Расчет тяговой характеристики трактора

СОДЕРЖАНИЕ: Регулярная характеристика дизеля для колесного трактора. Максимальная угловая скорость вала двигателя. Передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей. Максимальная крюковая сила на каждой передаче при максимальном крутящемся моменте.

NH =70 л. с., G=3400 кг., n= 1750 об/мин., g= 185 г/элс. ч.,

Размер шин - 12-38, Тип пути - стерня.

Начинаем с расчета и построения регулярной характеристики дизеля. Лист (миллиметровка) разбиваем осями координат на четыре квадрата. По оси ординат вниз откладываем значения номинального момента двигателя (Н М).

МН =

(Н М)

где, NH - мощность двигателя номинальная, л. с.

nH - номинальная частота вращения двигателя. nH = 1750 об/мин.

МН =

= 281,004 (Н М)

Максимальный момент Мmax = KM * MH = 281 * 1.2 = 337.2 Н М

где, KM - коэффициент приспособленности

KM = 1,15….1,25 (Кутьков Г.М. стр.124)

Через точки МН и Мmax параллельно оси абцис проводим вспомогательные линии.

На оси обцис слева от точки 0 (в отрицательной области) откладываем значение WH , NE , GT , и в квадрате III строим регулярною характеристику двигателя. Для этого на ось абцис наносим значение номинальной угловой скорости коленчатого двигателя WH и опускаем перпендикуляр до пересечения со вспомогательной линией, проведенной через точку МН .

Рассчитываем максимальную угловую скорость вала двигателя

Wxx =

WH =
WH =1.14 WH

где, буксирование δ =0,13 (Кутьков Г.М. стр.492, приложение 3), при φк = 0,7 (Кутьков Г.М. стр.491, приложение 1).

Номинальная угловая скорость

WH =

=
= 184.21 рад/с

где, 1рад = 57°, nH = 1750 об/мин - число оборотов коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.

Wxx = 1.14 WH = 1.14 * 184.2 = 210 рад/с.

nxx =11.4nH = 1.14 * 1750 = 1995 об/мин.

Откладываем значение Wxx на оси абцис и соединяем эту точку с точкой WH на вспомогательной линии MH .

Степени снижения частоты вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте α = 0,75…0,65 (Андреев А.Ф. стр.105).

Находим значение угловой скорости вала двигателя при максимальном моменте

WM =

где, KW =

=
=1.4

WM =

= α* WH =0.7 * 184.2 =128,95 рад/с

nM =0.7 * 1750 = 1225 об/мин.

Мощность двигателя при Мmax

NЕ M =

=
= 43.24 л. с.

Зная удельный расход топлива g, находим часовой расход топлива в конкретных точках регуляторной характеристики (Кутьков Г.М., стр 130).

При номинальном режиме

GTH = 10-3 g * NH = 10-3 *185 * 70 = 12.95 кг/ч

На холостом ходу (Кутьков Г.М., стр 130).

GTX = (0.2÷0.3) GTH = 0.25 * 12.95 = 3.24 кг/ч.

При максимальной мощности

GTMax = (0.7÷0.8) GTH = 0.75 * 12.95 = 9.71 кг/ч.

Откладываем в III квадрате GTH , GTX , GTMax .

Рассчитываем передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей (Кутьков Г.М., стр 127). Для колесных тракторов теоретическая скорость 1-й передачи рабочего диапазона VTMin = VT 1 принимаем равной 8 - 10 км/ч. Наивысшую теоретическую скорость для 4-й передачи VTMax = VT 4 рабочего диапазона скоростей принимаем равной 15-17 км/ч. Радиус колеса 12-38 принимаем

RK =

= 0.79 м.

Принимаем для расчета теоретические скорости по передачам;

VT 1 = 9 км/ч = 2,5 м/с и VT 4 = 16 км/ч = 4,45 м/с.

Рассчитываем передаточные числа трансмиссии.

I1 =

=
= 58.21

I4 =

=
= 32.7

Передаточные числа в пределах рабочего диапазона разбиваем по передачам согласно закону геометрической прогрессии (Кутьков Г.М., стр 128), знаменатель которой

gi =

=
=
= 0.83

где, Z= 4 - число передач.

Должно соблюдаться условие gi

,

где, KM = 1.15÷1.2 тогда gi =

= 0,83, т. е условие соблюдено. Тогда:

I2 = I1 * gi = 58.2 * 0.83 = 48.31

I3 = I2 * gi = 48.3 * 0.83 = 40.1

Расчет и построение зависимостей касательной силы тяги PK = ƒ (MK ) выполняем следующим образом. В выражении PK подставляем значение номинального крутящего момента MH и передаточное число IТР на данной передаче.

PK =

У механической трансмиссии

= 0,88÷0,93 (Кутьков Г.М. стр.112) т.к. трактор колесный
= 1.

PK1 =

= 18635 H.

PK2 =

= 15467 H

PK3 =

= 12837 H

PK4 =

= 10469 H

В квадрате IVстроим лучевой график касательных сил тяги по передачам в зависимости от крутящего момента двигателя. Для этого влево от точки 0 по оси абцис в выбранном масштабе, одинаковом для всех сил PK , PKP и Pf , откладываем полученное расчетом значение силы Pf cучетом заданного агрофона (Кутьков Г.М. стр.491)

Pf = ƒK *G= 0.11* 34000 = 3740 H

и отмечаем точку 01 которая является началом точки отчета для силы PK , а точка 0 - для силы PKP .

Полученные ранее значения PK откладываем на линии MH иэту точку соединяем с точкой 01 , продолжив до пересечения с линией MMax .

В квадрате IIстроим график теоретической скорости движения трактора по передачам в зависимости от угловой скорости вала двигателя VT = ƒ (Wg)

Расчеты проводим при Wg= WH для каждой передачи.

VT 1 =

=
= 2.50 м/с.

VT 2 =

=
= 3,01 м/с.

VT 3 =

=
= 3,63 м/с.

VT 4 =

=
= 4,45 м/с.

Полученные значения VT откладываем на линии, проведенной из точки WH на регулярной характеристике перпендикулярно оси абцисс, и соединяем с началом координат. Начало отсчета для графиков VT выбираем на оси ординат так (точка 0”), чтобы графики теоретических скоростей находились в верхней части квадрата II. На каждой передачи находим значение крутящего момента двигателя соответствующее силе сопротивления качения Pf при движении трактора без тяговой нагрузки, т.е. при PKP = 0. Эти значения крутящего момента двигателя находятся в точках пересечения линий PK = ƒ (MK ) с осью MK .

Так для I-ой передачи это точка 1, а соответствующая этому моменту угловая скорость вала двигателя - точка 2. Поднимаясь по вертикали вверх от точки 2 до пересечения с лучом VT 1 = ƒ (Wg) I-ой передачи, найдем теоретическую скорость (точка 3) движения трактора без тяговой нагрузки на I-ой передачи. Эту скорость на всех передачах принято считать действительной скоростью движения трактора без тяговой нагрузки, т.е. допускают, что при PKP = 0 буксование колес также равно нулю (δ = 0).

Точку 3 и аналогичные точки на остальных передачах переносим на ось ординат (точка4). Они являются началом функциональных зависимостей действительной скорости трактора от тяговой нагрузки. VTP = ƒ (PKP ).

В приложении 3 (Кутьков Г.М. стр.492) берем данные по трактору колесной формулы 4 к 2 по стерне.

φКР =

; PKP = φКР * GTP

При номинальном тяговом усилии для колесных тракторов формулы 4 к 2

φКРН = 0,37 ÷ 0,39 (Кутьков Г.М. стр 97)

Откладываем в квадрате Iзначения буксования δ в зависимости от значений PKP (по оси абцисс).

Рассчитаем VTP при номинальной нагрузке

VTP = VT * (1 - δ)

V1 = 2.5 (1-0.06) = 2.35 м/с

V2 = 3,01 (1-0.04) = 2.89 м/с

V3 = 3,63 (1-0.03) = 3,52 м/с

V4 = 4,45 (1-0.02) = 4,36 м/с

Для каждой передачи из точек пересечения PK с линией MH проводим вертикально вверх до пересечения с графиком δ и значение δ подставляем в формулу VTP .

Максимальная крюковая сила на каждой передаче

PKP =PK - Pf

PKP1 = 18635-3740 = 14895 H = 14.90 kH

PKP2 = 15467-3740 = 11727 H = 11.73 kH

PKP3 = 12837-3740 = 9097 H = 9.10 kH

PKP4 = 10469-3740 = 6729 H = 6.73 kH

Максимальная крюковая мощность на каждой передаче

NKP = PKP * VTP

NKP 1 = 14895 * 2.35 = 35003 Нм/с (Вт) = 35 кВт

NKP 2 = 11727 * 2.89 = 33909 Нм/с (Вт) = 33,91 кВт

NKP 3 = 9097 * 3,52 = 32024 Нм/с (Вт) = 32,02 кВт

NKP 4 = 6729 * 4,36 = 29345 Нм/с (Вт) = 29,35 кВт

На вертикальных линиях построенных ранее от MH откладываем значения NKP 1, NKP 2, NKP 3, NKP 4 и соединяем эти точки с точкой 0.

При максимальном крутящем моменте WM = 129 рад/с, тогда скорость трактора на каждой передаче

VM =

(1 - δ)

VM 1 =

(1 - 0.08) = 1.61 м/с

VM 2 =

(1 - 0.05) = 2 м/с

VM 3 =

(1 - 0.03) = 2,46 м/с

VM 4 =

(1 - 0.03) = 3,02 м/с

От точек пересечения PK с горизонтальной линией MMax проводим вертикальные линии через IVи Iквадраты и откладываем на них значения VM .

Тогда крюковая сила при максимальном крутящем моменте

PM = PK Max - Pf

PK Max берем из графиков PK в IVквадрате

PM 1 = 22170 - 3740 = 18430 Н = 18,43 кН

PM 2 = 18560 - 3740 = 14820 Н = 14,82 кН

PM 3 = 15530 - 3740 = 11790 Н = 11,79 кН

PM 4 = 12770 - 3740 = 9030 Н = 9,03 кН

Крюковая мощность на каждой передаче при MMax

NM = PM * VM

NM 1 = 18430 * 1.61 = 29672 Нм/с (Вт) = 29,67 кВт

NM 2 = 14820 * 2 = 29684 Нм/с (Вт) = 29,68 кВт

NM 3 = 11790 * 2,46 = 29051 Нм/с (Вт) = 29,05 кВт

NM 4 = 9030 * 3,02 = 27284 Нм/с (Вт) = 27,28 кВт

Тяговой КПД определяем по формуле:

ηт =

, где NНЭ =
= 51,75 кВт, тогда ηт1 =
= 0,68,

ηт2 =

= 0,66,ηт3 =
= 0,62, ηт4 =
= 0,57

СКАЧАТЬ ДОКУМЕНТ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий

Copyright © MirZnanii.com 2015-2017. All rigths reserved.