecanismo de traccinFuerzas del suelo.Se deben tener en cuenta las prdidas localizadas ms all del punto donde se mide el torque.

  • Tiro Deslizamiento, NTR - DeslizamientoEs la comparacin ms bsica si el consumo de potencia no es importante y/o si el nico objetivo es atravesar un terreno.Cual es la variable dependiente: Tiro o Deslizamiento?Normalmente se considera el deslizamiento como independiente, es decir el tiro desarrollado depende del deslizamiento.El tiro (NTR) es la variable independiente y el deslizamiento sucede.

  • JD8400T TOTAL Mass =11,800 kgBELT = Goodyear 400 mm Surface = Plowed & settled soil 7/19/96 -0.050.000.050.100.150.200.250.300.350.40Travel Reduction Ratio TRRDrawbar Pull, kNEl tiro se incrementa rpidamente para deslizamientos bajos y luego se nivela mientras el deslizamiento se incrementa. (A medida que el tiro aumenta, el deslizamiento es constante y luego, para el tiro mximo que puede desarrollar el tractor, estos valores aumentan)

  • Sin trabajar con razones (dividiendo por Wd) se tiene est apreciacin del comportamiento.Se ve como el lastrado mejora la capacidad de ejercer tiro an para deslizamientos similares.

  • Usando la Razn (dividiendo por Wd) la apreciacin cambia.El comportamiento de todos los tractores es similar.

  • 02468101214160.000.200.400.600.801.001.20Travel Reduction, %Vehicle Traction Ratio, VTR (pull/weight) El deslizamiento Sucede. Este depende del tiro.El trmino de Tiro NTR, GTR, VTR debe ser la variable IndependienteCat 45 UnballastedCat 45 BallastedNebraska Test Vehicle Traction Ratio ComparisonWith VTR as Independent VariableSi se considera que el Tiro es la variable independiente y el deslizamiento es la consecuencia.

  • RELACIONES GENERALES DE LA TRACCINBased upon Brixius Traction Equation TE es el parmetro mas importante en el comportamiento de la barra de tiro.Con un lastrado y presin de inflado correctos, TE es mximo a un NTR cercano a 0.40.MRR tiende a depender linealmente de TRR o de NTR

  • PRDIDAS DE TRACCINPor VelocidadSi NTR = 0 (Tiro cero)Vt = Va, dependiendo de la definicin de cero deslizamiento; la razn de velocidades es 1.Al aumentar el Tiro (reflejado en NTR) el deslizamiento TRR se incrementa y la razn de velocidad se reduce.

  • Sin tiro (NTR = 0), la relacin de razones de traccin tiende a cero. La diferencia entre ambos es la MRR, que oscila entre 0.05 y 0.15. Por esta NTR nunca es igual a GTR, y su relacin tiende a 1 pero nunca ser 1.

  • PRDIDAS DE TRACCINTotal Tractive Efficiency RatioVelocity Ratio = Va / VtTravel Reduction Ratio = (1-Va/Vt)Motion Resistance Ratio = GTR - NTRMaximum Efficiency Point Pull Ratio = NTR / GTR0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.000.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00Net Traction Ratio, NTRTraction Performance RatioTE total no puede ser mayor que la razn de tiros ni que la razn de velocidades. Alcanza un mximo a NTR entre 0.3 y 0.4 para ruedas radiales.

  • Datos reales para un ruedas radiales sobre un suelo medio (labrado), Las curvas resultan de un anlisis de regresin.

  • Los mismos anlisis pero en funcin de TRR. (Debe tenerse en cuenta que se puede considerar TRR como funcin de NTR.

  • Anlisis de Regresin:Los datos obtenidos en pruebas reales deben ajustarse a curvas hechas con anlisis de regresin, debido a la dispersin.Las regresiones usadas hallan NTR y MRR con funcin de TRR.As se pueden calcular GTR y TECada punto es el promedio de datos obtenido a 60 Hz durante 1.5 segundos.Las mayores dispersiones ocurren a Va bajos, la cual es ms difcil de medir.Las variaciones de Va afectan el clculo de TRR, especialmente si Va es baja. Tambin se afecta TE calculada.MRR es tambin calculada pero no tiene dispersin, porque proviene de GTR y NTR que no varan con TRR.

  • NET TRACTION RATIO PLOTWith Experimental Data0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00Net Traction Ratio, NTRTraction Performance Ratio Tire = Goodyear 20.8R42 DT/DT710 Dual Surface = Lon's Tilled (seeded) 6/6/96Tractive EfficiencyMotion Resistance RatioTravel Reduction Ratio

  • NET TRACTION RATIO PLOTInput Data with Regression0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00Net Traction Ratio, NTRTire = Goodyear 20.8R42 DT/DT710 Dual Surface = Lon's Tilled (seeded) 6/6/96

  • Las pruebas involucran la operacin de un mecanismo de traccin (rueda o banda) en el suelo y mediciones de su comportamiento.Las mediciones en tiempo real son:Torque de entrada (T)Velocidad de entrada (w)Salida de fuerza (NT)Velocidad de salida (Va)Tambin se mide el peso dinmico (reaccin en el suelo). Este es dado, medido o calculado. Depende del diseo del mecanismo de prueba.Con una rueda simple, la reaccin al peso dinmico es igual al medido estticamente.

  • Con un brazo simple, el torque (T) aplicado provoca un cambio en la reaccin vertical. Esta es medida durante la prueba.Se pueden usar en una caja de suelos o en el terreno. A veces se usan vehculos completos y sus mecanismos de traccin son sus ruedas o las bandas

  • Prueba de rueda simple con 2 brazos paralelosCon brazos paralelos no hay cambio en la reaccin vertical por el torque aplicado.Mayor dificultad en medir NT y T.El torque se puede medir directamente o se determina de la medicin de NT.NT es la suma vectorial de las dos reacciones.El Torque se puede calcular por la diferencia de las fuerzas por la distancia entre los brazos.

  • Prueba de una rueda con brazos paralelosCon medicin directa de NTAl igual que la anterior no hay cambio en la reaccin vertical, de modo que W = Wd

    Es el mecanismo ms simple de medicin usado.El torque se mide a la entrada de la rueda.

  • Prueba de llantas usando un tractor 2WDEl peso esttico Frontal normalmente se ajusta al 20% del peso total.Los dos mecanismos de traccin se estn evaluando. Se debe usar un mtodo para determinar el peso dinmico en las ruedas conducidas (por la transferencia en tiro)

  • Si el tractor es 4WD, se debe determinar la traccin neta desarrollada en cada eje.Lo mejor es usar un tractor 2WD. Como no hay torque de entrada en el eje frontal, GT = 0, MR es una fuerza negativa de traccin y se resta del tiro medido en la barra de tiro para los clculos de traccin.Antes de la prueba se deben determinar:FWS, RWS. FWS se debe mantener bajo (similar al requerido para implementos de tiro) y a un porcentaje constante del peso total del tractor. Se usan contrapesos frontales y traseros.Se miden Dh, Wb, para el clculo del RWD.rr de la rueda se mide en la rueda libre, P = 0, NT = 0 (Mtodo 2)En la prueba se mide el Torque T y la velocidad w del eje, junto P a una velocidad actual de avance.Se calcula RWD, usando esos datos y RWS. MRf es la diferencia entre P y NT de las ruedas probadas. Con esto se tiene en cuenta el efecto de las ruedas frontales.

  • cRWSVaFWSRWDWbFWDTire Test TractorVtDhcLoad TractorDh

  • En campo requiere que se aplique una carga a las ruedas del tractor de prueba. se requieren unidades muy pesadas para las fuerzas de tiro mas grandes, lo que limita el tiro mnimo a la resistencia al movimiento de la unidad de carga, entonces no se obtienen los puntos mas bajos de la curva tiro-deslizamiento. Por eso se usa un segundo tractor con un implemento.La velocidad del tractor de carga (cambio y rpm del tractor, con el acelerador a para permitir subir o bajar la velocidad), se empareja a la del tractor de prueba; el tiro se transmite a la barra de tiro del tractor de prueba y se ajusta con el acelerador del tractor de carga.Si se desacelera el tractor de carga se incrementa el tiro del Tractor de prueba y soporta mas del tiro del implemento.Si se acelera el tractor de carga, este se aproxima al tractor de prueba y se reduce el tiro sobre el tractor de prueba.Se requieren dos operarios comunicados constantemente.

  • La velocidad o cambio del tractor de prueba se ajusta para que se desarrolle todo el torque a la rueda evaluada (un deslizamiento deseado).O si el tractor de prueba tiene buena flexibilidad en la transmisin se puede ir desde la velocidad mnima para la sola autopropulsin del tractor a una requerida para desarrollar un TRR del 30 al 40%. Segn la potencia y peso del tractor, el torque se desarrolla sobre un rango de velocidades de avance. Hay un efecto de la velocidad sobre la prueba.

  • EFECTO DE LA VELOCIDAD SOBRE LA RESISTENCIA AL MOVIMIENTOLa prueba es en condiciones de autopropulsin (NT = 0)Hay un ligero incremento de MRR con la velocidad de avance, aunque es bajo en el rango de velocidades de trabajo. En este rango la potencia al eje va de 5 a 35 kW.

  • Como interpretar las grficas de traccinPerformance of 20.8R42 Duals on Three SurfacesCada curva de TE tiene un mximo a un NTR dado, y hay un rango de Tiro eficiente (NT).Adems hay un TRR resultante y un tiro mximo (NTR) limitado por el ingeniero evaluador.TE tiene sus mximos en NTR de 0.4 para ruedas y NTR de 0.5 para bandas.

  • EFECTO DEL SUELOTE mxima se reduce si el suelo es mas blando y suelo, Aunque todos los picos ocurren a NTR cercano a 0.4El NTR mximo tambin se reduce con la reduccin de la firmeza del suelo (Menor NT a la misma TRR)

  • Performance of Single 710/70R38 Firestone ATR at Two Air PressuresTilled (Loose) Tractive Conditions1.00Traction Performance Ratios0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.900.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00NET TRACTION RATIO, NTRTractive EfficiencyTravel Reduction Ratio6 psi load @ 6 psi (correct)(41kPa) (41kPa)6 psi load @ 28 psi(41kPa) (193kPa)EFECTO DE LA PRESIN DE INFLADO DE LA LLANTALa mxima TE y el mximo NTR se reducen con el aumento de la presin de inflado.Aunque la mxima TE se reduce solo un 5% el efecto sobre el vehculo puede ser mayor segn se enganchen los implementos.Por ejemplo con NTR = 0.5, con una diferencia de 10 % en TE, habr una diferencia de 17% en la potencia en la barra de tiro y mayor TRR.

  • Performance of Two Sizes of Single Tires at Correct Pressures Tilled (Loose) Tractive Conditions 1.00EFECTO DEL TAMAO DE LA RUEDAUna rueda de mayor dimetro 520/85R46 tiene mucho mayor TE al mismo TRR que una rueda menor.La rueda mas ancha 710/70R38 tiene mayores prdidas por RM. Ambas operan a la misma TRR.Como tiene una capacidad de tiro similar, el operario no siente las diferencias.

  • EFECTO DEL PESO SOBRE LA RUEDAOperando con una presin de inflado correcta y cargas livianas, la rueda desarrolla sus deflexiones de diseo y se obtiene el desempeo optimo.Para cada peso se alcanza un TE mximo para NTR similares. El tiro est en proporcin al WD. Es decir si solo se cambia el peso se puede operar a un NTR que no es ptimo.

  • COMPARACIN DE ANCHO DE BANDASSan Marcos, Firm Untilled Tractive Condition En un suelo duro, las diferencias entre los bandas y la rueda son mnimas. NTR oscila entre 0.4 y 0.5TE de las ruedas cae para grandes tiros.La banda mas ancha proporciona el mayor NTR.

  • Con un suelo mas suelto y suave, hay mayores diferencias entre las ruedas y las bandas.Las bandas tienen su TE mximo a NTR de 0.5 pero la rueda sigue a NTR de 0.4En las bandas aumenta el rango de TE cercano al mximo

  • Comparando 2 bandas de 400 de Good Year y Caterpilar se obtienen comportamientos similares. En suelo firme la rueda 20.8R42 Dual iguala y sobrepasa el comportamiento de las bandas.

  • En un suelo suave, el comportamiento de la rueda es menor en general que el de las bandas de 400 mm.

  • En el suelo subsolado, las bandas se comportan casi idnticamente y la rueda tiene menores prestaciones.

  • Determinacin del comportamiento del tractor de las curvas de comportamiento de las ruedasCon la curva de comportamiento de la llanta sobre un suelo dado se puede predecir el comportamiento del tractor en estas condiciones.Manteniendo la relacin de peso en los ejes tamao de las llantas se puede generalizar a cualquier combinacin.

  • Recordando:Peso Dinmico en la Rueda TraseraCociente dinmico de Transferencia de PesoGTR: Razn de Traccin Bruta

  • NTR Razn de Traccin Neta:TE Eficiencia Tractiva (Eficiencia de Traccin):TRR Razn de Reduccin de Velocidad:GTR Razn de Traccin Bruta:MRR Razn de Resistencia al Movimiento:

  • Por lo tanto:Para un vehculo (tractor)

  • TE y TRR son funciones empricas de TRR.Para un peso, Velocidad sin carga, Peje y DWC dados, se puede hallar un TRR que satisfaga esta relacin.Hallado TRR, se puede hallar P, Pbt, Va, de las ecuaciones anteriores, mediante ensayo y error.Se puede hallar una solucin exacta si se tuviera una relacin entre la eficiencia tractiva TE, RWD y TRR. Esto se puede hacer con un diagrama o con un programa.

  • DIAGRAMA DE ZOZSi se dispone de un grupo de curvas del comportamiento de la llanta y DWC, cada valor de TRR seleccionado en el lado derecho de esta ecuacin, se obtiene un nico valor en la izquierda.Se obtienen familias de curvas contra TRR y valores constantes de RWS, Va, Peje. Estableciendo entonces una TRR, se pueden obtener Pbt y P con datos de TE y RWD obtenidos a ese TRR Para el diagrama se usa el comportamiento promedio de las llantas en varios suelos y DWC, con lo que se predice el comportamiento del tractor en condiciones de suelo promedio.Entonces solo se necesita tener un estimativo de Peje, RWS, Vt, DWC y tipo de suelo.Las transferencias de peso se hacen para implementos montados, semiintegrales e integrales.

  • LASTRADO DEL TRACTOREl diagrama se puede usar para calcular el lastre requerido en el campo. La mejor eficiente tractiva se puede obtener cuando se usa la cantidad de peso correcta.En el diagrama se ve que la mxima TE (Pbt/Peje) ocurre en:TRR = 5% en concretoTRR = 10% en Suelo firmeTRR = 13% en suelo laboradoTRR = 15% en suelo suelto o arena.Se debe alcanzar este deslizamiento para tener la mejor conversin de potencia.A TRR diferentes la conversin de Potencia es menor. Pero la conversin se reduce ms rpidamente si se reduce el deslizamiento (aumenta MRR).Adems al trabajar a parte de la carga se tiene menor TRR. El tractor trabaja a parte o al total de su potencia mxima.ENTONCES: Se debe lastrar para conseguir un deslizamiento mayor al requerido para la conversin de potencia.

  • Se considera que una reduccin en TE de 5% del mximo, se debera lastrar para:10 15 % en suelo firme.13 18 % en suelo labrado.etc.ENTONCES: Se debera medir el deslizamiento en campo y ajustar el lastre.Se puede determinar segn el diagrama.Para algn TRR dado se puede determinar las relaciones (RWS.Va)/(375.Peje), para cada tipo de suelo y DWC:(RWS.Va)/(375.Peje),

    IntegralDWC=0.65Semi Integral DWC = 0.45Montado DWC = 0.25Suelo FirmeTRR = 10 15%1.57 1.201.75 1.371.92 1.53Suelo LabradoTRR = 13 - 18 %1.53 1.271.68 1.431.84 1.56

  • Se ve que para TRR = 6% en concreto los valores son similares para la mayor conversin de potencia en condiciones de campo.Por tanto se puede hacer una recomendacin general para el lastrado del tractor segn la razn RWS.Va/375.Peje:Por lo tanto:

    IntegralSemi IntegralMontadoRWS.Va/Peje(Razn WSP)581 - 450638 - 526713 - 581

  • El comportamiento tractivo depende de la resistencia del suelo:La resistencia al esfuerzo normal afecta MRRLa resistencia al esfuerzo cortante afecta TRR.Sin embargo encontrar las caractersticas de resistencia del suelo es muy complicado:La variacin afecta al mecanismos de medicinLas mediciones consumen gran cantidad de tiempo.La tcnica de muestreo puede variar segn las condiciones del suelo.

    El aparato ms usado es el Penetrmetro de Cono: Los resultados son Influenciados por el contenido de humedad del suelo y la disturbacin.Se obtiene una combinacin de resistencia normal y cortante.Se requiere gran nmero de mediciones.P = F/A = ndice de Cono, para varias profundidades: 50 cm para mediciones de compactacin y labranza, 15 cm para propsitos de traccin.

  • Ecuaciones de Brixius 1987:Nmero de Mobilidad:Razn de TorqueRazn de Resistencia al Movimiento:

  • Se han desarrollado ecuaciones que predicen el comportamiento en traccin segn caractersticas del suelo:Resistencia del sueloCarga de la llantaTRRTamao de la llantaDeflexin de la llantaSe predice:Torque en la llantaRMTraccin NetaTELas ecuaciones originales se hicieron para ruedas normales (diagonales) se hicieron modificaciones para ruedas radiales.

  • Cambios en los coeficientes a nueva tecnologaPara calcular el comportamiento de la traccin usando las ecuaciones de Brixius (1987) se requiere una solucin iterativa. Se ha diseado una hoja de clculo.

  • El comportamiento del tractor no es el mismo de las llantas pero depende del comportamiento de estas.La eficiencia tractiva depende del conocimiento de la entrada de potencia (Peje) al mecanismo de traccin. En el tractor esto se sabe pero no es medido en las pruebas oficiales.TE es especfico para mecanismo de traccin, como una llanta dada. Un tractor puede operar con una combinacin de mecanismos de traccin, como diferentes tamaos de llantas adelante y atrs.Por la transferencia de peso en operacin, un tractor an con las mismas llantas adelante y atrs tendr pesos dinmicos y estticos diferentes, por lo cual requieren diferente presin de inflado y tendrn comportamientos diferentes.

  • El comportamiento del tractor depende del comportamiento de las llantas y del tren de transmisin.

    Mecanismo de TraccinTractorPotencia al eje de entradaPotencia al eje. Normalmente desconocidaEficiencia Tractiva TE (del eje a la barra de tiro)Eficiencia de liberacin de potencia (del TDF o motor a la barra de tiro)Traccin Neta NTTiro en la Barra de TiroRazn de Traccin Neta NTRRazn de Traccin del Vehculo VTRRazn de Reduccin de Avance TRRRazn de reduccin de avance (Puede diferir con diferentes ruedas motrices)Razn de Resistencia al Movimiento MRRRequiere dos pruebas para medirseRazn de Traccin Bruta GTRNo aplicable, Imposible de calcularPeso dinmico en el mecanismoVaria entre ejesTamao de una Rueda simplePuede tener mltiples tamaosPresin de una Rueda simple (A una carga dada)Tamao del tractor definido por TDF o Potencia motor

  • La eficiencia de entrega de potencia PDE en un tractor es la razn de la potencia entregada en el TDF a la entrega de potencia del tractor. Representa el porcentaje de potencia producida en el motor que esta disponible como potencia tractiva entregada en la barra de tiro.PDE incluye TE y las eficiencias del tren de transmisin del tractor desde el motor a la barra de tiro.Se calcula dividiendo Pbt entre una potencia medida despus del motor. Esta localizacin vara segn el tractor. En algunos es el TDF.Si el tractor se especifica por su potencia o si no tienen TDF, se puede usar la potencia en el volante.Si se usa el TDF, se usan datos de pruebas de laboratorio en condiciones especficas como: rpm motor, apertura de bomba (mariposa), etc.Usando la potencia en el volate: PDE = Pbt/PmotorUsando la potencia al TDF: PDE = Pbt/Ptdf

  • La entrega de potencia depende del comportamiento del TDF y del tren de transmisin, del comportamiento de las ruedas o mecanismo de traccin. Se tienen varias prdidas de potencia:Ptdf = Pmotor prdidas en transmisin del TDF Prdida hidrulica en la operacin del TDFPeje = Pmotor prdida en transmisin Prdida hidrulica en la transmisinPbt = Peje x TEPDE = Eficiencia en transmisin x TE / eficiencia TDF.

    Como se ve PDE depende de ms cosas que del mecanismo de traccin

  • Comportamientpo de la liberacin de potencia en tractores similares de ruedas y bandasPrimary Tillage 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9Vehicle Traction Ratio, VTRTractor Performance RatiosUsing PTO Power calculated from engine power PTO POWER DELIVERY EFFICIENCYTRAVEL REDUCTION RATIOTIRE VEHICLE BELTED VEHICLEBELTED VEHICLETIRE VEHICLE

  • Hoja de Clculo para Comportamiento del TractorBasado en las ecuaciones de Brixius (1987) para ruedas diagonales, no muy comunes en tractores grandes, Al-Hamad et al (1994) para ruedas radiales.Estas ecuaciones permiten predecir el comportamiento del tractor segn unas especificaciones fsicas del tractor incluyendo la potencia al eje.Los clculos requieren iteracin en programa o en hoja de clculo.Se pueden usar para tractores 2WD y 4WD en suelos agrcolas.Se puede calcular tiro, velocidad, potencia y deslizamiento.O el peso esttico requerido para tener un comportamiento deseado.

  • Predicting Tractor Field Performance Using Excel

  • Entradas:Tamao de la rueda trasera: Hay datos de ruedas comunes radiales o diagonales. El valor inicial corresponde al usado en la Prueba de NebrascaTamao de la rueda delantera: Hay datos de ruedas comunes y radiales. Y para tractores 2WD. El incial es el la prueba de NebraskaNmero de Ruedas: Se pueden usar 1, 2 o 3 ruedas. El incial es el de prueba de NebraskaDistancia entre ejes: Depende del tractor. Dado en prueba de NebraskaAltura de enganche: Tomado de prueba de Nebraska. Se puede cambiarngulo de tiro: El inical es cero como en Nebraska. Puede variarse. Se debe cambiar junto con la altura del enganche y la localizacin trasera para elementos montados.Localizacin del enganche detrs del eje trasero: No se da en Nebraska y no es necesario para tiro horizontal en bt. Se inserta un valor nominal automticamente segn el implemento (se puede cambiar)Potencia de Entrada: Se usa la potencia al eje. La hoja usa una entrada de potencia y una eficiencia en el tren de transmisin para hallar Peje. La eficiencia de transmisin del TDF o motor al eje se calcula hacia atrs de los datos de Nebraska asumiendo una eficiencia de la rueda en concreto del 92.5% (De MRR = 2%, TRR = 5%)Vt: Inicial de 5M/h. Este se puede cambiar.Resistencia del suelo: Segn el ndice de cono.Peso esttico del tractor en el eje delantero: Tomado con sin lastre segn Nebraska. Se debe ajustar.Peso esttico del tractor en el eje trasero: Sin lastre, Se debe ajustar.

  • Salidas:Tiro en la barra de tiroVelocidad de avance realPotencia en la barra de tiroPresin correcta de las ruedas para un peso dado o calculado (no considera incrementos para transportar implementos pesados)Eficiencia de entrega de potenciaRazn de traccin del vehculo VTRPeso del tractor a relaciones de potencia.

  • Lo que mas afecta el comportamiento de la barra de tiro es: La llanta y el lastre. La llanta se compra una vez pero el peso sobre ella si se puede cambiar a voluntad.Llantas:Regla General: Mas Grande es Mejor.Mayor Dimetro es mejor mayor ancho.Se debe operar a la presin de inflado correcta segn la carga.Menor presin es mejor si esta es igual a la resistencia del suelo para evitar compactacin.Llantas grandes operan a presiones menores para el mismo peso.Una llanta radial correctamente inflada aporta del 5 al 7 % de mayor eficiencia sobre las llantas diagonales.

  • Lastre:Depende de las condiciones del suelo y del requerimiento sobre la barra de tiro.El peso del tractor podra ser mas pesado que el requerido.1970: Primeras recomendaciones de John Deere basadas en potencia disponible y velocidad de operacin.1980: NIAE. Relaciones entre peso, potencia y velocidad de operacin al tamao de la rueda y lastre. Brixius. Comportamiento matemtico.

    El objetivo de lastrar es:Optimizar el tiempo gastado durante las operaciones de campo a una eficiencia de entrega de potencia cercana a la mxima para maximizar el trabajo completado y para minimizar el consumo de combustible.Aunque se podra usar el criterio de que la NT de 0.4 consigue la ET optima, este es difcil de aplicar porque rara vez se conoce el tiro en la barra de tiro del tractor.

  • GTR para mximo TE vara entre 0.46 y 0.52 para varias condiciones del suelo.Como el tractor debe operar sobre un rango de velocidades de avance y el lastre no se puede cambiar si cambia la condicin de operacin; debe haber un balance.

  • El tractor se lastra para las peores condiciones y esa condicin se mantiene.Si el PDE del tractor se optimiza para un rango de operaciones, entonces el tractor debe ser mas liviano que lo requerido para una operacin en carga total en la peor condicin.El DWC desde los implementos se debe considerar, y como el implemento transmite peso al tractor, los pesos estticos requeridos deben ser an mas reducidos.Un GTR entre 0.54 a 0.60 presenta un nivel de lastre que es prctico en la mayora de las operaciones.GTR para mxima TE es casi independiente de la resistencia del suelo y tamao de la rueda (Bn), es definido por la entrada al mecanismo de traccin entonces se puede calcular de los parmetros de comportamiento del tractor de Peje y Velocidad.En la forma mas simple WSP-1=1/GTR. Con una constante que depende del sistema de unidades:Sistema Ingles: lb/hp-mph y GTR = 0.54 Sistema Internacional: kg/kW-km/hr y GTR = 0.54 Potencia en el eje, peso dinmico y velocidad sin deslizamiento.

  • WT-SPEED-POWER RELATIONSHIP579111315No-Slip Travel Speed, km/h15014013012011010090807060500.550.500.60Gross Traction RatioOptimum Gross Traction RatioTractor Weight, kg/axle kW0.400.45Para tener menores velocidades se requieren mayores pesos.El peso depende del valor asumido de GTR y es mayor para menores valores de GTRGTR de 0.54 da el lastre optimo para varias velocidades, carga del motor y varios implementos.

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