P3 motores e tratores ufrrj it154

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Meios de aproveitamento de potência de um trator
· Tomada de potência (TDP): é uma árvore de transmissão que permite acionar os órgãos ativos das máquinas, a partir do eito do motor do trator. Em alguns casos, a TDP é acionada pelo eixo cardan na saida da caixa de marcha. Em outros casos, é acionada pela coroa do diferencial, no lado oposto ao pião do diferencial. 
· É utilizado: acionamento de roçadeiras, pulverizadores, colhedoras.distribuidor de esterco, enxada rotativa, entre outros. 
· Dependente
· Semi dependente 
· Independente 
· Totalmente independente 
· Sistema de levante hidráulico: é utilizado em operações de máquinas, é acionado cilindros externos ao trator para movimentar e posicionar órgãos ativos dos implementos. 
· Braco esquerdo (primeiro ponto), braco direito (segundo ponto), braço superior (terceiro ponto) braços intermediários e correntes estabilizadoras. 
· Tipos de atuadores hidráulicos: 
· Pressão: forma de tração ou de compressão 
· Vazão: velocidade de deslocamento retilíneo. 
Reservatório de fluido > bomba hidráulica > válvula > atuador hidráulico motriz > potencia liberada > LINHA DE RETORNO > VÁLVULA > RESERVATÓRIO DE FLUIDO 
** Engate de 3 pontos = Levanta/abaixa máquina, controle de profundidade em máquinas de solo, controle de altura de máquinas de superfície. 
· Controle de profundidade A: acompanha a ondulação do terreno. Usado em maquinas de profundidade. 
· Controle de posição B: a maquina permanece em posição fixa. Usado em maquinas de superficie. 
**Capacidade de levante nas barras do engate de 3 pontos = 
**Transferencia de peso = até 80% do dianteiro.
· Sistema de controle remoto: são adotados nos implementos com cilindro hidráulicos externos, como: arados reversíveis e grades pesadas. Permite fornecer óleo com pressão através de mangueiras para acionar partes específicas de máquinas agrícolas acionadas por pistões.
· Barra de tração: dispositivo usado para tracionar diversos implementos localizados na parte posterior do trator. É montado abaixo do eixo das rodas traseiras para aumentar a aderência das rodas no solo, diminuindo a patinagem e aumentando a capacidade de tração. 
· Barra fixa: não tem movimento no seu ponto de engate do trator. Usado para tracionar implementos dotados de rodas, como carretas e é usado quando se faz uso simultâneo de barra de tração e tomada de força. 
· Barra oscilante: possui movimentos laterais e é empregado quando se deseja obter um raio de giro pequeno. Usado quando existe pouco espaço para manobras no campo. 
· Força maxima disponivel na barra de tração 
Pbt = F*V 
Pbt = potencia disponivel na barra de tração (cv)	
F = força maxima disponivel na BT (kgf)
V = velocidade de operação (km/h)
· Determinação de potencia na barra de tração = trator > implemento
Pbt = Pm*Nbt 
Pbt = potencia disponivel na barra de tração (cv)	
Pm = potencia nominal no motor 
Nbt = rendimento na bt (depende do solo)
· Dimensionamento da fonte de potência = os pontos de potência do trator são: tomada de potência, barra de tração e rodas motrizes, os quais só recebem uma determinada potencia loquida do trator. 
· Tomada de potencia = 86,40 – 90%
· Barra de tração = 74,80 – 81%
· Rodas motrizes = 81,20 – 87%
**baseado num fator de conversão de 0,86. de acordo com este metodo, as potencias disponiveis da TDP e barra de tração em relação a potencia maxima do motor são
· Tomada de potencia = 0,86*potência liquida 
· Barra de tração 0,86²*potência liquida
**Toda potência do motor não esta disponível na TDP ou ma barra de tração, pois depende de: 
· Tipo de solo e umidade;
· Presença ou não de restos de culturas;
· Altitude;
· Clima da região;
· Declividade;
· Tipo de operação (gradagem/aração…);
· Tipo de maquinas e ou implementos acoplados ao trator;
· Velocidade de trabalho. 
			Preq = Freq * Vmov (para maquinas ou implementos tracionados)
			Preq = Mt * n (para maquinas ou implementos tracionados por TDP)
				Preq = potencia requerida em watt
				Freq = força requerida na tração em N
				Vmov = velocidade de movimento do conjunto em m/s
				Mt = movimento de torque requerido para o acionamento em N*m
				n = velocidade de rotação angular do eixo motriz dos mecanismos em rad/s
· Estimativa requerida:
· Declividade do terremo: 
Qual o valor da perda de força na barra de tração de um trator de 2.122 kgf (peso do trator mais o tratorista) para tracionar uma carreta carregada com 6.745 kgf, em uma declividade de 20 %. 
	F = Wt Wc > F = 2122 kgf + 6745 kgf = 8867 kgf
		Com uma inclinação de 20% = tan de 0,20 = conversão para um ângulo em graus 
			senº = arctag 0,20 = 11,31º
	Fg = 8867 kgf * sem 11,31° = 1738 kgf 
a perda de força na barra de tração devido à declividade de 20% é de aproximadamente 1738 kgf. Essa é a força adicional que o trator precisa exercer para superar essa inclinação. 
· Condições da superfície do solo: solos com torrões lamacentos e macios oferecem uma resistência maior as rodas motrizes do que os solos firmes. 
· Resistência ao rolamento 
· Altitude
1 CV = 0,98 HP
1 HP = 1,01 CV 
1 kgf = 9,80 N 
1 CV = 1,36 kW
1 HP = 745,7 W
1 – Um trator com peso de 40 kN e potencia de 50 kW no volante, opera a 900 acima do mar numa velocidade teórica de 6 Km/h, sabendo-se que a eficiência de transmissão (ηt) e de 95%. A pista onde o trator esta trabalhando e plana e de concreto, cujo coeficiente de resistência ao rolamento e de 0,04 e a patinagem e de 10%. Calcular as perdas de potencia e a eficiência total da tração.
	Peso do trator (W) = 40kN = 40.000N 
	Potencia no volante (Pv) = 50kW = 50.000 W
	Altitude = 900m 
	Velocidade teorica (Vt) = 6 km / h = 1,667 m/s
	Eficiência de transmissão (nt)= 95% = 0,95
	Coeficiente de resistencia ao rolamento (Cr) = 0,04
	Patinagem (s) = 10% = 0,1
		
		Pw = Pv * nt > 50.000 W * 0,95 = 47.500 W
		Ft = Pw / Vt > 47.500 W / 1,667 m/s = 28.495 N
		Frolamento = W * C > 40.000 N * 0,04 = 1600 N
		Freal = Ft * (1-s) > 28.495 N * (1-0,1) = 25.645 N
		Pt = Fr * Vt > 25.645 N * 1,667 = 42.750 W
		P perdas = Pw – Pt > 47.500 W – 42.750 W = 4.750 W
		Eficiência total de tração = n = Pt / Pw > 42750 W / 47.500 W = 0,9 = 90%
			Perdas de potência = 4.750 W e Eficiência total = 90%
4 - Um trator de potência igual a 70 cv gasta 100 s para tracionar uma grade num percurso de 150 m. Qual o percentual de sua potência que é consumida, sabendo que a força necessária para a tração correspondente a 1200 Kgf.
	Pt = 70 cv 
	t = 100 s
	distancia = 150 m 
	Força de tração = 1200 kgf 
		Pt = 70 cv * 735,5 W = 51.485 W
		V = d/t > 150/100 = 1,5 m/s
		Pconsumida = F * v > (1200 kgf*9,8 N) * 1,5 m/s = 17.640 W
		Potencia consumida = 17.640 / 51.485 *100 = 34,27%
	
5 - Qual a potência (kW) consumida para tracionar um arado de discos, sabendo que a força necessária para a tração é 1200 Kgf, numa velocidade de trabalho igual a 6,0 Km/h.
	Força de tração = 1200 kgf
	V = 6 km/h
		
		v = 6 km / h * 1000 * 24 / 86400 = 1,6667 m/s
		Pconsumida = (1200*9,8)N * 1,6667 m/s = 19.600,4 W = 19,6 kW
6 - Qual a potência mínima (kW) que deverá ter um trator de pneus para tracionar um determinado implemento, sabendo-se que foi necessária uma força de 30.000 N, quando se percorreu uma distância de 150 m gastando 100 s. (R = 44,13 kW) (OBS = considerar 1Kgf = 10 N).
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