Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Общее устройство ходовой части тракторов и автомобилей.

Остов — основание, к которому крепят все агрегаты и механизмы автомобиля (трактора). У грузовых автомобилей и большинства гусеничных тракторов роль остова выполняет рама. В передней части рамы расположены бампер, предохраняющий раму и кузов от повреждений, и крюки доя буксировки автомобиля, а в задней — буксирный прибор для буксировки прицепов.

Остовы колесных тракторов подразделяются на рамные, полу-рамные и безрамные.

Рамный остов представляет собой клепаную или сварную раму из балок различного профиля. Из-за большой массы рамный остов применяют только на колесных тракторах повышенной мощности (К-701, Т-150К и др.). Полурамный остов представляет собой сочетание полурамы и картеров агрегатов трансмиссии, соединенных между собой болтами или сваркой. Его применяют на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82 и др. Безрамный остов образуют блок-картер двигателя и литые корпуса механизмов трансмиссий, жестко соединенные с помощью болтов или сварки. применяют на современных колесных тракторах.

Задний мост

Задний мост обычно ведущий. Он служит для восприятия части массы автомобиля (трактора), приходящейся на ведущие колеса, и для передачи от колес на раму толкающих усилий.

Задний мост представляет собой пустотелую балку — неразрезную или разрезную, являющуюся кожухом, в котором размещены главная передача, дифференциал и полуоси. На балке имеются площадки для крепления Рессор и фланцы, к которым крепят опорные тормозные диски.

Задний мост трактора представляет собой коробчатую чугунную отливку, в которой размещены коническая и бортовая передачи, дифференциал и полуоси.

Передний мост

Передние мосты в зависимости от назначения изготовляют управляемыми или комбинированными.

Передний управляемый мост служит для поворота автомобиля (трактора) и восприятия части массы машины, приходящейся на передние управляемые колеса.

Передний комбинированный мост обеспечивает одновременно поворот автомобиля (трактора) и передачу тягового усилия на колеса. Такой мост повышает проходимость автомобиля или трактора.

Подвеска

Подвеска служит для упругого соединения остова с мостами, обеспечения плавного хода автомобиля (трактора) и гашения колебаний остова. Подвеска состоит из упругого элемента, направляющего устройства и устройства, гасящего колебания (амортизатора).

Подвески разделяют на два основных типа: зависимые и независимые. При зависимой подвеске оба колеса моста смонтированы на одной оси, соединенной рессорами с рамой. При независимой подвеске каждое колесо моста подвешено к раме самостоятельно с помощью рычагов и пружины.

Передняя подвеска Состоит из двух продольных полуэллиптических рессор и двух телескопических амортизаторов.

Задняя подвеска и телескопический амортизатор

Телескопический амортизатор состоит из резервуара, рабочего цилиндра, поршня со штоком, проушин, приваренных к штоку и резервуару, клапана отдачи, клапана сжатия и сальникового уплотнения.

Колёса

Автомобильные и тракторные колеса выполняют как дисковыми, так и бездисковыми. На большинстве грузовых автомобилей и на тракторах устанавливают дисковые колеса. Дисковое колесо состоит из диска обода и пневматической шины.

Диск изготовляется с вырезами для уменьшения массы, удобства монтажа и облегчения доступа к вентилю камеры. Диски укрепляют на ступицах, устанавливаемых по направляющим колес на поворотных кулаках и у ведущих колес на кожухах полуосей.

Пневматическая шина служит для смягчения толчков и ударов при движении машины по неровной дороге, а также для лучшего сцепления колес с поверхностью дороги. Шины по конструкции разделяются на камерные, бескамерные и арочные, а по величине внутреннего давления воздуха — на высокого давления(490 — 690 кПа), низкого давления (145 ~ 190 кПа) и сверхнизкого давления (50 — 175 кПа).

Камерная шина состоит из покрышки, резиновой камеры и ободной ленты.

Ходовая часть гусеничного трактора

Гусеничный движитель предназначен для приведения трактора в движение и для восприятия массы трактора на себя и включает в себя:

— рама - является основной базовой деталью трактора. На большинстве гусеничных тракторов применяется два типа рам:

1. Лонжеронные (Т-150)

2. Коробчатая, сварная - в сечении в вводе прямоугольника (Т-100М, Т-130)

— гусеничная лента;

— ведущие колёса;

—направляющие колеса с натяжным механизмом;

— опорные и поддерживающие катки;

—подвеску.

Ведущее колесо и гусеничная цепь

Подвеска

Подвеска служит для соединения остова с гусеничным движителем, передачи массы трактора на опорные катки и обеспечения плавного хода трактора. Подвески тракторов разделяются на два основных типа: полужесткие и эластичные.

Такие подвески применяют на тракторах Т-180, ДТ-75 и др.

Эластичная подвеска по сравнению с полу-жесткой обеспечивает лучшую плавность хода при движении трактора на повышенных скоростях.

2.1 Рассмотрим кинематику поворота двухосной машины при движении с малой скоростью, без учета бокового увода, на примере наиболее распространенного способа поворота как для автомобилей, так и для колесных тракторов (рис. 171, а).

Чтобы все колеса вращались без бокового скольжения и без боковых деформаций шин, их оси должны пересекаться в любой момент (на входе и выходе из поворота) в одной точке, общей для всех осей, лежащей на продолжении оси задних колес. Эта точка О, (рис. 171, а) называется мгновенным центром поворота или полюсом поворота и в общем случае имеет текущие координаты.

Расстояние от полюса поворота О, до оси заднего моста машины называется радиусом поворота R_n, а расстояние от 0_{ до центра масс автомобиля — радиусом кривизны траектории.

Расстояние между О_х и серединой следа переднего наружного колеса при повороте с передними колесами, повернутыми на макси-

Рис. 171. Кинематика поворота машины с передними управляемыми колесами: а — схема поворота при качении без бокового увода; б — схема работы трапеции мальный угол, называется минимальным радиусом поворота трактора и автомобиля.

Способность автомобиля совершать повороты называют поворотливостью.

При постоянном установившемся радиусе поворота положение полюса не изменяется. Из рис. 171, а видно, что

Чтобы все колеса вращались без бокового скольжения и без боковых деформаций шин, левое и правое управляемые колеса должны быть отклонены на разный угол по сравнению с нейтральным положением. Как показано на рис. 171, а, этот угол составляют ось задних колес, с одной стороны, и ось управляемого колеса, с другой стороны. Согласованный угол поворота наружного а_н и внутреннего а_вн управляемых колес автомобиля можно найти из геометрических отношений, приведенных на рис. 171, о:

где а — расстояние от оси шкворня до оси симметрии машины.

Разница

является постоянной величиной, не зависящей от радиуса поворота. Чтобы соблюдалось требуемое соотношение между углами а_н и а_вн, в рулевом механизме применяют шарнирный четырехзвенник, называемый рулевой трапецией. Подбирая соответствующие значения ее параметров, геометрию элементов и кинематику в целом, получают соотношение между а_н и а_вн, близкое к теоретическому. Из перечисленных факторов определяющее значение для достижения этой цели имеет выбор наклона поворотных рычагов таким, чтобы при положении, соответствующем прямолинейному движению автомобиля, их осевые линии пересекались в точке А (см. рис. 171, а). Расстояние / от оси передних управляемых колес до точки А принимают в пределах (0,7...0,9)1.

Схема работы трапеции показана на рис. 171,5.

Следует иметь в виду, что изменение ширины регулируемой колеи трактора относительно базового значения вызывает нарушение оптимального соотношения между и а_вн, заложенного в конструкции.

2.1 Валы отбора мощности. Они предназначены для передачи мощности двигателя на привод рабочих органов сельскохозяйственных машин. Их различают по месту расположения на тракторе, типу привода, частоте вращения и способам управления.

Большинство тракторов оборудовано задним ВОМ, некоторые — передним. Универсально-пропашные тракторы имеют задний и боковой ВОМ.

По типу привода ВОМ подразделяют на несинхронные (зависимые, независимые, полунезависимые) и синхронные. При несинхронном приводе ВОМ получает вращение от коленчатого вала двигателя непосредственно или через вал сцепления. ВОМ с зависимым приводом приводится во вращение через вал сцепления и при выключенном сцеплении останавливается.

ВОМ с независимым приводом получает вращение от коленчатого вала двигателя через ведущую часть сцепления независимо от его выключения. При полунезависимом приводе ВОМ вращается при переключении передач, во время остановки, но не включается и выключается при движении трактора. Такой ВОМ применяют при двухпоточном сцеплении. У ВОМ с синхронным приводом частота вращения изменяется при переключении передач пропорционально скорости движения трактора.

Синхронный привод применяют на пропашных тракторах для привода рабочих органов машин, скорость работы которых должна быть согласована со скоростью движения трактора (например, навесных сеялок).

При синхронном приводе ВОМ получают вращение от ведомого вала коробки передач.

Частота вращения ВОМ с синхронным приводом стандартизирована: 9 с-¹ (540 мшг¹) и 16,6 с"¹ (1000 мин"¹). Она не зависит от передачи трактора и постоянна при неизменной частоте вращения коленчатого вала. Хвостовики ВОМ расположены на одной высоте от уровня опорной поверхности трактора, но имеют разные шлицы: 8-шлицевый для 540 мшг¹ и 21-шлицевый для 1000 мин'¹.

Частоту вращения двухскоростного независимого привода ВОМ переключают с помощью поводка, установленного под днищем корпуса сцепления, воздействующего на валик вилки 22 включения ВОМ. Вилка перемещает соединительную муфту 23, скользящую по шлицам вала 18 привода ВОМ. Своими наружными и внутренними зубьями она может входить в зацепление с шестернями 24 или 25 привода ВОМ второй и первой ступеней, которые помещены свободно: одна на гладкой части вала 18, а другая — на ступице шестерни 25. Если ВОМ не используют, то его выступающий конец закрывают колпаком, штампованным из листовой стали или пластмассы.

Способы управления ВОМ бывают механические и гидравлические ВОМ с простым механическим управлением оборудуют обычно с зависимым приводом. Он представляет собой корпус 2 (рис. 24), в котором помещена пара цилиндрических шестерен. Ведомая шестерня 7 может перемещаться по шлицам вдоль вала. Ее включают в зацепление с ведущей шестерней 4 только при полностью остановленном тракторе. Маслоподающая шестерня 6 помещена на подшипнике, установленном на ступице ведомой шестерни, и обеспечивает подачу масла подшипникам ведущей шестерни привыключенном ВОМ.

Рис. 24. Вал отбора мощности со ступенчатым редуктором (трактор ДТ-75МЛ):

1 и 5 — ведущий и ведомый валы; 2 — корпус; 3 — пробка-сапун; 4 и 7 — ведущая и ведомая шестерни; 6 - маслоподающая шестерня; 8 — пробка отверстия для слива масла; 9 — поддон

Валы отбора мощности с независимым приводом можно включать и останавливать при движении трактора с помощью гидравлического способа управления или сложного механического привода (через планетарный редуктор).

ВОМ с планетарным редуктором состоит из коронной и солнечной 7 (рис. 25) шестерен, трех помещенных между ними сателлитов 10, водила 8 и двух тормозных барабанов с тормозными лентами.

Ступица солнечной шестерни 7 жестко соединена с тормозом 5, свободно вращающимся на валу 6. Тормоз 11 соединен с водилом 8 через оси сателлитов 10, а водило жестко связано с валом 6. В задний конец вала установлен сменный хвостовик. Стальные ленты тормозных барабанов с фрикционными накладками одним концом закреплены на неподвижной оси, а другим соединены через регулировочные винты 3 с рычагом управления ВОМ.

Если ВОМ выключен, то тормоз 5 (рис. 25, а) солнечной шестерни опущен, а тормоз 11 водила затянут. Вал 6 неподвижен, а сателлиты 10 передают вращение от коронной шестерни на солнечную 7.

При включенном ВОМ тормоз 5 (рис. 25, б) солнечной шестерни затянут, а тормоз 11 водила освобожден и сателлиты перекатываются по неподвижной солнечной шестерне, а их оси приводят во вращение водило и вал 6. Крайнее верхнее и нижнее положения рукоятки 1 управления ВОМ удерживаются усилием сжатой пружины 4.

87*4

Приводной вал планетарного механизма включают рычагом 2 действующим на зубчатую муфту 4.

Рис. 25. Схема работы ВОМ трактора МТЗ-80 с планетарным редуктором:

а и б — ВОМ выключен и включен; 1 — рукоятка управления; 2 — тяга;

3 — регулировочный винт; 4 — пружина; 5 — тормоз солнечной шестерни;

6 — ведомый вал; 7 — солнечная шестерня; 8 — водило; 9 — приводной вал

с коронной шестерней; 10 — сателлит; 11 — тормоз водила

Чтобы включить синхронный привод ВОМ, муфту передвигают в крайнее переднее положение, и ВОМ получает вращение от вторичного вала КП через шестерню 1. При независимом приводе заднего ВОМ муфту передвигают в крайнее заднее положение и ВОМ получает вращение от двигателя через пару шестирён, расположенных в корпусе сцепления, и заднего моста.

Боковой ВОМ. На тракторе может быть установлен боковой ВОМ, который облегчает привод механизмов сельскохозяйственных машин, расположенных впереди и сбоку трактора. Боковой ВОМ устанавливают с левой стороны КП вместо боковой крышки.

Вопросы выходного контроля:

1. Какие применяются схемы навесной системы и когда они используются?

2. Чем устраняется перекос навесной машины в горизонтальной и вертикальной плоскостях?

3. Как классифицируются валы отбора мощности трактора?

4. Какой уход необходим за элементами рабочего оборудования трактора?

Скобеев

Паликарпов

Утв

Н. конт.

Реценз

Провер

Разраб

док

лист

Изм,

№

Подп.

Дата

Листов

Лист

лит

Основная часть

СГСХА

КП.ИТ.19.11.00.00.00.ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

2.2 Расчётная часть

2.2.1 Расчёт рабочего цикла и показателей двигателя

2.2.1.1 Исходные данные

Прототип трактора Т-30А80

Прототип двигателя Д-120

Номинальная мощность, Ne (кВт) – 24,5

Частота вращения при Ne, n (мин^-1) - 2040

Степень сжатия, e - 16,4

Число цилиндров – i = 2

Расположение цилиндров 2 в ряд.

тактность двигателя τ, – 4

коэффициент избытка воздуха α – 1.45

Порядок работы цилиндров - 1-2-0-0

T _о = 288 К

2.2.1.2. Решение

Расчёт процессов газообмена

Давление остаточных газов p_r определяется давлением среды, в которую происходит выпуск отработавших газов, зависит от числа и расположения клапанов, сопротивления выпускного тракта, фаз газораспределения, частоты вращения, нагрузки и других факторов. Для двигателей без наддува определяют р _r по эмпирической формуле:

Р _r = р₀(1+0,55∙10^-4∙ n _н) (1)

где р₀ – нормальное давление окружающей среды, МПа;

n _н – номинальная частота вращения коленчатого вала, мин^-1.

МПа

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

При работе на номинальном режиме величину температуры отработавших газов принимаем для дизельного двигателя Т _r = 800 К.

Температура подогрева свежего заряда при номинальном режиме работы для дизельного двигателя без наддува T = 18⁰

Давление заряда в конце впуска p _а является основным фактором, определяющим количество свежего заряда, поступающего в цилиндр. Потери давления Δ р по сравнению с давлением окружающей среды определяются гидравлическим сопротивлением воздушного фильтра р_ф, впускного трубопровода Δ р _mp, впускного клапана р_кл,

∆ p = p _ф + p_mp + p _кл (2)

Сопротивление воздушного фильтра определяется по графику (график 1) в зависимости от пылеёмкости:

П_ф = в · t (3)

где φ_в - запылённость, г/м³

t - срок службы, ч.

График 1

Принимаем φ_в = 0.01 - что соотвецтвует повышенной запылённости.

тогда П _ф = 0.01*200 = 2 г.ч/м³

Т.к воздухоочиститель трактора Т-30А80 инерционно масленого типа получаем p _ф = 0.004 Мпа

Величины других сопротивлений обычно соответствуют

p_mp = p_кл = 0,001…0,0015 МПа

Δ p = 0.004+0.0015+0.0015=0,007 МПа

Давление заряда в конце впуска определим по формуле 4:

p _а = p _о - Δ p (4)

p _а = 0.1013-0.007=0.094 МПа

Давление в конце впуска p _а зависит от гидравлического сопротивления впускного тракта, быстроходности двигателя и изменяется в пределах для дизелей без наддува

p _а =(0.85…0.95) * p _о (5)

p _а = 0.93*0.1013=0.094 МПа

Коэффициент остаточных газов γ характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания и может быть определён по формуле:

(6)

что находится в пределах от 0.02 до 0.05.

(7)

Определяем коэффициент наполнения η_v

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

Величина η _v для четырёхтактных двигателей может быть определена по формуле:

(8)

Расчёт процесса сжатия

Основными характеристиками процесса являются параметры заряда в конце сжатия; давление p _с, температура T _с и средний показатель политропы сжатия n ₁.

Принимаем показатель n ₁ = 1.35

МПа (9)

К (10)

МПа

Расчёт процесса сгорания

Термохимический расчёт процесса сгорания

Принимаем для дизеля C - доля углерода в топливе - 0,87 кг; H₂ - доля водорода в топливе -0,126,кг; O₂- доля кислорода в топливе-0,04,кг;

Количество воздуха теоретически необходимого для сгорания топлива:

кМоль (11)

кг (12)

кМоль

кг

Количество свежего заряда:

M ₁ = α * Lo, кМоль (13)

M ₁ = 1.45 · 0.49=0.71 кМоль

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

Количество остаточных газов:

M г =γ· M ₁ = α ·γ· Lo, кМоль (14)

M г =0.029*0.71=0.02 кМоль

Количество продуктов сгорания топлива при α >1

кМоль/кг (15)

кМоль/кг

Количество газов после сгорания:

M_z = M г + M ₂, кМоль/кг (16)

M_z =0.02+0.74 = 0.76 кМоль/кг

Коэффициент молярного изменения количества смеси:

(17)

Термодинамический расчёт процесса сгорания

Основой расчёта является уравнение теплового баланса для процесса сгорания. Например для бензиновых и газовых двигателей оно имеет вид:

(18)

где Q_z и Q_c - теплота заряда в точках «z» и «c»;

Q_cz - теплота, подведённая к заряду в процессе сгорания.

Уравнение можно преобразовать для дизельных двигателей в вид

(19)

Теплоёмкость свежего заряда C _VC в конце процесса сжатия определяется в зависимости от температуры T_c, кДж/Моль*град:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

(20)

где А₁ =20,16 и В₁ =1,738·10^-3 - постоянные коэффициенты

C _VC = 20.16+1.738*10^-3*851=21,64 кДж/Моль*град

При α>1 , .

Низшая теплота сгорания H_U дизельного топлива H_U = 42500кДж/кг.

Коэффициент использования ξ теплоты ξ=0.8

Для дизелей при расчёте сгорания дополнительно задаются степенью повышения давления в процессе λ_р. λ_р=1.7

После подстановки перечисленных величин в исходное уравнение, оно может быть преобразовано к квадратичному виду:

(21)

и решено относительно Т z, К:

(22)

где

(23)

МПа

Процесс расширения

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

Основными характеристиками процесса является давление p _в, температура Т_в в конце процесса и средний показатель политропы расширения n ₂ n ₂ =1.23

Давление p _в, МПа и температура Т _B, К, конца расширения определяется для точки «в» по уравнению политропного процесса для дизельного двигателя:

МПа (24)

К (25)

где

а степень предварительного расширения:

(26)

МПа

Проверка расчётов

Правильность выбора исходных температуры и давления остаточных газов проверяется по формуле, К:

(27)

Погрешность расчётов:

(28)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

что в пределах 5%

Построение индикаторной диаграммы

Индикаторную диаграмму строим в координатах P - V в выбранном масштабе 1:1.2 к основанию. Поскольку величина объёма камеры сгорания неизвестна, то по оси абсцисс от точки 0 в произвольном масштабе откладывается отрезок, величина, которого принимается за условную единицу объёма V_C =1. Эта точка соответствует ВМТ. Далее на оси абсцисс в принятом масштабе откладывается величина рабочего объёма цилиндра

V_h = V _с (ε -1), V_h =15.4 это положение НМТ.

Из точек, соответствующих положению поршня в ВМТ и НМТ, восстанавливаем перпендикуляры, на которых в едином произвольном масштабе наносят значения давления в характерных точках: р_с, р _z _, р _b, р_а, р _r.

Для дизеля на перпендикуляре, восстановленном из ВМТ, откладывается р _z , для определения точки р _z ^/ откладывают объем V_z = ρV _с, где ρ - степень предварительного расширения, определённая в тепловом расчёте.

V_z =1.34*1=1.34 МПа

По оси ординат откладывают давление окружающей среды р₀ и перпендикулярно этой оси проводят линию, соответствующую отложенному давлению.

Построение политроп сжатия и расширения сводится к определению давлений для точек промежуточных объёмов, значениями которых задаются V_x ₁, V_x ₂ … и т.д. Для каждого значения объёма V _Х величина давления равна. МПа:

Для политропы сжатия- ; (29)

для политропы расширения- (30)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР.ИТ.19.11.00.00.02.ПЗ

Для дизельных двигателей отношение объёмов изменяется в интервале 1… δ.

Считаем точки политропы сжатия

МПа

Считаем точки политропы расширения

МПа

Соединив все полученные точки на поле диаграммы мы получим индикаторную диаграмму работы ДВС

График представляет собой замкнутый действительный рабочий цикл ДВС (чертёж № 1).

Таблица 1 - Сводная таблица показателей и их значений.

показатель	значение
Pr, МПа	0.11
Pa, МПа	0.094
Рс, МПа	4,1
Рz, МПа	6,97
Р_В, МПа	0.32

Индикаторные и эффективные показатели двигателя

Расчёт индикаторных показателей

Среднее индикаторное давление цикла p_i - это условное постоянное давление, при котором за один ход поршня совершается работа, равная индикаторной работе цикла L_i.

Величина p_i численно равна работе, получаемой с единицы рабочего объёма цилиндра и может быть рассчитана для дизельного двигателя по формуле
(31)