Контрольная работа: Расчет тяговой характеристики трактора

Название: Расчет тяговой характеристики трактора
Раздел: Промышленность, производство
Тип: контрольная работа

N_H =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).

М_Н = (Н М)

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

n_H _- номинальная частота вращения двигателя. n_H = 1750 об/мин.

М_Н == 281,004 (Н М)

Максимальный момент М_max = K_M * M_H = 281 * 1.2 = 337.2 Н М

где, K_M _- коэффициент приспособленности

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

Через точки М_Н и М_max параллельно оси абцис проводим вспомогательные линии.

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

Рассчитываем максимальную угловую скорость вала двигателя

W_xx =W_H = W_H =1.14 W_H

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

Номинальная угловая скорость

W_H = == 184.21 рад/с

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

W_xx = 1.14 W_H = 1.14 * 184.2 = 210 рад/с.

n_xx =11.4n_H = 1.14 * 1750 = 1995 об/мин.

Откладываем значение W_xx на оси абцис и соединяем эту точку с точкой W_H на вспомогательной линии M_H .

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

W_M =

где, K_W ===1.4

W_M = = α* W_H =0.7 * 184.2 =128,95 рад/с

n_M =0.7 * 1750 = 1225 об/мин.

Мощность двигателя при М_max

N_Е _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

G_TH = 10^{-3 g} * N_H = 10^-3 *185 * 70 = 12.95 кг/ч

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

G_TX = (0.2÷0.3) G_TH = 0.25 * 12.95 = 3.24 кг/ч.

При максимальной мощности

G_TMax = (0.7÷0.8) G_TH = 0.75 * 12.95 = 9.71 кг/ч.

Откладываем в III квадрате G_TH , G_TX , G_TMax .

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

R_K == 0.79 м.

Принимаем для расчета теоретические скорости по передачам;

V_T ₁ = 9 км/ч = 2,5 м/с и V_T 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

g_i = = = = 0.83

где, Z= 4 - число передач.

Должно соблюдаться условие g_i ≥ ,

где, K_M = 1.15÷1.2 тогда g_i = = 0,83, т. е условие соблюдено. Тогда:

I₂ = I₁ * g_i = 58.2 * 0.83 = 48.31

I₃ = I₂ * g_i = 48.3 * 0.83 = 40.1

Расчет и построение зависимостей касательной силы тяги P_K = ƒ (M_K ) выполняем следующим образом. В выражении P_K подставляем значение номинального крутящего момента M_H и передаточное число I_ТР на данной передаче.

P_K =

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

P_K1 = = 18635 H.

P_K2 = = 15467 H

P_K3 = = 12837 H

P_K4 = = 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 P_K , P_KP и P_f , откладываем полученное расчетом значение силы P_f cучетом заданного агрофона (Кутьков Г.М. стр.491)

P_f = ƒ_K *G= 0.11* 34000 = 3740 H

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

Полученные ранее значения P_K откладываем на линии M_H иэту точку соединяем с точкой 0¹ , продолжив до пересечения с линией M_Max .

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

Расчеты проводим при Wg= W_H для каждой передачи.

V_T ₁ = = = 2.50 м/с.

V_T ₂ = = = 3,01 м/с.

V_T ₃ = = = 3,63 м/с.

V_T ₄ = = = 4,45 м/с.

Полученные значения V_T откладываем на линии, проведенной из точки W_H на регулярной характеристике перпендикулярно оси абцисс, и соединяем с началом координат. Начало отсчета для графиков V_T 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 P_f при движении трактора без тяговой нагрузки, т.е. при P_KP = 0. Эти значения крутящего момента двигателя находятся в точках пересечения линий P_K = ƒ (M_K ) с осью M_K .

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 V_T 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 P_KP = 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. V_TP = ƒ (P_KP ).

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

φ_КР =; P_KP = φ_КР * G_TP

При номинальном тяговом усилии для колесных тракторов формулы 4 к 2

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

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

Рассчитаем V_TP при номинальной нагрузке

V_TP = V_T * (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 P_K с линией M_H проводим вертикально вверх до пересечения с графиком δ и значение δ подставляем в формулу V_TP .

Максимальная крюковая сила на каждой передаче

P_KP =P_K - P_f

P_KP1 = 18635-3740 = 14895 H = 14.90 kH

P_KP2 = 15467-3740 = 11727 H = 11.73 kH

P_KP3 = 12837-3740 = 9097 H = 9.10 kH

P_KP4 = 10469-3740 = 6729 H = 6.73 kH

Максимальная крюковая мощность на каждой передаче

N_KP = P_KP * V_TP

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

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

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

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