Определение номинальной мощности двигателя трактора

Содержание

Тяговый расчет трактора 3

1. Определение тягового диапазона 3

2. Определение эксплуатационного веса трактора 3

3. Расчет буксования в зависимости от нагрузки на крюке трактора 4

4. Определение номинальной мощности двигателя трактора 4

5. Расчет и построение регуляторной характеристики дизельного двигателя 6

6. Расчет касательных сил тяги, передаточных чисел трансмиссии, теоретических (расчетных) скоростей движения трактора. 9

7. Расчет и построение теоретической

тяговой характеристики трактора. 13

Тяговый расчет автомобиля 16

1. Определение собственной и полной массы автомобиля 16

2. Расчет номинальной мощности двигателя автомобиля 16

3. Расчет и построение скоростной (внешней) характеристики карбюраторного двигателя 17

4. Расчет передаточных чисел трансмиссии автомобиля 18

5. Расчет и построение универсальной динамической

характеристики автомобиля 20

6. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля 23

Список литературы 26

 

 

Тяговый расчет трактора

Основными параметрами фактора, от которых зависят его тяговые по­казатели, являются: вес (сила тяжести), передаточные числа трансмиссии (скорости движения) и мощность двигателя. Эти параметры определяют при тяговом расчете трактора.

 

1. Определение тягового диапазона

Трактор должен быть рассчитан на выполнение всех работ, соответст­вующих его тяговому классу, и некоторой части работ, относящихся к тяго­вой зоне соседнего с ним предыдущего класса. Для определения минималь­ной силы тяги на высшей рабочей передаче (основного ряда передач)

необходимо знать тяговый диапазон трактора d _T, который можно опреде­лить но формуле

, (1)

где - номинальная сила тяги трактора предыдущего тягового класса;

e - коэффициент расширения тяговой зоны, учитывающий степень пере­крытия смежных тяговых зон.

Для тракторов тяговых классов до 30 кН можно принять e =1,25...1,30, принимаем e = 1.25.

,

Зная тяговый диапазон и номинальную силу тяги, определяют мини­мальную силу тяги

, кН; (2)

Подставляем значения в формулу (2)

кН.

 

2. Определение эксплуатационного веса трактора

Следует различать конструктивный (сухой) вес G_м и эксплуатацион­ный (полный) вес G_э. Под конструктивным весом понимается вес трактора

в незаправленном состоянии без тракториста, дополнительного оборудова­ния и балласта. Эксплуатационный вес, т.е. вес трактора в работе всегда больше конструктивного веса. Для большинства тракторов G _{э min} = (1,07... 1,10) G _o.

Эксплуатационный вес колесных тракторов часто специально увели­чивают, чтобы улучшить их тягово-сцепные качества. Максимальное значе­ние должно быть выбрано таким образом, чтобы при работе трактора в соответствующих условиях с установленной на него по типажу номинальной силой тяги на крюке буксование движителей не превышало допустимых в этом случае пределов d .

, кН (3)

где - значение коэффициента использования сцепного веса, которого можно достичь в данных почвенных условиях при допускаемом буксовании ведущих колес;

l _к и f - коэффициенты нагрузки ведущих колес и сопротивления каче­нию, соответствующие принятым условиям работы.

Для тракторов с задними ведущими колесами 4x2 принимают l _к = 0.75...0.80; для тракторов со всеми ведущими колесами 4x4 l _к = 1.

Для тракторов с пневматическими шинами расчетные значения коэф­фициента использования сцепного веса = 0,50...0,65 в зависимости от

конструкции и размеров шин ведущих колес.

Определяем максимальный вес

кН,

 

 

3. Расчет буксования в зависимости от нагрузки на крюке трактора

Характер кривой буксования зависит от физико-механических свойств агрофона и конструктивных параметров трактора. Величина коэффициента буксования d для ориентировочных расчетов при курсовом проектировании может быть определена с помощью вспомогательных графиков .

Определяем сцепной вес

, кН (4)

, кН

 

Р ,кН
Ркр/Gсц	0,114	0,228	0,342	0,456	0,57	0,684
d,%		2,5

Таблица 1

 

Определение номинальной мощности двигателя трактора

Требуемая мощность тракторного двигателя определяется исходя из заданных номинальной силы тяги на крюке, соответствующей этому тягово­му усилию рабочей скорости движения и установленными предыдущими расчетами веса трактора и буксования его движителей. При определении по­требной мощности тракторного двигателя необходимо резервировать неко­торую часть мощности для преодолевания систематически возникающих пи­ковых сопротивлений движению. Чем больше может быть перегрузка двига­теля во время работы, тем больше должен быть резерв мощности.

При определении потребной мощности двигателя резерв учитывается введением коэффициента эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя Хэ=0.85…0.90.

, кВт (5)

где Р_крн и V , - заданные номинальное тяговое усилие в кН и рабочая ско­рость движения трактора при номинальной силе тяги в км/ч;

- коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя,

= 0,85...0,90;

- тяговый коэффициент полезного действия, который можно пре­доставить в следующем виде

(6)

где - КПД, учитывающий механические потери в трансмиссии;

- КПД, учитывающий потери на буксование ведущих колес;

- КПД, учитывающий потери на качение трактора;

(7)

где - КПД цилиндрической пары шестерен,

- КПД конической пары шестерен;

и количество пар шестерен, работающих в трансмиссии на

данной передаче, соответственно, цилиндрических и конических.

- КПД, учитывающий потери холостого хода трансмиссии. На

осно­ве имеющихся опытных данных можно принимать, что при

достаточно про­гретом масле в механизмах трансмиссии =0,95...0,97

Подставляем данные в формулу (7)

Коэффициент определяют из выражения

, (8)

Для этого необходимо знать коэффициент 6 буксования ведущих ко­лес в заданных условиях работы. Зависимость буксования от тягового усилия рассчитана выше.

Определяем КПД буксования

Коэффициент , учитывающий потери на качение трактора, опреде­ляется из выражения

(9)

где P_f - сила сопротивления качения, кН.

Р - касательная сила тяги, равная при установившемся движении

трактора по горизонтальному участку

, кН (10)

При расчете сопротивления качению используют уравнение

, кН (11)

Подставляем данные в формулу (11)

кН.

Подставляем данные в формулу (10)

кН

Подставляем данные в формулу (9)

Подставляем полученные значения в формулу (6)

Определяем мощность

кВт.

 

 

5. Расчет и построение регуляторной характеристики дизельного дви­гателя

Регуляторная характеристика дизельного двигателя показывает изме­нение эффективной мощности, частоты вращения коленчатого вала, крутя­щего момента, удельного и часового расходов топлива в зависимости от ско­ростного и нагрузочного режимов при работе двигателя на регуляторе.

Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя в функ­ции частоты вращения коленчатого вала выполняется в следующем порядке.

1. Рассчитывается регуляторная ветвь характеристики в диапазоне час­тот вращения от холостого хода до номинального режима.

Частота вращения холостого хода двигателя определяется по формуле

, об/мин (12)

где - коэффициент неравномерности регулятора, для современных трак­торных дизелей = 0,07,..0,08;

- номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя мин ,

мин .

На регуляторной ветви характеристики принимают изменение мощно­сти N_e и крутящего момента М двигателя по закону прямой линии от до N_eн и = 0 до

Крутящий момент определяется по формуле

, кНм (13)

где N_е - эффективная мощность, кВт

n - частота вращения, об/мин.

Определяем номинальный крутящий момент

кНм.

По удельному расходу топлива при номинальной мощности двигателя определяют максимальный часовой расход топлива по формуле

, кг/ч. (14)

Для холостого хода принимают

Промежуточные точки часового расхода топлива на регуляторной вет­ви принимают по закону прямой линии. По часовому расходу топлива и со­ответствующей мощности двигателя на регуляторной ветви определяют удельный расход топлива по формуле

, г/кВтч, (15)

Кривая удельного расхода топлива по мере снижения мощности (нагрузки) двигателя поднимается вверх.

2. Рассчитывается безрегуляторная (перегрузочная) ветвь характери­стики в диапазоне частот вращения от номинального режима n_н до режима максимального крутящего момента n₀. При перегрузках крутящий момент двигателя продолжает несколько возрастать, главным образом за счет кор­ректора, увеличивающего цикловую подачу топлива в цилиндры двигателя. При частоте вращения п_о крутящий момент двигателя достигает макси­мального значения М_крmах. При дальнейшем снижении частоты вращения

крутящий момент уменьшается из-за ухудшения условий протекания рабоче­го процесса.

На участках характеристики с частотами вращения ниже n_о двигатель работает неустойчиво и при малейшей дополнительной перегрузке может за­глохнуть.

На режиме максимального крутящего момента двигателя трактор раз­вивает максимальные касательные силы тяги и тяговые усилия на крюке. В диапазоне частот вращения от n_н до n_о текущие значения эффективной мощности двигателя определяют по эмпирической формуле

, кВт, (16)

где n_i и n_н - текущее и номинальное значения частот вращения коленчато­го вала, об/мин;

с =0,5; с =1,5 - для дизелей с непосредственным впрыском топлива,

с =0,7; с =1,3- для дизелей с вихрекамерным смесеобразованием.

Задаваясь значениями частот вращения коленчатого вала двигателя, определяют текущие значения N_ei и крутящего момента М_крi. Шаг измене­ния частот вращения от n_н до n_о принимают равным 50... 100 об/мин.

Расчеты с изменяющейся частотой вращения коленчатого вала двига­теля производят до определения максимального крутящего момента и соот­ветствующей ему частоты вращения.

Удельный расход топлива на безрегулягорной ветви при максималь­ном крутящем моменте двигателя принимают равным

, г/кВтч, (17)

Зная удельный расход топлива на безрегулягорной ветви, определяют соответствующий часовой расход топлива G_Ti по формуле

, кг/ч (18)

Результаты расчетов показателей работы двигателя заносят в сводную таблицу для построения регуляторной характеристики.

Таблица 2

 

Параметры регуляторной скоростной характеристики

 

	N (об/мин)	Ne(кВт)	Мкр(кНм)	Gт(кг/ч)	qе(г/кВч)
nxx	2268,000000	0,000000	0,000000	8,409044	∞
nн	2100,000000	125,836802	0,572506	30,578343	243,000000
n1	2000,000000	122,426259	0,584839	30,741234	251,100000
n2	1900,000000	118,241211	0,594585	30,648122	259,200000
n3	1800,000000	113,363183	0,601715	30,301979	267,300000
n4	1700,000000	107,873704	0,606259	29,708418	275,400000
n0	1575,000000	100,276202	0,608288	28,631363	285,525000

 

Пользуясь полученными расчетными данными, строят график регуля­торной скоростной характеристики тракторного дизельного двигателя в функции частоты вращения коленчатого вала.

 

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: