Тягово-экономический баланс трактора

 

 

     Теоретическая скорость движения при данной передаче (м/с):

,     (20)

     Находим  теоретическую скорость движения  на первой передаче:

1) м/с,

     Аналогично  находятся остальные значения  скорости, при изменении угловой скорости;

№	Vт, м/с
1	0,465
2	0,730
3	0,863
4	0,996
5	1,195
6	1,389

 

     Действительная скорость движения:

V_p =  V_т·(1-d),     (21)

где  d - буксование движителя.

Для определения буксования пользуюсь методом профессора Б.Я. Гинцбурга.

Для этого определяем отношение крюкового усилия Р_кр к произведению сцепного веса  G_сц  и коэффициента сцепления j, т.е. Р_кр/(G_сц × j),где коэффициент φ=1,0-1,1.                                                                                  /2, страница 4/

Качество сцепления  движителя с почвой оценивают  коэффициентом сцепления φ, который  определяют как отношение касательной силы к нормальной нагрузке на движитель φ=Р_к/G_н. Чем больше коэффициент сцепления, тем большую силу тяги может реализовать движитель. Целина отличается большой механической прочностью почвы. Поэтому вероятность срыва почвы минимален. Исходя из этого принимаю наибольший коэффициент сцепления φ=1,1.

Для гусеничных и колесных тракторов со всеми ведущими колесами:

     (22)

     Нахожу  величину сцепного веса:

 кН

         Определяю искомые отношения:

1) Р_кр/(G_сц × j)=48,63/(74,15*1,1)=0,596

     Аналогично  определяем остальные значения отношения;

№	Ркр/(Gсц × j)
1	0,596
2	0,625
3	0,624
4	0,613
5	0,576
6	0,517

     Для каждого найденного отношения по приложению Б методического указания находим значения буксования. При этом пользуемся методом интерполяции:

Ркр/(Gсц × j)	δ
0,596	0,028
0,625	0,029
0,624	0,029
0,613	0,028
0,576	0,023
0,517	0,018

     Балласт  на ведущую ось добавляют в том случае, если буксование d при Р_кр = Р_н превышает допустимые пределы,  рекомендуемые для данного типа трактора ( на плотных грунтах для  гусеничных тракторов  d до 4 %). В данном случае величина буксования лежит в допустимых пределах, поэтому не требуется добавлять балласт.                                                             /3, страница 10/

Подставляем исходные значения в формулу (21):

1) V_p =  0,465·(1-0,028)=0,45 м/с,

Аналогично определяются остальные значения:

№	Vт, м/с	δ	Vp, м/с
1	0,465	0,028	0,45
2	0,730	0,029	0,70
3	0,863	0,029	0,83
4	0,996	0,028	0,97
5	1,195	0,023	1,17
6	1,389	0,018	1,27

 

 

2.7  Определение тягового к.п.д. и оценка топливной экономичности.

     По Р_кр для первой передачи определяю тяговую  мощность, а затем удельный расход топлива и тяговый КПД.

     Тяговая мощность в кВт:

N_кр = Р_кр×V_p,     (23)

1) N_кр =48,63*0,45=21,88 кВт,

     Аналогично определяю остальные значения N_кр :

№	Nкр, кВт
1	21,88
2	35,73
3	41,47
4	48,47
5	55,01
6	53,59

     Крюковой удельный расход топлива в г/(кВт×ч):

,     (24)

     Определяю  крюковой удельный расход топлива:

1) г/кВт·ч,

     Аналогично  остальные значения:

№	gкр, г/(кВт*ч)
1	0,334
2	0,297
3	0,290
4	0,276
5	0,277
6	0,314

 

     Тяговый КПД:

 

     (25)

     (26)

Тяговые КПД определяем для n_min=429,94 мин^-1 и n_н=1800 мин^-1.

- для n_min=429,94 мин^-1:

     Полученные значения   и сравниваем  между собой:

     (27)

 

- для n_н=2000 мин^-1:

     В данном  случае отклонения тяговых КПД  не превышают допустимого предела(5%)® расчеты выполнены правильно.

     Расчет тяговой характеристики на последующих  передачах  производим на ЭВМ по программе " TRAKTOR-2005 ", для чего подготавливаем к вводу в ЭВМ параметры и принятые коэффициенты проектируемого трактора(таблица 2).

              Таблица 2  Вводимые в ЭВМ параметры

Названия	Значения
Тип двигателя трактора	Дизель
Тяговое усилие Рн, кН	40
Рабочая скорость на первой передаче V1, км/ч	5
Максимальная скорость V, км/ч	30
Число передач z	4
Длина звена гусеницы Lзв, м	0,176
Число зубьев звездочки zзв	14
Коэффициент  нагрузки ведущих колес lк	1
Коэффициент сопротивления качению f	0,06
Коэффициент  сцепления j	1,1
Коэффициент использования  массы jк.доп	0,6
к.п.д.  трансмиссии hтр	0.89
Коэффициент  запаса мощности kз	1,05
Номинальный удельный расход топлива gен, г/(кВт×ч)	231
Частота вращения к.в. двигателя (5...6 точек от nмин до nн), мин-1	668,79; 1050,96; 1242,04; 1433,12; 1719,74; 2000,0;
Масса балласта mбал, т	0
Тяговый к.п.д. на 1-ой передаче при nмин   hтяг, %	79,0
Тяговый к.п.д. на 1-ой передаче при nн    hтяг, %	73,5

 

 

 

 

№ передачи	№	n	ω	Мк	Рк	Рf	Ркр, кН	Nкр, кВт	gкр, г/(кВт*ч)	d	Vт, м/с	Vp	GТ	hтяг, %
1	1	429,94	45	0,219	26,5	2,22	24,2	7,9	342	2	0,33	0,32	2,687	79,6
1	2	812,10	85	0,238	28,8	2,22	26,5	16,1	292	3	0,63	0,61	4,699	79,5
1	3	955,41	100	0,241	29,0	2,22	26,8	19,1	280	3	0,74	0,72	5,345	79,4
1	4	1337,58	140	0,235	28,3	2,22	26,1	26,1	263	3	1,03	1,00	6,866	79,5
1	5	1719,75	180	0,210	25,3	2,22	23,1	30	272	2	1,33	1,30	8,170	79,5
1	6	1800,00	188,4	0,203	24,4	2,22	22,2	30,3	277	2	1,39	1,36	8,400	79,4
2	1	429,94	45	0,219	16,7	2,22	14,5	7,5	356	1	0,53	0,52	2,687	76,4
2	2	812,1	85	0,238	18,1	2,22	15,9	15,6	300	1	1,00	0,99	4,699	77,3
2	3	955,41	100	0,241	18,3	2,22	16,1	18,6	287	1	1,17	1,16	5,345	77,3
2	4	1337,58	140	0,235	17,8	2,22	15,6	25,3	271	1	1,64	1,62	6,866	77,1
2	5	1719,75	180	0,210	16,0	2,22	13,7	28,7	284	1	2,11	2,09	8,170	75,9
2	6	1800	188,4	0,203	15,4	2,22	13,2	28,8	291	1	2,21	2,18	8,400	75,5
3	1	429,94	45	0,219	10,5	2,22	8,3	6,9	390	1	0,84	0,83	2,687	69,8
3	2	812,1	85	0,238	11,4	2,22	9,2	14,4	325	1	1,58	1,56	4,699	71,3
3	3	955,41	100	0,241	11,5	2,22	9,3	17,2	311	1	1,86	1,84	5,345	71,4
3	4	1337,58	140	0,235	11,2	2,22	9	23,3	295	1	2,60	2,58	6,866	71,0
3	5	1719,75	180	0,210	10,1	2,22	7,8	26,1	313	0	3,35	3,35	8,170	69,0
3	6	1800	188,4	0,203	9,7	2,22	7,5	26,1	322	0	3,50	3,50	8,400	68,3
4	1	429,94	45	0,219	6,6	2,22	4,4	5,8	462	0	1,33	1,33	2,687	59,0
4	2	812,1	85	0,238	7,2	2,22	5	12,4	378	0	2,50	2,50	4,699	61,3
4	3	955,41	100	0,241	7,3	2,22	5	14,8	361	0	2,95	2,95	5,345	61,6
4	4	1337,58	140	0,235	7,1	2,22	4,9	20	344	0	4,12	4,12	6,866	60,9
4	5	1719,75	180	0,210	6,3	2,22	4,1	21,8	375	0	5,30	5,30	8,170	57,6
4	6	1800	188,4	0,203	6,1	2,22	3,9	21,6	389	0	5,55	5,55	8,400	56,5

Таблица 3. Теоретическая  тяговая характеристика трактора.

2.9 Анализ тягового  расчета трактора.

     Спроектированный  трактор имеет следующие показатели.

Тяговый класс - 2

Рабочие скорости – 5…30 км/ч

Тип движителя – гусеничный  

Количество рабочих  передач при движении вперед – 4

Рабочий агрофон - целина

Рабочие скорости на первой передаче – 1,19 …5 км/ч

Тип двигателя - дизель

Номинальная мощность двигателя – 38,18 кВт

Номинальный удельный расход топлива – 231 г/кВт∙ч

Число цилиндров - 6

Расположение цилиндров - рядное

Тип камеры сгорания - неразделенная

Проанализировав тяговую  характеристику трактора, можно сделать  следующие выводы:

Трактор развивает максимальную тяговую мощность 19.91 кВт. При этом усилие на крюке составит 55.5 кН, а тяговый КПД – 81.2 %.

Диапазон Р_кр для различных передач:

1 передача: 9.5…11,5 кН

2 передача: 6.1…7.4 кН

3 передача: 3.7…4.6 кН

4 передача: 2.2…2.8 кН

5 передача: 1.2…1.6 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ТЯГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ   РАСЧЕТ  АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ  ТРАНСМИССИЕЙ

 

 

3.1  Определение массы автомобиля.

     Собственная масса автомобиля  m₀ (т) в снаряженном состоянии:

m₀ = m_г × k_г,     (28)

где m_г - номинальная грузоподъемность, т (по заданию);

       k_г - коэффициент снаряженной массы (принимается по рисунку 1 методического указания).     /2, страница 6/

       m_г=8 т; принимаем k_г=0,8.

     Подставляем исходные данные в формулу (28):

m₀ =6·0,8=4,8 т

     Полная масса автомобиля m (т):

m = m₀ + m_г,     (29)

     По формуле  (29) нахожу полную массу автомобиля:

m =4,8+6=10,8 т.

 

3.2 Определение мощности  двигателя

     Мощность двигателя N_н (кВт)  должна быть достаточной для обеспечения движения с максимальной скоростью V (м/с) по дороге с заданным коэффициентом сопротивления движению при полном использовании грузоподъемности  автомобиля:

     (30)

     (31)

где   N_п- потребная мощность;

        k_з - коэффициент запаса мощности (k_з = 1,05...1,1);

         F - площадь лобовой поверхности  автомобиля, м²;

         V –максимальная скорость автомобиля, по заданию V_max=95 км/ч=26,39 м/с.

         k – коэффициент обтекаемости;