Двигатель внутреннего сгорания. Расчёт тягача (стр. 2 из 3)

По зависимости:

Nδ = Nвк × δ% / 100%

вычисляются и откладываются вниз от линии Nвк значения потерь мощности на буксование Nδ.

По формуле:

находятся значения теоретической скорости UT.

Значения действительной скорости определяются следующим образом:

По формуле:

определяются величины потерь мощности на преодоление сопротивления качению. Эти значения откладываются вниз от линии, полученной при определении потерь мощности на буксование Nδ.

Разность Nесв- Nтрδ –Nδ- Nf определяет значения тяговой мощности NKP в данных точках для конкретных тяговых усилий.

Результаты вычислений в данном разделе занесены в табл.2

Таблица 2.

Ркр/R	δ	δ%	ркр	Nесв	Nтрδ	Nδ	UT	Ud	Nf	Nkp	ητ
0	0,000	0,00	0,0	371,73	67,51	0,000	54,760	54,760	304,222	0,000	0
0,05	0,002	0,03	12500			0,091	33,698	33,688	187,156	116,973
0,10	0,005	0,07	25000			0,213	24,338	24,321	135,117	168,890
0,15	0,007	0,10	37500			0,304	19,047	19,028	105,711	198,205
0,20	0,009	0,14	50000			0,426	15,646	15,624	86,800	216,994
0,25	0,012	0,18	62500			0,548	13,275	13,251	73,617	230,055
0,30	0,015	0,22	75000			0,669	11,528	11,503	63,906	239,645
0,35	0,019	0,28	87500			0,852	10,188	10,160	56,444	246,924
0,40	0,025	0,38	100000			1,156	9,127	9,092	50,511	252,553
0,45	0,038	0,57	112500			1,734	8,266	8,219	45,661	256,825
0,50	0,063	0,93	125000			2,829	7,553	7,483	41,572	259,819
0,55	0,110	1,64	137500			4,989	6,954	6,840	38,000	261,231
0,60	0,198	2,93	150000			8,914	6,442	6,253	34,739	260,567
0,65	0,352	5,22	162500			15,880	6,001	5,688	31,600	256,740
0,70	0,615	9,12	175000			27,745	5,616	5,104	28,356	248,119
0,75	1,046	15,51	187500			47,185	5,278	4,459	24,772	232,263
0,80	1,732	25,68	200000			78,124	4,978	3,700	20,556	205,540
0,85	2,792	41,39	212500			125,917	4,711	2,761	15,339	162,964
0,90	4,390	65,08	225000			197,986	4,470	1,561	8,672	97,562
0,95	6,745	100,00	237500			304,22	4,253	0,000	0,000	0,000	0

График потенциальной тяговой характеристики представлен в приложении 3

3. Определение скоростей тягача и передаточных чисел трансмиссии на различных передачах

Максимальная скорость Umax трактора (тягача) для гусеничных машин с полужесткой подвеской принимается равной 10÷12 км/ч; для гусеничных машин с эластичной подвеской равна 15÷20 км/ч; для колесных машин составляет 40÷60 км/ч.

Следует иметь в виду, что указанные значения максимальной скорости могут быть получены только при наличии в схеме трансмиссии транспортного, замедленного, рабочего диапазонов скоростей.

Определение максимальной и минимальной скоростей тягача в рабочем диапазоне производится на основании усилий на крюке, соответствующих данным скоростям.

За максимальное усилие на крюке Ркр.max принимается усилие, реализуемое тягачом при максимальном коэффициенте сцепления, то есть:

Ркр.max= φmax× mmax× g× λk- Pf

Установлено, что наивысшая производительность труда на землеройных работах (например, бульдозирование) достигается при:

φmax= (1.10 ÷ 1.15) × φ,

где φ - коэффициент сцепления, при котором тягач развивает номинальную силу тяги. Подставляя числовые значения, получаем:

Ркр.max= 0,66 × 25484,2 × 9,81 × 1 – 20000 =145000 Н.

При величине Ркр.max на потенциальной характеристике определяется минимальная скорость в рабочем диапазоне Up.min.

Максимальная скорость тягача (трактора) определяется по потенциальной тяговой характеристике при минимальном тяговом усилии на крюке, равном

,

где δТ - тяговый диапазон трактора (тягача);

,

где ε - коэффициент расширения тяговой зоны (принимается равным 1,15 ÷ 1,25). Для универсальных тракторов его величина устанавливается ближе к верхнему пределу, для специальных (которые чаще являются базовыми для строительных и дорожных машин) - ближе к нижнему пределу; Ркр.н - номинальная сила тяги, установленная классом тяги; Р'кр.н – номинальная сила тяги, установленная для предыдущей в классификации тягового класса (принимаем Р'кр.н = 0,8 × Ркр.н)..

Таким образом:

и

Н.

По потенциальной тяговой характеристике определяем значения максимальной и минимальной рабочих скоростей:

= 2,748 м/с;

= 1,802 м/с.

Диапазон основных скоростей тягача:

На основании заданного числа передач и вычисленного диапазона основных скоростей δUoc определяем знаменатель геометрической прогрессии

Максимальное iтp.max и минимальное iтp.min значения передаточных чисел трансмиссии определяем по формулам:

;

где rвк - радиус ведущих колес тягача, м.

Для гусеничного тягача радиус ведущей звездочки определяем по формуле:

м.

где z = 14 - число звеньев гусеницы, перематываемых за один оборот ведущего колеса;

L = 250 - шаг гусеницы (длина одного трака по осям пальцев), мм.

Передаточные числа узлов трансмиссии определяются конструктивно. Их произведение равно общему передаточному числу трансмиссии.

Следует учитывать, что iTp.max - есть передаточное отношение трансмиссии на первой передаче. Передаточные числа на всех остальных промежуточных передачах:

Передаточное число трансмиссии iтр - это произведение передаточных чисел узлов, входящих в трансмиссию: увеличителя крутящего момента (УКМ), коробки передач (КП), раздаточной коробки (РК), дополнительной (диапазонной) коробки (ДК), центральной (главной ) передачи (ЦП), бортовой передачи (БП) и конечной передачи (Кон.П), т.е.

откуда:

;

Для расчетов принимаем следующие значения передаточных чисел узлов трансмиссии:

iукм = 1,5

iрк = 3,6

iцп = 3,5

iдк = 1,5

iбп = 5,13

iкон.п= 4,8

Полученные значения iтp ; iKni заносим в таблицу 3. Используя значения передаточных чисел трансмиссии необходимо определить теоретическую скорость тягача, тяговые усилия и крутящий момент двигателя на различных передачах. Для вычисления используем формулы:

;

;

Результаты вычислений также заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Показателитягача	Номер передачи
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
iтр.	71,208	67,051	63,137	59,451	55,98	52,712	49,635	46,704
iкп	1,525	1,436	1,352	1,273	1,199	1,129	1,063	1,000
Uт (при nexx)	6,942	7,372	7,829	8,315	8,83	9,378	9,959	10,584
Uт (при nен)	6,488	6,89	7,317	7,771	8,253	8,764	9,308	9,892
Pкр(Мен)	161631,5	151028,1	141044,6	131642,7	122789,1	114453,4	106604,8	99128,7
Mе(Рк=Рf)	207,925	220,816	234,505	249,045	264,487	280,884	298,297	317,017

Построение тяговой характеристики тягача графическим способом

Тяговая характеристика машины представляет собой графическое выражение реальных выходных тяговых параметров, являющихся результатом совместной работы колесного или гусеничного движителя, трансмиссии и двигателя. Подобная характеристика справедлива для следующих условий движения машины:

- поверхность качения должна быть горизонтальна;

- движение машины равномерно;

- подача топлива максимальна;

отбор мощности через ВОМ должен отсутствовать.

Исходными данными для построения являются:

- зависимости регуляторной характеристики:

nе=f(Ме), Ne=f(Me), Ge=f(Me);

- передаточное число трансмиссии на различных передачах;

- кривая буксования, полученная в результате построения потенциальной тяговой характеристики;

- значение силы сопротивления качению Рf.

Порядок построения тяговой характеристики следующий.

I. В секторе I строим кривую буксования: