ЗМІСТ
1. Тяговий розрахунок трактора
1.1 Визначення номінальної експлуатаційної маси трактора
1.2 Визначення номінальної потужності двигуна
1.3 Розрахунок показників двигуна з зовнішньої регуляторної характеристиці
1.4 Побудова зовнішньої регуляторної характеристики дизеля і її аналіз
1.5 Побудова кривої буксування
1.6 Визначення діапазону номінальних основних швидкостей трактора
1.7 Визначення теоретичних швидкостей трактора, дотичних сил тяги і тягових зусиль на гаку на всіх передачах основного ряду
1.8 Визначення радіуса провідних коліс
1.9 Визначення передавальних чисел трансмісії основного ряду
1.10 Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики трактора
1.11 Аналіз тягової характеристики трактора
1.12 Розрахунок і побудова потенційної тягової характеристики трактора
1.13 Аналіз потенційної тягової характеристики трактора
2. Тяговий розрахунок автомобіля
2.1 Визначення маси автомобіля
2.2 Визначення потужності двигуна
2.3 Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна
2.4 Визначення радіуса провідних коліс
2.5 Визначення передавальних чисел трансмісії
2.6 Розрахунок динамічного фактора автомобіля
2.7 Побудова динамічної характеристики автомобіля
2.8 Аналіз динамічної характеристики автомобіля
Література
1. Тягові розрахунки ТРАКТОРА
У процесі виконання тягового розрахунку трактора визначаємо основні параметри: маса трактора, потужність двигуна, розрахункові швидкості руху та тягові показники на передачах основного ряду і показники паливної економічності трактора, які забезпечують йому необхідні тягові властивості в умовах експлуатації.
1.1. Визначення номінальної експлуатаційної маси трактора
Номінальну експлуатаційну масу трактора визначаємо з умови реалізації заданого тягового класу при допустимому буксуванні для гусеничних тракторів - 3 - 5%.
(1.1)
де Р Н - номінальна тягове зусилля трактора, заданий класом тяги, Н;
g - прискорення вільного падіння, рівне 9.81 м / с 2;
- Коефіцієнт навантаження ведучих коліс;
f - коефіцієнт опору коченню [1, Додаток А, с. 49];
- Допустима величина коефіцієнта використання зчіпний маси при допустимому буксуванні і номінальному навантаженні на гаку [1, Додаток А, с. 49].
Тоді
1.2 Визначення номінальної потужності двигуна
Номінальна потужність двигуна визначається з умови реалізації номінального тягового зусилля на гаку , При рівномірному русі на горизонтальній ділянці стерньового поля із заданою швидкістю руху на першій передачі основного ряду.
(1.2)
де V Т1 - швидкість трактора, відповідна номінальному тяговому зусиллю, 7 км / год;
Z Е - коефіцієнт експлуатаційного навантаження двигуна, що дорівнює 0,9;
- ККД трансмісії.
Механічний ККД визначається на першій передачі основного ряду по заданій кінематичної схемою прототипу трансмісії з урахуванням типу рушія, втрат, що виникають при передачі навантаження і втрат холостого ходу.
Для гусеничних тракторів ККД трансмісії визначається за формулою
(1.3)
де - ККД циліндричної та конічної пар шестерень;
- Число пар циліндричних і конічних шестерень трансмісії, що передають крутний момент, ;
Значення n 1, n 2 визначимо за кінематичною схемою прототипу трансмісії на одній з передач основного ряду. При розгалуженні потужності на два потоки дві пари аналогічних шестерень вважають за одну пару.
- Коефіцієнт, що враховує втрати на неодружене прокручування трансмісії;
Значення коефіцієнтів приймаємо . Для колісних тракторів з двома ведучими колесами .
Підставляючи в формулу (1.2) відомі, розраховані і прийняті значення параметрів, визначаємо необхідну номінальну потужність двигуна.
1.3 Розрахунок значень показників двигуна з зовнішньої регуляторної характеристиці
1.3.1 Максимальна частота обертання коленвала на холостому ходу визначається як .
1.3.2 Частота обертання, відповідна максимуму крутного моменту двигуна, визначається як .
1.3.3 Поточні значення потужності на перевантажувальної гілки регуляторної характеристики визначаються за формулою
(1.4)
де - Номінальна ефективна потужність і частота обертання;
- Ефективна потужність і частота обертання в шуканої точці перевантажувальної галузі характеристики;
- Коефіцієнти для дизелів з безпосереднім упорскуванням палива.
1.3.4 Крутний момент двигуна визначаємо за формулою
(1.5)
1.3.5 Поточне значення годинної витрати палива на перевантажувальної корректорная гілки регуляторної характеристики визначається за формулою
(1.6)
1.3.6 Питома витрата палива підраховується за формулою
(1.7),
1.3.7 На регуляторної галузі характеристики, при зменшенні навантаження двигуна, частота коленвала двигуна підвищується від номінальної до максимальної холостого ходу . При цьому потужність і крутний момент зменшуються до нуля при за лінійним законом. Часовий витрата палива при цьому зменшується також за лінійним законом від номінального значення до витрати на холостому ходу . Часовий витрата палива на холостому ходу визначається як , . За годинною витратою палива і потужності двигуна підраховується питома витрата палива на регуляторній галузі характеристики в шуканих точках за формулою (1.7).
Таблиця 1.1
Зовнішня регуляторна характеристика дизеля
Параметр, од. ізм.
|
|
|
1.025n H
|
1.05n H
|
1.075n H
|
|
|
0.4
|
0.6
|
0.7
|
0.8
|
0.9
|
|
|
|
|
|
|
800
|
1200
|
1400
|
1600
|
1800
|
2000
|
2050
|
2100
|
2150
|
2200
|
|
49
|
69
|
77
|
85
|
91
|
96
|
72
|
48
|
24
|
0
|
|
585
|
549
|
525
|
507
|
483
|
458
|
335
|
218
|
107
|
0
|
|
14.2
|
19.3
|
21.4
|
23.6
|
25.2
|
26.6
|
21.6
|
16.6
|
11.6
|
6.6
|
|
290
|
280
|
278
|
278
|
277
|
277
|
300
|
346
|
483
|
∞
|
1.4 Побудова зовнішньої регуляторної характеристики дизеля і її аналіз
Регуляторну характеристику будуємо в трьох видах:
1.4.1 У функції від частоти обертання колінчастого валу, яка використовується для аналізу роботи двигуна на режимах перевантаження (малюнок 1.);
1.4.2 У функції від ефективної потужності , Яка є основною і використовується для аналізу економічності двигуна на регуляторної галузі характеристики (рисунок 3.);
1.4.3 У функції від крутного моменту двигуна для зручності аналізу регуляторної гілки і тягових якостей трактори (малюнок 4.).
При аналізі регуляторної характеристики дизеля визначаємо і порівнюємо з прототипом за типажем:
а) Питома витрата палива на номінальному режимі і порівняти його з прототипом;
Номінальний питома витрата палива дорівнює 277 (г / кВт × год) що більше питомої витрати палива прототипу .
б) Коефіцієнт запасу крутного моменту двигуна:
;
.
К з = 0,28 що більше прототипу К з = 0,15.
в) Коефіцієнт пристосовності двигуна по моменту, що крутить:
;
.
що більше прототипу .
г) Коефіцієнт пристосовності двигуна по частоті обертання.
;
.
що менше прототипу .
1.5 Побудова кривої буксування
Для побудови кривої буксування колісних і гусеничних тракторів на стерні нормальної щільності і вологості можна використовувати середньостатистичні дані буксування в залежності від відносної величини сили на гаку, тобто від коефіцієнта використання зчіпний сили тяжіння трактора.
де С, d - коефіцієнти; S - показник ступеня;
С = 0.0333 d = 1.377 S = 2
- Коефіцієнт використання зчіпного ваги
де Р КР - тягове зусилля на гаку, рівне 30000 Н.
Значення коефіцієнта буксування заносимо в таблицю 1.2.
Таблиця 1.2
Вихідні дані для побудови кривої буксування
|
0
|
0.1
|
0.2
|
0.3
|
0.4
|
0.5
|
0.55
|
0.6
|
0.65
|
0.7
|
0.75
|
0.8
|
0.81
|
0.83
|
|
0.84
|
0.841
|
%
|
0
|
0.3
|
0.7
|
1.1
|
1.7
|
2.5
|
3.1
|
4
|
5
|
7
|
11
|
22
|
28
|
54
|
98
|
100
|
Н
|
0
|
6082
|
12164
|
18247
|
24329
|
30411
|
33452
|
36493
|
39534
|
42575
|
45616
|
48658
|
49266
|
50482
|
51090
|
51151
|
За даними табл. 1.2 будуємо криву буксування в залежності від сили тяги на гаку Р КР (рис. 5).
1.6 Визначення діапазону номінальних основних швидкостей трактора
Діапазон номінальних основних швидкостей визначається в залежності від сили тяги на гаку Р КР за формулою:
(1.10)
де - Тяговий діапазон трактора;
- Номінальна сила тяги на гаку, кН;
- Номінальне тягове зусилля для тракторів попереднього
класу, кН;
= 1,2 - коефіцієнт розширення тягової зони, перекриття суміжних тягових зон.
Структура ряду передавальних чисел трансмісії для основних робочих передач змінюється в геометричній прогресії і заснована на прагненні забезпечити зміну крутного моменту двигуна в однакових межах на всіх передачах.
При 6 щаблях коробки передач знаменник геометричної прогресії визначається за формулою
(1.11)
1.7 Визначення теоретичних швидкостей трактора, дотичних сил тяги і тягових зусиль на гаку на всіх передачах основного ряду
Теоретичні значення вказаних показників трактора визначаються за умови роботи двигуна на номінальному режимі:
а) теоретичні швидкості руху трактора на всіх передачах основного ряду: , , , , , .
б) дотичні сили тяги на всіх передачах основного ряду:
, , , , , .
в) тягові зусилля на гаку на всіх передачах основного ряду: , , , , , .
1.8 Визначення радіуса провідних коліс
Розрахунок радіуса провідних коліс гусеничного трактора визначається за формулою
(1.12)
1.9 Визначення передавальних чисел трансмісії основного ряду
Передаточне число трансмісії на першій передачі основного ряду визначається відповідно до заданої теоретичної швидкості трактора , За формулою
(1.13)
Передавальні числа трансмісії на інших передачах основного ряду визначаються через знаменник геометричної прогресії
, , , , .
1.10 Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики трактора
Вихідними даними для розрахунку тягового трактора є поточні значення крутного моменту , Частоти обертання і годинної витрати палива при роботі дизеля із зовнішньої регуляторної характеристиці від режиму максимуму крутного моменту до холостого ходу (табл. 1.1).
Дотичну силу тяги на колесі визначаємо по крутний момент двигуна і передавальному числу трансмісії за формулою:
(1.13),
,
сила опору коченню:
(1.14),
тягове зусилля на гаку:
(1.15),
,
Поточні значення коефіцієнта буксування знімаємо з кривою буксування (рис. 5).
Поточні значення теоретичної швидкості по передачам підраховуємо по формулі:
(1.16),
Дійсна швидкість трактора визначаємо за формулою:
(1.17),
Потужність на гаку підраховуємо як
(1.18),
Питома крюковою витрата палива підраховуємо по формулі:
(1.19),
Тяговий ККД трактора визначаємо як
(1.20),
За наведеним алгоритмом виробляємо розрахунок показників трактора по всіх передачам основного ряду.
Таблиця 1.3
Показники двигуна із зовнішньої регуляторної характеристиці
|
800
|
1200
|
1400
|
1600
|
1800
|
2000
|
2050
|
2100
|
2150
|
2200
|
|
49
|
69
|
77
|
85
|
91
|
96
|
72
|
48
|
24
|
0
|
|
585
|
549
|
525
|
507
|
483
|
458
|
335
|
218
|
107
|
0
|
|
14.2
|
19.3
|
21.4
|
23.6
|
25.2
|
26.6
|
21.6
|
16.6
|
11.6
|
6.6
|
Таблиця 1.4
Показники трактора по тяговій характеристиці на першій передачі,
|
51631
|
48453
|
46335
|
44747
|
42628
|
40422
|
29566
|
19240
|
9443
|
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
|
45549
|
42371
|
40253
|
38665
|
36546
|
34340
|
23484
|
13158
|
3361
|
|
7
|
6.6
|
5.7
|
4.7
|
4
|
3.3
|
1.7
|
0.9
|
0.15
|
|
2.8
|
4.2
|
4.9
|
5.6
|
6.3
|
7.0
|
7.2
|
7.3
|
7.5
|
|
2.7
|
3.9
|
4.6
|
5.3
|
6.0
|
6.8
|
7.1
|
7.2
|
7.5
|
|
34.2
|
45.9
|
51.4
|
56.9
|
60.9
|
64.9
|
46.3
|
26.3
|
7
|
г / кВт · год
|
415
|
420
|
416
|
415
|
414
|
410
|
466
|
631
|
1657
|
|
0.7
|
0.66
|
0.67
|
0.67
|
0.67
|
0.68
|
0.64
|
0.55
|
0.29
|
Таблиця 1.5
Показники трактора на другій передачі,
|
47844
|
44899
|
42937
|
41464
|
39502
|
37457
27398
17829
8751
6082
6082
6082
6082
6082
6082
6082
6082
6082
41762
38817
36855
35382
33420
31375
21316
11747
2669
6.5
4.8
4.1
3.9
3.1
2.8
1.4
0.6
0.1
3.0
4.5
5.3
6.0
6.8
7.5
7.7
7.9
8.1
2.8
4.3
5.1
5.8
6.6
7.3
7.6
7.8
8.1
32.5
46.4
52.2
57
61.3
63.6
45
25.4
6
г / кВт · год
437
416
410
414
411
418
480
653
1933
0.66
0.67
0.68
0.67
0.67
0.66
0.62
0.53
0.25
Таблиця 1.6
Показники трактора на третій передачі,
|
44309
|
41582
|
39765
|
38401
|
36583
|
34690
|
25374
|
16512
|
8104
|
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
|
38227
|
35500
|
33683
|
32319
|
30501
|
28608
|
19292
|
10430
|
2022
|
|
4.7
|
3.9
|
3.2
|
2.9
|
2.7
|
2.3
|
1.4
|
0.8
|
0.07
|
|
3.3
|
4.9
|
5.7
|
6.5
|
7.3
|
8.2
|
8.4
|
8.6
|
8.8
|
|
3.1
|
4.7
|
5.5
|
6.3
|
7.1
|
8.0
|
8.3
|
8.5
|
8.8
|
|
32.9
|
46.3
|
51.5
|
56.5
|
60.1
|
63.6
|
44.5
|
24.6
|
4.9
|
г / кВт · год
|
431
|
417
|
415
|
418
|
419
|
418
|
485
|
675
|
2367
|
|
0.67
|
0.67
|
0.67
|
0.66
|
0.66
|
0.66
|
0.62
|
0.51
|
0.2
|
Таблиця 1.7
Показники трактора на четвертій передачі,
|
41027
|
38502
|
36819
|
35557
|
33873
|
32120
|
23494
|
15289
|
7504
|
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
|
34945
|
32420
|
30737
|
29475
|
27791
|
26038
|
17412
|
9207
|
1422
|
|
3.9
|
2.9
|
2.6
|
2.3
|
2
|
1.8
|
1.85
|
1.5
|
0.05
|
|
3.5
|
5.3
|
6.2
|
7.0
|
7.9
|
8.8
|
9.0
|
9.2
|
9.5
|
|
3.4
|
5.1
|
6.0
|
6.8
|
7.7
|
8.6
|
8.8
|
9.1
|
9.5
|
|
33
|
45.9
|
51.2
|
55.7
|
59.4
|
62.2
|
42.6
|
23.3
|
3.7
|
г / кВт · год
|
430
|
420
|
418
|
424
|
424
|
428
|
507
|
712
|
3135
|
|
0.67
|
0.66
|
0.66
|
0.65
|
0.65
|
0.65
|
0.59
|
0.48
|
0.15
|
Таблиця 1.8
Показники трактора на п'ятій передачі,
|
37997
|
35659
|
34100
|
32931
|
31372
|
29748
|
21759
|
14160
|
6950
|
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
|
31915
|
29577
|
28018
|
26849
|
25290
|
23666
|
15677
|
8078
|
868
|
|
2.8
|
2.3
|
2
|
1.9
|
1.8
|
1.7
|
0.9
|
0.4
|
0.02
|
|
3.8
|
5.7
|
6.7
|
7.6
|
8.6
|
9.5
|
9.7
|
10.0
|
10.2
|
|
3.7
|
5.6
|
6.6
|
7.4
|
8.4
|
9.3
|
9.6
|
10.0
|
10.2
|
|
32.8
|
46
|
51.4
|
55.2
|
59
|
61.1
|
41.8
|
22.4
|
2.4
|
г / кВт · год
|
433
|
419
|
416
|
427
|
427
|
435
|
516
|
741
|
4833
|
|
0.67
|
0.67
|
0.67
|
0.65
|
0.65
|
0.64
|
0.58
|
0.47
|
0.1
|
Таблиця 1.9
Показники трактора на шостій передачі,
|
35094
|
32934
|
31494
|
30415
|
28975
|
27475
|
20096
|
13078
|
6419
|
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
6082
|
|
29012
|
26852
|
25412
|
24333
|
22893
|
21393
|
14014
|
6996
|
337
|
|
2.3
|
2
|
1.9
|
1.7
|
1.5
|
1.3
|
0.9
|
0.35
|
0.01
|
|
4.1
|
6.2
|
7.2
|
8.2
|
9.3
|
10.3
|
10.6
|
10.8
|
11.1
|
|
4.0
|
6.1
|
7.1
|
8.1
|
9.2
|
10.2
|
10.5
|
10.8
|
11.1
|
|
32.2
|
45.5
|
50.1
|
54.7
|
58.5
|
60.6
|
40.9
|
21
|
1
|
г / кВт · год
|
441
|
424
|
427
|
431
|
431
|
438
|
528
|
790
|
11600
|
|
0.66
|
0.66
|
0.65
|
0.64
|
0.64
|
0.63
|
0.57
|
0.44
|
0.04
|
За даними таблиць 1.4, 1.5, 1.6, 1.7. 1.8 та 1.9 будуємо тягову характеристику трактора (рис. 6).
1.11 Аналіз тягової характеристики трактора
Визначивши з тягового характеристиці величину буксування при номінальній силі тяги, можна зробити висновок про те, що отримане теоретичне буксування не виходить за рамки допустимого і одно 0,65 отже, експлуатаційна маса визначена вірно.
Аналізуючи тягову характеристику, можна зробити висновок про те, що трактор доцільно завантажувати по передачам в наступних діапазонах:
Перша передача P KP = 31375 - 34340 Н;
Друга передача P KP = 28608 - 31375 Н;
Третя передача P KP = 26038 - 28608 Н;
Четверта передача P KP = 23666 - 26038 Н;
П'ята передача P KP = 21393 - 23666 Н;
Шоста передача P KP = 0 - 21393 Н;
Номінальною силі тяги на гаку за передачами основного низки відповідає такі значення питомої і годинної витрати палива:
Перша передача (P KP = 34340 Н): g KP = 410 г / кВт · год; G T = 6,6 кг / год;
Друга передача (P KP = 31375 Н): g KP = 418 г / кВт · год; G T = 6,6 кг / год;
Третя передача (P KP = 28608 Н): g KP = 418 г / кВт · год; G T = 6,6 кг / год;
Четверта передача (P KP = 26038 Н): g KP = 428 г / кВт · год; G T = 6,6 кг / год;
П'ята передача (P KP = 23666 Н): g KP = 435 г / кВт · год; G T = 6,6 кг / год;
Шоста передача (P KP = 21393 Н): g KP = 438 г / кВт · год G T = 6,6 кг / ч.
1.12 Розрахунок і побудова потенційної тягової характеристики трактора
Потенційна тягова характеристика трактора показує можливу, ідеальну залежність при автоматичному безступінчастому регулювання швидкості трактора, що забезпечує завантаження двигуна постійно на номінальну потужність при зміні тягового зусилля на гаку.
Розрахунок потенційної тягової характеристики виробляємо в такій послідовності:
- Номінальну потужність двигуна визначаємо за формулою (1.2);
- Потужність (кВт), що втрачається в трансмісії:
(1.23),
- Максимальне тягове зусилля на гаку по зчепленню рушіїв з грунтом:
(1.24),
- Поточне значення відносної величини тягового зусилля на гаку приймаємо із кроком
(1.25),
- Поточне значення тягового зусилля на гаку (Н)
(1.26),
- Коефіцієнт буксування знімаємо з кривою буксування (рис. 5);
- Поточне значення дотичній сили тяги (Н)
(1.27),
- Поточне значення теоретичної швидкості трактора (км / ч)
(1.28),
- Поточне значення дійсної швидкості визначаємо за формулою (1.19);
- Потужність (кВт), що підводиться до провідних колесам:
(1.29),
- Потужність (кВт), втрачається при буксуванні:
(1.30),
- Потужність (кВт), втрачається при коченні:
(1.31),
- Потужність на гаку визначаємо за формулою (1.20);
- Тяговий ККД трактора розраховуємо за формулою (1.22);
- Необхідна передавальне число трансмісії визначаємо за формулою:
(1.32),
За наведеним алгоритмом результати розрахунків заносимо в таблиці 1.9.
Таблиця 1.9
Параметри потенційної тягової характеристики трактора
|
0
|
0.1
|
0.2
|
0.3
|
0.4
|
0.5
|
0.6
|
0.7
|
0.8
|
0.83
|
0.841
|
|
0
|
6082
|
12164
|
18247
|
24329
|
30411
|
36493
|
42575
|
48658
|
50482
|
51151
|
|
6082
|
12164
|
18247
|
24329
|
30411
|
36493
|
42575
|
48658
|
54740
|
56564
|
57233
|
|
0
|
0.3
|
0.7
|
1.1
|
1.7
|
2.5
|
4
|
7
|
22
|
54
|
100
|
|
46.6
|
23.3
|
15.5
|
11.6
|
9.3
|
7.8
|
6.6
|
5.8
|
5.2
|
5.0
|
4.9
|
|
46.6
|
23.2
|
15.4
|
11.5
|
9.1
|
7.6
|
6.3
|
5.4
|
4.0
|
2.3
|
0
|
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
17.3
|
|
0
|
0.2
|
0.5
|
0.9
|
1.3
|
2
|
3.1
|
5.5
|
17.3
|
42.5
|
78.7
|
|
78.7
|
39.2
|
26
|
19.4
|
15.4
|
12.8
|
10.6
|
9.1
|
6.7
|
3.9
|
0
|
|
0
|
39.2
|
52
|
58.3
|
61.5
|
64.2
|
63.9
|
63.9
|
54.1
|
32.2
|
0
|
|
|
0
|
0.41
|
0.54
|
0.61
|
0.64
|
0.67
|
0.66
|
0.66
|
0.56
|
0.33
|
0
|
|
6.1
|
12.3
|
18.5
|
24.6
|
30.8
|
36.9
|
43.1
|
49.2
|
55.4
|
57.2
|
57.9
|
За даними табл. 1.9 будуємо потенційну тягову характеристику трактора (рис. 7).
1.13 Аналіз потенційної тягової характеристики трактора
Трактор з безступінчатим трансмісією має значну перевагу перед трактором із ступінчастою трансмісією. Справа в тому, що безступінчата трансмісія дозволяє змінювати передаточне число трансмісії в залежності від навантаження на гаку. Це дозволяє зробити номінальну завантаження двигуна сталою незалежно від навантаження на гаку, при цьому досягається отримання максимального крюковою потужності при мінімальному питомому Крюковом витраті палива.
Раціональний діапазон завантаження трактора тяговим зусиллям обмежується значенням тягового ККД в граничних точках. Аналізуючи потенційну тягову характеристику, можна зробити висновок, що раціональної буде навантаження на гаку:
, При якій .
При роботі трактора з безступінчатим трансмісією відбувається постійна регулювання передавального відношення трансмісії для виведення двигуна на номінальне навантаження, так як у реальних умовах навантаження на гаку коливається. У трактора з безступінчатим трансмісією Крюкова потужність в межах раціонального діапазону завантаження трактора Крюковим зусиллям коливається незначно і визначається за формулою (1.20), з якої видно, що при сталості крюковою потужності збільшення навантаження на гаку призводить до зниження швидкості руху трактора V T і V, і навпаки, зниження навантаження на гаку тягне за собою збільшення теоретичної та дійсної швидкостей руху трактора.
Тяговий ККД визначимо за виразом:
де - ККД трансмісії;
- ККД по зчепленню коліс з грунтом;
- ККД трактора з опору кочення шляху.
Аналізуючи вираз, можна помітити, що зниження кожного із співмножників окремо призведе до зниження тягового ККД.
Зі зменшенням Р KP тяговий ККД падає, внаслідок падіння до нуля і ; При збільшенні , Тяговий ККД падає, внаслідок падіння (Малюнок 7).
2. Тягові розрахунки АВТОМОБІЛЯ
Мета тягового розрахунку - визначення за вихідними даними необхідної маси автомобіля, потужності двигуна, передавальних чисел трансмісії і динамічного фактора, забезпечують отримання динамічних показників автомобіля, що задовольняють експлуатаційним якостям.
2.1 Визначення маси автомобіля
Власна маса автомобіля (кг) визначаємо як:
(2.1)
де - Номінальна вантажопідйомність, кг;
- Коефіцієнт вантажопідйомності (для вантажних автомобілів ).
Повна маса навантаженого автомобіля (кг) обчислюється за формулою:
(2.2)
де Г-коефіцієнт вантажопідйомності;
75 - маса водія, кг.
2.2 Визначення потужності двигуна
Необхідну потужність двигуна (кВт) визначаємо з умови можливості руху автомобіля із заданою максимальною швидкістю за заданою дорозі при повному використанні вантажопідйомності автомобіля:
(2.3)
де - Коефіцієнт сумарного опору горизонтальної ділянки шляху, відповідний руху на прямій передачі, ;
- Максимальна швидкість руху на прямій передачі, км / год;
- Коефіцієнт обтічності, (Для вантажних автомобілів );
- Площа лобовій поверхні, м (приймаємо по прототипу).
Площа лобовій поверхні вантажних автомобілів можемо визначити за формулою:
(2.4)
де В - ширина колії задніх коліс, м;
Н - габаритна висота, м;
- ККД трансмісії (для вантажних 4К2 ).
2.3 Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна
Зовнішня швидкісна характеристика представляє залежність ефективної потужності й крутного моменту від частоти обертання валу двигуна при повному газі.
Розрахунок поточної потужності по зовнішній швидкісній характеристиці проводиться за формулою (1.4), а крутного моменту - за формулою (1.5).
Таблиця 2.1
Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
|
0.3
|
0.4
|
0.5
|
0.6
|
0.7
|
0.9
|
1.0
|
1.1
|
|
0.09
|
0.16
|
0.25
|
0.36
|
0.49
|
0.81
|
1
|
1.21
|
|
0.027
|
0.064
|
0.125
|
0.216
|
0.343
|
0.729
|
1
|
1.331
|
|
0.36
|
0.49
|
0.63
|
0.75
|
0.84
|
0.97
|
1
|
0
|
|
27
|
37
|
47
|
56
|
63
|
73
|
75
|
0
|
|
1200
|
1600
|
2000
|
2400
|
2800
|
3600
|
4000
|
4400
|
|
215
|
221
|
224
|
223
|
215
|
194
|
179
|
0
|
Обмежувальну гілку карбюраторного двигуна будуємо з'єднанням прямими лініями номінальних значень потужності й крутного моменту з нульовими значеннями при максимальній частоті обертання.
2.4 Визначення радіуса провідних коліс
Радіус провідних коліс визначаємо за профілем шини, яку вибираємо відповідно до навантаження, що припадає на одне колесо при русі автомобіля з повним навантаженням. Навантаження на одне провідне колесо визначимо за формулою:
(2.5),
де - Коефіцієнт навантаження задніх коліс в статичному стані автомобіля ,
- Коефіцієнт збільшення навантаження на задню вісь при русі автомобіля ,
- Число шин на провідній осі.
За навантаженні на колеса вибираємо шину по ГОСТ 5513-75 і вибираємо радіус провідних коліс .
2.5 Визначення передавальних чисел трансмісії
Передаточне число головної передачі визначаємо з умови руху автомобіля на вищій (прямий) передачу з максимальною заданою швидкістю :
(2.6)
де - Передавальне число головної передачі.
Передаточне число на першій передачі визначається з умови подолання найбільш важкої дороги, реалізації максимального динамічного чинника ( ), А також з умови реалізації можливостей зчеплення провідних коліс.
Перша умова записуємо рівнянням
(2.7)
де - Сила опору повітря (Н) (на першій передачі нею можна знехтувати).
(2.8),
де - Передавальне число коробки передач на першій передачі;
- Передавальне число трансмісії на першій передачі;
- Номінальний крутний момент двигуна, Н · м,
Динамічний фактор по двигуну не повинен перевищувати динамічний фактор по зчепленню коліс з грунтом
(2.9)
де - Коефіцієнт зчеплення, ,
Прирівнюючи вирази (2.8) і (2.9), визначимо необхідне передавальне число трансмісії на першій передачі
(2.10)
Значення передавальних чисел трансмісії на проміжних передачах визначаємо з умови отримання найбільшої інтенсивності поетапного розгону при переході з передачі на передачу. При цьому потужність двигуна на всіх передачах повинна бути однаковою і по можливості найбільшою.
(2.11)
де z - число передач коробки,
q - знаменник геометричної прогресії.
Знаменник геометричної прогресії визначається за формулою
(2.12)
Передавальні числа трансмісії з передач визначаються за формулою:
і т.д. (2.13)
; ; .
2.6 Розрахунок динамічного фактора автомобіля
Поточне значення динамічного фактора за передачами порожнього автомобіля в залежності від крутного моменту двигуна розраховуємо за формулою:
(2.14),
При розрахунках крутний момент двигуна і частота обертання приймаємо за даними табл. 2.1.
Таблиця 2.2
Розрахунок динамічного фактора. Передача першу
|
1200
|
1600
|
2000
|
2400
|
2800
|
3600
|
4000
|
4400
|
|
215
|
221
|
224
|
223
|
215
|
194
|
179
|
0
|
|
4.37
|
4.49
|
4.55
|
4.53
|
4.37
|
3.94
|
3.64
|
0
|
|
1.8
|
2.4
|
3.0
|
3.6
|
4.2
|
5.4
|
6.0
|
6.6
|
|
3.24
|
5.76
|
9
|
12.96
|
17.64
|
29.16
|
36
|
43.56
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
4.37
|
4.49
|
4.55
|
4.53
|
4.37
|
3.94
|
3.64
|
0
|
Таблиця 2.3
Розрахунок динамічного фактора. Передача друга
|
1200
|
1600
|
2000
|
2400
|
2800
|
3600
|
4000
|
4400
|
|
215
|
221
|
224
|
223
|
215
|
194
|
179
|
0
|
|
1.82
|
1.87
|
1.90
|
1.89
|
1.82
|
1.64
|
1.52
|
0
|
|
4.3
|
5.7
|
7.2
|
8.6
|
10.0
|
12.9
|
14.3
|
15.8
|
|
18.49
|
32.49
|
51.84
|
73.96
|
100
|
166.4
|
204.5
|
249.6
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
1.82
|
1.87
|
1.90
|
1.89
|
1.82
|
1.64
|
1.52
|
0
|
Таблиця 2.4
Розрахунок динамічного фактора. Передача третім
|
1200
|
1600
|
2000
|
2400
|
2800
|
3600
|
4000
|
4400
|
|
215
|
221
|
224
|
223
|
215
|
194
|
179
|
0
|
|
0.76
|
0.78
|
0.79
|
0.79
|
0.76
|
0.68
|
0.63
|
0
|
|
10.3
|
13.8
|
17.2
|
20.7
|
24.1
|
31.0
|
34.4
|
37.9
|
|
106.1
|
190.4
|
295.8
|
428.5
|
580.8
|
961
|
|
1183.4
|
1436.4
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0.76
|
0.78
|
0.79
|
0.79
|
0.76
|
0.68
|
0.63
|
0
|
Таблиця 2.5
Розрахунок динамічного фактора. Передача четверта
|
1200
|
1600
|
2000
|
2400
|
2800
|
3600
|
4000
|
4400
|
|
215
|
221
|
224
|
223
|
215
|
194
|
179
|
0
|
|
0.31
|
0.32
|
0.33
|
0.32
|
0.31
|
0.28
|
0.26
|
0
|
|
25.0
|
33.3
|
41.6
|
50.0
|
58.3
|
74.9
|
83.3
|
91.6
|
|
625
|
1108.9
|
1730.6
|
2500
|
3398.9
|
5610
|
6938.9
|
8390.6
|
|
0.0137
|
0.0244
|
0.0381
|
0.055
|
0.0748
|
0.1234
|
0.1526
|
0.1846
|
|
0.30
|
0.29
|
0.29
|
0.26
|
0.23
|
0.16
|
0.11
|
0
|
2.7 Побудова динамічної характеристики автомобіля
За даними табл. 2.2 - 2.5 будуємо динамічну характеристику порожнього автомобіля (рис. 9). Після чого перетворюємо її на універсальну, що дозволяє знаходити динамічний фактор та виконувати інші експлуатаційні розрахунки для автомобіля і автопоїзда будь-якої маси.
Побудована характеристика доповнюється шкалою Г вантажопідйомності, на якій відкладаються значення коефіцієнта вантажопідйомності, що визначається за формулою
(2.15),
де m а - дійсна маса автомобіля, кг.
2.8 Аналіз динамічної характеристики автомобіля
Визначаємо відповідність результатів розрахунків проектного завдання:
а) D max на першій передачі повністю навантаженого автомобіля одно 1.44 D max за завданням одно 0.54;
б) максимальна швидкість руху повністю навантаженого автомобіля по грунтовій дорозі дорівнює 91.6 км / год, що більше 85 км / год (за завданням).
ЛІТЕРАТУРА
1. Методичні вказівки до курсової роботи з тракторів та автомобілів. - Омськ: ОмГАУ, 2006р.
2. Скотніков В.А, Мащерскій А.А та ін Основи теорії і розрахунку трактора і автомобіля. - М.: Агропромиздат, 1986.
3. Довідкові матеріали з тракторів та автомобілів. - Омськ: ОмСХІ, 1989.
|