Трактора и автомобили

Введение

Тяговые и топливно-экономические  качества трактора для любых режимов  его работы оцениваются на основе его тяговой характеристики, т. е. графика зависимостей полезной мощности на крюке N_Kp действительной скорости движения Vд часового расхода топлива Gτ, удельного крюкового расхода топлива g_Kp числа оборотов коленчатого вала двигателя пд и потерь скорости от буксования движителей δ от силы тяги на крюке Ркр.

Тяговая характеристика позволяет установить наиболее эффективные  условия использования тракторов и тракторных агрегатов, правильно подобрать к нему прицепные и навесные орудия. Наиболее полное представление о тяговых и топливно-экономических показателях трактора дают экспериментальные характеристики, получаемые на основе тяговых испытаний,

В курсовой работе выполнен расчёт и построение мощностного баланса трактора и тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией.

 

Исходные данные

Модель трактора – Беларус 1523

Тяговый класс – 3

Масса трактора – 5000кг

Почвенный фон – вспаханное поле

Колесная формула – 4 к 4

Динамический радиус – 0,8м

 

Значения параметров регуляторной характеристик

 

ng	Ne,кBT	GT,кг/ч
2205	0	6,27
2100	114,0	25,08
1900	110,75	23,54
1700	104,23	21,80
1500	95,02	19,92
1300	83,72	17,93
1200	77,47	16,89

 

1 РАСЧЁТ РЕГУЛЯТОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Тракторные и автомобильные  двигатели обычно работают в условиях переменных нагрузок. Постоянство скоростного  режима при меняющихся сопротивлениях создаётся регулятором.

На регуляторной характеристике наносится ряд кривых, показывающих, как меняются основные показатели двигателя: эффективная мощность Ne, крутящий момент Me, число оборотов коленчатого вала n удельный ge и часовой Gt расходы топлива - в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы.

При выполнении курсовой работы строим регуляторную характеристику в функции от числа оборотов коленчатого вала двигателя,

1.1 Расчёт эффективного  крутящего момента

Текущие значения эффективного крутящего момента двигателя  определяем по формуле:

Ме=9950 * Ne / ng , Н*м (1.1)

Ме=9950*0/2205=0 Нм

где Me - текущие значения эффективного крутящего

момента;

Ne - текущие значения эффективной мощности;

nе - текущие значения частоты вращения коленчатого вала двигател я 

Аналогично определяем остальные значения крутящего момента. Данные заносим в таблицу 1 .

1.2 Расчёт эффективного  удельного расхода топлива

Текущие значения эффективного удельного расхода топлива определяются по формуле:

ge=G_T* 10³/Ne , Г/ кВтч (1.2)

g_e=6,27*10³/0=0 г/кВч

где Gт - текущие значения часового расхода топлива, кг/ч.

Аналогично определяем остальные значения удельного эффективного расхода топлива. Результаты расчётов заносим в таблицу 1.

Таблица 1 - Значения параметров регуляторной характеристики.

 

 

nе, мин"1	Ne,кВт	GT, кг/ч	Me, Нм	ge, г/кВт
2205	0	6,27	0	∞
2100	114,0	25,08	497,5	219,2
1900	110,75	23,54	576,05	209,09
1700	104,23	21,80	608,7	201,9
1500	95,02	19,92	630,1	200
1300	83,72	17,93	640,7	204,8
1200	77,47	16,89	642,32	207,7

 

 

 

2 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ  МОЩНОСТНОГО БАЛАНСА

ТРАКТОРА

Мощностной баланс трактора - это уравнение показывающее, куда расходуется эффективная мощность двигателя.

Это уравнение для установившегося  движения трактора по горизонтальной дороге имеет вид:

Ne=N_Tp+Nf+Nδ+N_Kp, кВт (2,1)

где Ne - эффективная мощность двигателя;

N_TP - потери мощности в трансмиссии;

N_f потери мощности на самопередвижение трактора;

Nδ - потери мощности на буксование трактора;

N_Kр- полезная мощность на крюке,

Численное значение эффективной  мощности берется из расчетной скоростной характеристики двигателя (таблица 1) для номинального режима, т.е. Ne.

Составляющие баланса  мощности рассчитываем при допущении, что на тракторе установлена бесступенчатая автоматическая трансмиссия, позволяющая  постоянно эксплуатировать двигатель  в наивыгоднейшем режиме его работы (Ne). Этот режим работы двигателя на характеристике обозначают как номинальный.

2.1 Определение потерь  мощности в трансмиссии

Nтp=Ne*(l-η_Tp), кВт (2,2)

                            N_TP=114*(1-0.90)=11,4 кВт

 

где ηтр - механический к.п.д. трансмиссии, в расчетах его обычно принимают в пределах 0,90...0,92, принимаем

ηт_Р=0,9

2. Определение мощности, подведенной к ведущему колесу (мощность на колесе)

NK = Ne - Nтp , кВт (2,3)

Nk=114-11,4=102,6 кВт

3. Определение интервала тяговых усилий на крюке от 0 до Ркр_φ

Pкpφmax=φ*Gсц,H (2.4)

Ркр_φмах=0,72*50000=36000Н

где Ркрφmах - максимальная сила тяги на крюке, реализуемая по сцеплению трактора с почвой, Н:

φ - коэффициент сцепления, который выбирается из таблиц в зависимости от типа ходового аппарата и почвенного фона, [5] принимаем φ=0,6 - сцепной вес трактора, Н.

G_сц=λ *m*g, Н (2.5)

G_cu=l*5000*10=50000 Н

Где λ - коэффициент использования веса трактора в качестве

сцепного:

 (λ=1 - для гусеничного трактора и колесного трактора формулы 4x4, λ,=0,7...0,8 - для колесного трактора формулы 2x4);

m - конструктивная масса трактора, кг:

g - ускорение свободного падения. g=9. 81 м/с .

 
2.4 Разбиение интервала тяговых  усилий от 0 до Ркрфшах на промежуточные  значения в количестве 8... 10 точек

Разбиваем интервал тяговых  усилий от 0 до Ркрфшах на промежуточные значения в количестве 10 точек.

4. Определение касательной силы тяги на колесе для каждого значения тягового усилия

5. Определение силы сопротивления качению

Pf = f*m*g ,Н (2.6)

                                         Pf=0,12*5000*10=6000 Н

где f - коэффициент сопротивления качению, который выбирается из таблиц в зависимости от типа ходового аппарата и почвенного фона, [5], принимаем f =0,1

PK = Pкp + Pf,H (2.7)

                                                   Рк =0+6000=6000 Н

Аналогично определяем остальные значения Рк . Результаты расчетов заносим в таблицу 2 .

6. Определение коэффициентов буксования 8 для каждого значения Ркр

7. Определение теоретической скорости движения трактора для каждого значения Ркр

Vt=(Nк* 1000)/Рк , м/с (2.8)

                                 Vt=(102,6*1000)/6000=17,1 м/с где

               Vt - теоретическая скорость движения трактора, м/с.

Аналогично определяем остальные значения Vt. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

Из экспериментальной  кривой буксования выбираем коэффициенты буксования 8 для каждого значения Ркр и заносим их в таблицу 2. При этом имеем в виду, что при Ркр=0 коэффициент 8=0, а при Ркр_фмах - коэффициент 8 =1 (100%).

8. Определение действительной скорости движения трактора для каждого значения Ркр

 

Vд=Vt*(l-δ), м/с (2,9)

Vд=17,1*(l-0)= 17,1 м/с

Аналогично определяем остальные значения Уд. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

2.10 Определение потери  мощности на самопередвижение (качение)  трактора для каждого значения  Ркр.

Nf = (Pf* Vд)1000, кВт (2,10)

Nf=(6000*17,1)/1000=102,6кВт

Аналогично определяем остальные значения Nf. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

2.11 Определение потери  мощности на буксование для  каждого значения Ркр

Nδ=Nк*δ, кВт (2.1)

Nδ=102,6*0=0 кВт

Аналогично определяем остальные значения N5. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

2.12 Определение полезной  мощности на крюке для каждого  значенияРкр

                                                Nкр=(Ркр *Vд)/1000. кВт (2.12)

Nкр=(0*17,1)/1000=0 кВт

Аналогично определяем остальные значения Мф для каждого значения Ркр . Данные расчетов заносим в таблицу 2.

Для проверки правильности выполненных расчетов мощность на крюке  определяем дополнительно по формуле:

   Nкр = Ne max- (Nтp+Nf + Nδ), кВт                          

                                        

                                Мф=114-(11,4+102,6+0)=0 кВт                           (2.13)

Аналогично определяем остальные значения №р. Результаты расчетов