Определение номинальной мощности двигателя.

Введение

Оценка теоретической тяговой характеристики – важнейший этап проектирования трактора, при котором определяется совокупность его главных показателей, характеризующих тягово-сцепные, мощностные, скоростные, топливно-экономические и другие качества. Теоретическая тяговая характеристика трактора оценивается путем тягового расчета.

В данном пособии представлены основные этапы проектировочного тягового расчета тракторов с колесными и гусеничными движителями, а также с различными типами моторно-трансмиссионных установок (МТУ).

Известно, что для сельскохозяйственных тракторов наиболее эффективна механическая трансмиссия, а для промышленных – различные варианты автоматических трансмиссий, в частности гидромеханическая. На Для данных типов трансмиссий особенностей построения тяговой характеристики тракторов различного назначения в пособии рассмотрены варианты

 

 

Графическая часть работы выполняется на миллиметровке фор­мата A3 и включает:

а) скоростную характеристику двигателя и лучевую диаграмму загрузки двигателя на передачах;

б) кинематическую схему трансмиссии трактора (первая поло­вина формата);

в) совмещенные потенциальную и тяговую характеристики трак­тора (вторая половина формата).

Имея техническое задание (вес трактора), работу можно начи­нать с определения номинальной мощности двигателя и построения кривой буксования на графике совмещенных потенциальной и тяговой характеристик (при выполнении графиков целесообразно использо­вать конспект лекций по курсу “Теория трактора” и рекомендован­ную литературу).

Характеристики некоторых типичных грунтов

Показатели	Пластичная плотная глина	Средняя глина	Средний суглинок	Супесь
Wп	26...32	18...24	10...16	2...8
C	7...12	5...10	4...8	3...7

 

При предварительных расчетах берутся средние значения W_п и С для соответствующего грунта из приведенных в табл.2 диапазонов.

Величина для различных грунтов составляет:

пластичная глина_____________0, 9...1, 1;

средняя глина________________0, 85...0, 95;

плотные суглинки____________0, 80...0, 90;

средние суглинки____________0, 75...0, 85;

легкие суглинки и супеси______0, 70...0, 80;

скальные и мерзлые грунты____0, 50...0, 80;

легкие супеси и пески_________0, 50...0, 80.

В качестве типичного рекомендуется грунт, обеспечивающий =0, 85. Для колесных тракторов с формулой 4х4 рекомендуется выполнять расчет при =0, 6.

Кривая буксования колесного трактора отличается наличием иногда существенного значения δ при нулевом значении P_кр. В связи с этим на базе выше приведенной формулы предлагается формула, основанная на зависимости буксования от удельной тяги на ведущих колесах, т.е. от коэффициента сцепления φ _к, представляющего со­бой отношение касательного тягового усилия к массе трактора:

, (8)

Эта формула удовлетворительно описывает буксование колесных тракторов в широком диапазоне грунтовых условий приQ_a=const и имеет высокую сходимость с экспериментальными данными /14/.

Различные сцепные свойства трактора, определяемые его движителем и сцепным весом, проявляются не при изменении среднего δ, а при изменении среднего φ _к при данном δ. При этом необхо­димо учитывать динамический характер нагружения при работе трак­торов в агрегате. Так, при статической тяговой характеристике (δ =10...30%) φ _к примерно составляет 0, 8...1, 1, в действительности же при работе в агрегате φ _к=0, 5...0, 7.

Построение лучевой диаграммы загрузки двигателя на передачах.

Имея действительные передаточные числа трансмиссии, подсчи­танные по кинематической схеме трактора, строят лучевую диаграмму загрузки двигателя на всех передачах, пользуясь формулой

, (18)

где i_(i) - действительное передаточное число трансмиссии на i-й

передаче.

Анализ тяговой характеристики трактора.

Дается краткая оценка тяговых качеств трактора на основе совмещенного графика баланса мощности и тяговой характеристики по передачам с объяснением закономерностей. В анализе должны быть отражены:

1) КПД трактора на каждой передаче при максимальной мощно­сти на крюке;

2) оптимальная сила тяги P_{0 кр}, оптимальная скорость V_{0 д} и максимальная мощность на крюке N_{кр max} по потенциальной характе­ристике.

 

Введение

Оценка теоретической тяговой характеристики – важнейший этап проектирования трактора, при котором определяется совокупность его главных показателей, характеризующих тягово-сцепные, мощностные, скоростные, топливно-экономические и другие качества. Теоретическая тяговая характеристика трактора оценивается путем тягового расчета.

В данном пособии представлены основные этапы проектировочного тягового расчета тракторов с колесными и гусеничными движителями, а также с различными типами моторно-трансмиссионных установок (МТУ).

Известно, что для сельскохозяйственных тракторов наиболее эффективна механическая трансмиссия, а для промышленных – различные варианты автоматических трансмиссий, в частности гидромеханическая. На Для данных типов трансмиссий особенностей построения тяговой характеристики тракторов различного назначения в пособии рассмотрены варианты

 

 

Графическая часть работы выполняется на миллиметровке фор­мата A3 и включает:

а) скоростную характеристику двигателя и лучевую диаграмму загрузки двигателя на передачах;

б) кинематическую схему трансмиссии трактора (первая поло­вина формата);

в) совмещенные потенциальную и тяговую характеристики трак­тора (вторая половина формата).

Имея техническое задание (вес трактора), работу можно начи­нать с определения номинальной мощности двигателя и построения кривой буксования на графике совмещенных потенциальной и тяговой характеристик (при выполнении графиков целесообразно использо­вать конспект лекций по курсу “Теория трактора” и рекомендован­ную литературу).

Определение номинальной мощности двигателя.

Если задан вес трактора Q, то мощность двигателя определя­ется следующим образом.

1) Определяется оптимальная тяга на крюке P_{0 кр}, при кото­рой имеют место максимальные мощность двигателя, мощность на крюке и тяговый КПД (и минимальная сумма потерь мощности на пе­рекатывание и буксование):

(1)

где - номинальное тяговое усилие, кН;

-

коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя (0, 85...0, 90 для ступенчатых передач), показывающий, во сколько раз номинальная (допустимая для длительной работы) мощность двигателя N_дн меньше максимальной N_{д max};

M_max и M_N - максимальный крутящий момент двигателя и момент при максимальной мощности соответственно;

-

коэффициент возможной перегрузки (равен примерно1, 45 и 1, 35 для гусеничного и колесного тракторов соответственно);

λ _к=0, 80...0, 85 - коэффициент нагрузки ведущих колес (λ _к =1, 0 для тракторов со всеми ведущими колесами и гусеничных);

φ _доп - допустимый коэффициент сцепления (равен максимальной удельной тяге на ведущем колесе в зависимости от типа грунта находится в пределах 0, 5... 1, 2

(определение для различных грунтов см. в разделе 2);

f - коэффициент самоперекатывания (равен примерно 0, 08...0, 12 и 0, 06...0, 08 для гусеничного и колесного тракторов соответственно). Коэффициент самоперекатывания может меняться в значительных пределах от 0, 05 до 0, 3 при нагрузках типа бульдо­зерных и на слабых грунтах.

Подставляя значение в формулу (1), получаем:

, (2)

2) Определяется удельная оптимальная тяга

, (3)

3) Определяется максимальный тяговый КПД

, (4)

Где – КПД цилиндрических η _ц=0, 98…0, 99 и конических η _к=0, 97…0, 98 пар шестерен и зацепления гусеницы со звездочкой, η _г=0, 95-0, 005∙ V, а ν _хол=0, 03…0, 05 - множитель, определяющий, какую часть номинального крутящего мо­мента двигателя составляет момент холостого хода (здесь коли­чество пар цилиндрических шестерен n и скорость V берутся для рабочей передачи, близкой к η _{т max}, в практических расчетах V_хол иногда не учитывается); δ ₀ -оптимальный коэффициент буксования, соответствующий φ ₀.

4) Определяется максимальная мощность двигателя N_{д max} при заданной скорости V_од, соответствующей работе с P_{0 кр}.

Современные промышленные тракторы имеют среднюю рабочую скорость при рыхлении и бульдозировании 2, 5...3, 5 км/ч. Техноло­гическим пределом для тракторов существующей конструкции являет­ся величина средней скорости 4...4, 5 км/ч. Задавшись V_од, определим

, кВт. (5)

Здесь - в кН, а - в м/с.

Ниже предлагается несколько иной порядок расчетов по опре­делению номинальной мощности двигателя.

Определяемым фактором (особенно для сельскохозяйственного трактора) является предельная величина буксования. При сильном бук­совании почва значительно уплотняется, образуются колеи большой глубины, что отрицательно сказывается на росте растений и урожай­ности. Кроме того, повышенное буксование отрицательно влияет на общий КПД и на экономические качества трактора. Поэтому агротех­ническими требованиями установлены предельные величины буксова­ния: для гусеничных тракторов δ _пред=3... 6%; для колесных тракторов δ _пред= 12…16%*.

Задавшись δ ₀ равным или близким δ _пред, можно определить (из графика δ =Ф(φ _кр) или по формулам (6) и (8) для гусеничного и колесного тракторов соответственно) соответствующую оптимальную удельную тягу - φ _окр.

Эти значения подставляются в формулу (4), определяется η _{т max,} а по формуле (5) – N_{д max}.

Поскольку при допустимых предельных значениях буксования сохраняется близкая к линейной зависимость буксования от тяги на крюке (особенно для гусеничного трактора), то и заданная по δ ₀ оптимальная удельная тяга φ _окр близко соответствует N_{кp max}.

Порядок определения основных показателей зависит от того, что задано в исходных данных: Q, P_кр или N_д.

*Значения коэффициентов, входящих в формулу расчета сцепной массы для различных режимов работы и почвенных условий, приведены, в частности, в табл.4.1 /" 6, 7/.

123Следующая ⇒

Поделиться: