Тяговый расчет трактора и автомобиля

34

СОДЕРЖАНИЕ

1. Тяговый расчет трактора

1.1 Определение номинальной эксплуатационной массы трактора

1.2 Определение номинальной мощности двигателя

1.3 Расчет показателей двигателя по внешней регуляторной характеристике

1.4 Построение внешней регуляторной характеристики дизеля и ее анализ

1.5 Построение кривой буксования

1.6 Определение диапазона номинальных основных скоростей трактора

1.7 Определение теоретических скоростей трактора, касательных сил тяги и тяговых усилий на крюке на всех передачах основного ряда

1.8 Определение радиуса ведущих колес

1.9 Определение передаточных чисел трансмиссии основного ряда

1.10 Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора

1.11 Анализ тяговой характеристики трактора

1.12 Расчет и построение потенциальной тяговой характеристики трактора

1.13 Анализ потенциальной тяговой характеристики трактора

2. Тяговый расчет автомобиля

2.1 Определение массы автомобиля

2.2 Определение мощности двигателя

2.3 Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

2.4 Определение радиуса ведущих колес

2.5 Определение передаточных чисел трансмиссии

2.6 Расчет динамического фактора автомобиля

2.7 Построение динамической характеристики автомобиля

2.8 Анализ динамической характеристики автомобиля

Литература

1. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ТРАКТОРА

В процессе выполнения тягового расчета трактора определяем основные параметры: масса трактора, мощность двигателя, расчетные скорости движения и тяговые показатели на передачах основного ряда и показатели топливной экономичности трактора, которые обеспечивают ему необходимые тяговые свойства в условиях эксплуатации.

1.1. Определение номинальной эксплуатационной массы трактора

Номинальную эксплуатационную массу трактора определяем из условия реализации заданного тягового класса при допустимом буксовании для гусеничных тракторов - 3 - 5%.

(1.1)

где РН - номинальное тяговое усилие трактора, заданное классом тяги, Н;

g - ускорение свободного падения, равное 9.81 м/с2;

- коэффициент нагрузки ведущих колес;

f - коэффициент сопротивления качению [1, Приложение А, с. 49];

- допустимая величина коэффициента использования сцепной массы при допустимом буксовании и номинальной нагрузке на крюке [1, Приложение А, с. 49].

Тогда

1.2 Определение номинальной мощности двигателя

Номинальная мощность двигателя определяется из условия реализации номинального тягового усилия на крюке , при равномерном движении на горизонтальном участке стерневого поля с заданной скоростью движения на первой передаче основного ряда.

(1.2)

где VТ1 - скорость трактора, соответствующая номинальному тяговому усилию, 7 км/ч;

ZЭ - коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя, равный 0,9;

- КПД трансмиссии.

Механический КПД определяется на первой передаче основного ряда по заданной кинематической схеме прототипа трансмиссии с учетом типа движителя, потерь, возникающих при передаче нагрузки и потерь холостого хода.

Для гусеничных тракторов КПД трансмиссии определяется по формуле

(1.3)

где - КПД цилиндрической и конической пар шестерен;

- число пар цилиндрических и конических шестерен трансмиссии, передающих крутящий момент, ;

Значения n1, n2 определим по кинематической схеме прототипа трансмиссии на одной из передач основного ряда. При разветвлении мощности на два потока две пары аналогичных шестерён считают за одну пару.

- коэффициент, учитывающий потери на холостое прокручивание трансмиссии;

Значение коэффициентов принимаем . Для колесных тракторов с двумя ведущими колесами .

Подставляя в формулу (1.2) известные, рассчитанные и принятые значения параметров, определяем необходимую номинальную мощность двигателя.

1.3 Расчет значений показателей двигателя по внешней регуляторной характеристике

1.3.1 Максимальная частота вращения коленвала на холостом ходу определяется как .

1.3.2 Частота вращения, соответствующая максимуму крутящего момента двигателя, определяется как .

1.3.3 Текущие значения мощности на перегрузочной ветви регуляторной характеристики определяются по формуле

(1.4)

где - номинальная эффективная мощность и частота вращения;

- эффективная мощность и частота вращения в искомой точке перегрузочной ветви характеристики;

- коэффициенты для дизелей с непосредственным впрыском топлива.

1.3.4 Крутящий момент двигателя определяем по формуле

(1.5)

1.3.5 Текущее значение часового расхода топлива на перегрузочной корректорной ветви регуляторной характеристики определяется по формуле

(1.6)

1.3.6 Удельный расход топлива подсчитывается по формуле

(1.7),

1.3.7 На регуляторной ветви характеристики, при уменьшении нагрузки двигателя, частота коленвала двигателя повышается от номинальной до максимальной холостого хода . При этом мощность и крутящий момент уменьшаются до нуля при по линейному закону. Часовой расход топлива при этом уменьшается также по линейному закону от номинального значения до расхода на холостом ходу . Часовой расход топлива на холостом ходу определяется как , . По часовому расходу топлива и мощности двигателя подсчитывается удельный расход топлива на регуляторной ветви характеристики в искомых точках по формуле (1.7).

Таблица 1.1

Внешняя регуляторная характеристика дизеля

1.4 Построение внешней регуляторной характеристики дизеля и её анализ

Регуляторную характеристику строим в трёх видах:

1.4.1 В функции от частоты вращения коленчатого вала, которая используется для анализа работы двигателя на режимах перегрузки (рисунок 1.);

1.4.2 В функции от эффективной мощности , которая является основной и используется для анализа экономичности двигателя на регуляторной ветви характеристики (рисунок 3.);

1.4.3 В функции от крутящего момента двигателя для удобства анализа регуляторной ветви и тяговых качеств трактора (рисунок 4.).

При анализе регуляторной характеристики дизеля определяем и сравниваем с прототипом по типажу:

а) Удельный расход топлива на номинальном режиме и сравнить его с прототипом;

Номинальный удельный расход топлива равен 277 (г/кВтч) что больше удельного расхода топлива прототипа .

б) Коэффициент запаса крутящего момента двигателя:

;

.

Кз = 0,28 что больше прототипа Кз = 0,15.

в) Коэффициент приспособляемости двигателя по крутящему моменту:

;

.

что больше прототипа .

г) Коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения.

;

.

 что меньше прототипа .

1.5 Построение кривой буксования

Для построения кривой буксования колесных и гусеничных тракторов на стерне нормальной плотности и влажности можно использовать среднестатистические данные буксования в зависимости от относительной величины силы на крюке, т.е. от коэффициента использования сцепной силы тяжести трактора.

где С, d - коэффициенты; S - показатель степени;

С=0.0333d=1.377S=2

- коэффициент использования сцепного веса

где РКР - тяговое усилие на крюке, равное 30000 Н.

Значение коэффициента буксования заносим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Исходные данные для построения кривой буксования

По данным табл. 1.2 строим кривую буксования в зависимости от силы тяги на крюке РКР (рис. 5).

1.6 Определение диапазона номинальных основных скоростей трактора

Диапазон номинальных основных скоростей определяется в зависимости от силы тяги на крюке РКР по формуле:

(1.10)

где - тяговый диапазон трактора;

- номинальная сила тяги на крюке, кН;

- номинальное тяговое усилие для тракторов предыдущего

класса, кН;

= 1,2 - коэффициент расширения тяговой зоны, перекрытия смежных тяговых зон.

Структура ряда передаточных чисел трансмиссии для основных рабочих передач изменяется в геометрической прогрессии и основана на стремлении обеспечить изменение крутящего момента двигателя в одинаковых пределах на всех передачах.

При 6 ступенях коробки передач знаменатель геометрической прогрессии определяется по формуле

(1.11)

1.7 Определение теоретических скоростей трактора, касательных сил тяги и тяговых усилий на крюке на всех передачах основного ряда

Теоретические значения указанных показателей трактора определяются при условии работы двигателя на номинальном режиме:

а) теоретические скорости движения трактора на всех передачах основного ряда: , , , , , .

б) касательные силы тяги на всех передачах основного ряда:

, , , , , .

в) тяговые усилия на крюке на всех передачах основного ряда: , , , , , .

1.8 Определение радиуса ведущих колес

Расчет радиуса ведущих колес гусеничного трактора определяется по формуле

(1.12)

1.9 Определение передаточных чисел трансмиссии основного ряда

Передаточное число трансмиссии на первой передаче основного ряда определяется согласно заданной теоретической скорости трактора , по формуле

(1.13)

Передаточные числа трансмиссии на остальных передачах основного ряда определяются через знаменатель геометрической прогрессии

, , , , .

1.10 Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора

Исходными данными для тягового расчета трактора являются текущие значения крутящего момента , частоты вращения и часового расхода топлива при работе дизеля по внешней регуляторной характеристике от режима максимума крутящего момента до холостого хода (табл. 1.1).

Касательную силу тяги на колесе определяем по крутящему моменту двигателя и передаточному числу трансмиссии по формуле:

(1.13),

,

сила сопротивления качению:

(1.14),

тяговое усилие на крюке:

(1.15),

,

Текущие значения коэффициента буксования снимаем с кривой буксования (рис. 5).

Текущие значения теоретической скорости по передачам подсчитываем по формуле:

 (1.16),

Действительная скорость трактора определяем по формуле:

(1.17),

Мощность на крюке подсчитываем как

(1.18),

Удельный крюковой расход топлива подсчитываем по формуле:

(1.19),

Тяговый КПД трактора определяем как

(1.20),

По приведенному алгоритму производим расчет показателей трактора по всем передачам основного ряда.

Таблица 1.3

Показатели двигателя по внешней регуляторной характеристике

Таблица 1.4

Показатели трактора по тяговой характеристике на первой передаче,

Страницы: 1, 2, 3