МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Факультет механізації сільського господарства

Кафедра "Трактори і автомобілі"

"ТРАКТОРИ ТА АВТОМОБІЛІ. ПРАКТИКУМ"

Навчальний посібник

"Рекомендовано Міністерством аграрної політики та продовольства України як навчальний посібник для підготовки фахівців ОКР "бакалавр" напряму 6.100102 " Процеси, машини та обладнання агропромислового комплексу" у вищих навчальних закладах ІІ-ІV рівнів акредитації Міністерства аграрної політики та продовольства України" – від 28. 09. 2011 р. № 18-1-13/1334

Дніпропетровськ 2011

Практикум з дисципліни "Трактори та автомобілі" / Дніпропетровський державний аграрний університет. – Дніпропетровськ: 2011, 156 с., табл. 47 , Бібліогр. список 33 найменування /. – Дніпропетровськ, ТОВ "ЕНЕМ", 2011.

Дана методика проведення лабораторних робіт з випробувань тракторів, автомобілів та визначення їх головних параметрів.

Практикум призначений для студентів факультету механізації сільського господарства.

Укладачі: к.т.н., професор Охмат П.К., к.т.н., доцент Улексін В.О., к.т.н., доцент Мельниченко В.І.

Рецензенти: Дирда В.І., докт. техн. наук, професор, зав. кафедри «Надійності та ремонту машин» ДДАУ;

Заренбін В.Г., докт. техн. наук, професор, зав. кафедри «Експлуатації та ремонту машин» Придніпровської державної академії будівництва та архітектури

Зміст

Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Основні прийняті позначення . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Лабораторна робота № 1. Визначення необхідної потужності двигуна

та маси проектованої машини . . . . . 11

Лабораторна робота №2. Побудова за експериментальними або аналітичними даними зовнішньої швидкісної та

регуляторної характеристик ДВЗ . . . . . . . . . 18

Лабораторна робота №3.Визначення основних параметрів трансмісії машини . . . . . . . . . . . . . . . 22

Лабораторна робота №4. Тяговий розрахунок трактора . . . . . . 30

Лабораторна робота №5. Тяговий розрахунок автомобіля . . . . . 39

Лабораторна робота №6 .Тягові випробування тракторів, побудова

та аналіз експериментальної тягової характеристики . . 48

Лабораторна робота № 7. Дорожні випробування автомобіля . . . 59

Лабораторна робота № 8. Визначення основних параметрів трактора 69

Література . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Додаток 1. Скорочений перелік міжнародної системи одиниць 79

Додаток 2. Основні приставки для утворення кратних та

часткових одиниць . . . . . . . . . . . 80

Додаток 3. Зв'язок між різними одиницями вимірювання.

Зв'язок між одиницями кутової швидкості . . . 80

Додаток 4. Зв'язок між одиницями сили . . . . . . . . 81

Додаток 5. Зв'язок між одиницями тиску . . . . . . . 81

Додаток 6. Коефіцієнти опору перекочування рушіїв сільськогосподарських тракторів і автомобілів

для різних ґрунтових фонів . . . . . . . . . 81

Додаток 7. Вихідні дані для тягового розрахунку трактора . 82

Додаток 8. Вихідні дані для тягового розрахунку автомобіля . 90

Додаток 9. Принципові кінематичні схеми трансмісій

тракторів . . . . . . . . . . . . . . . 98

Додаток 10. Принципові кінематичні схеми трансмісій

автомобілів . . . . . . . . . . . . . 114

Додаток 11. Дані про вантажні автомобілі, необхідні для

визначення показників експлуатаційних

властивостей . . . . . . . . . . . . . 120

Додаток 12. Дані для визначення показників експлуатаційних властивостей тракторів . . . . . . . . . 122

Додаток 13. Довідкові дані по тракторним шинам . . . . 124

Додаток 14. Довідкові дані по автомобільним шинам . . . 125

Додаток 15. Параметри обтічності автомобіля . . . . . . 126

Додаток 16. Робочий протокол проведення тягових

випробувань трактора Т-25А . . . . . . . 127

Додаток 17. Результати випробовувань дослідного автомобіля

при розгонах . . . . . . . . . . . . . 128

Додаток 18. Результати випробовувань дослідного автомобіля

при сповільненнях . . . . . . . . . 129

Додаток 19. Результати випробовувань дослідного автомобіля

при розгонах . . . . . . . . . . . . . 130

Додаток 20. Компютерна програма для розрахунку

характеристик трактора або автомобіля . . . 131

Додаток 21. Розрахунок автомобільного (тракторного) двигуна (приклад) . . . . . . . . . . . . 141

Вступ

Мета вивчення дисципліни «Енергетичні засоби АПК» - отримання майбутніми фахівцями знань з теорії, основ розрахунку та аналізу роботи тракторів і автомобілів для їх ефективного використання в агропромисловому виробництві.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

ЗНАТИ: Основи теорії і методи обґрунтування основних конструкційних параметрів та експлуатаційних якостей тракторів і автомобілів залежно від умов їх використання;

УМІТИ: виконувати розрахунки тракторів і автомобілів для забезпечення їх роботи з високою продуктивністю та економічністю.

Самостійно вивчати конструкцію нових тракторів і автомобілів.

Засвоєння навчального матеріалу базується на знаннях навчальних дисциплін природничо-математичного циклу, технологій виробництва продукції. Навчальна дисципліна є основною для вивчення машиновикористання, технічного сервісу і ремонту машин.

Рекомендації для виконання лабораторних робіт

Лабораторні роботи виконуються кожним студентом самостійно під керівництвом викладача.

Перед виконанням кожного завдання необхідно засвоїти матеріал до вивчаємої теми із лекцій і підручників, по дійсному курсу і по попереднім дисциплінам (додатки 1…5).

В процесі виконання завдання слід користуватися схемами, плакатами і планшетами, діючими установками та іншим обладнанням, яке знаходиться в лабораторії.

Обсяг і послідовність виконання роботи вказані у методичних рекомендаціях.

Звіт по лабораторній роботі повинен бути в обсязі питань, передбачених в методичних рекомендаціях.

Результати виконання звіту по лабораторній роботі студент пред'являє викладачу для перевірки і оцінки.

При задовільному виконанні звіту по окремій темі і правильних відповідях студента на контрольні запитання, які ставить викладач, студенту зараховується виконана робота.

Правила особистої безпеки студента при виконанні лабораторних робіт

1. Перед виконанням лабораторних робіт студенти повинні добре вивчити методику їхнього проведення.

2. Перед виконанням лабораторних робіт студенти зобов'язані ознайомитися з правилами техніки безпеки та пройти первинний інструктаж на робочому місці.

3. До виконання лабораторних робіт не допускаються студенти у верхньому одязі; особисті речі (портфелі, валізи, креслення) повинні бути прибрані в шухляди столів.

4. При виконанні роботи необхідно бути уважними при роботі з приладами та обладнанням.

Перелік тем лабораторних робіт по розділу "Основи теорії та розрахунку трактора і автомобіля"

Тема 1. Визначення необхідної потужності двигуна та маси проектованої машини	2 години
Тема 2. Побудова за експериментальними або аналітичними даними зовнішньої швидкісної та регуляторної характеристик ДВЗ	2 години
Тема 3. Визначення основних параметрів трансмісії машини	2 години
Тема 4. Тяговий розрахунок трактора	6 годин
Тема 5. Тяговий розрахунок автомобіля	6 годин
Тема 6. Тягові випробовування тракторів, побудова та аналіз експериментальної тягової характеристики	4 години
Тема 7. Дорожні випробовування автомобіля	4 години
Тема 8. Визначення основних параметрів трактора	4 години

ОСНОВНІ ПРИЙНЯТІ ПОЗНАЧЕННЯ

Загальні дані по автомобілю і трактору

В – поперечна база автомобіля або трактора,

В_а – габаритна ширина автомобіля,

F_в – лобова площа автомобіля (площа парусності),

G_о – вага автомобіля в спорядженому стані (власна вага),

G_а – повна вага автомобіля,

G – вага автомобіля під навантаженням, що відрізняється від номінальної; експлуатаційна вага трактора,

G₁ – вага автомобіля, що діє на передню вісь,

G₂ – вага автомобіля, що діє на задню вісь,

G_пр – вага причепа,

Н_а – габаритна висота автомобіля,

J – момент інерції,

L – повздовжня (продольна) база автомобіля або колісного трактора; довжина опорної поверхні гусениць,

R_в – радіус повороту внутрішнього колеса автомобіля,

R_н – радіус повороту зовнішнього колеса автомобіля,

а – відстань від передньої осі автомобіля або трактора до центру ваги,

b – відстань від задньої осі автомобіля або трактора до центру ваги,

b_г – ширина гусениці,

с_к – координата задньої кромки опорної поверхні гусениці,

с_п – координата передньої кромки опорної поверхні гусениці,

h – дорожній просвіт автомобіля або трактора,

h_ц – висота центру ваги автомобіля або трактора,

h_в – висота центру парусності автомобіля,

h_г – висота розташування точки приєднання плуга, машини або знаряддя з тягово-зчіпним пристроєм,

і_гл – передаточне число головної передачі автомобіля або трактора,

і_кп – передаточне число коробки передач автомобіля або трактора,

і_кін.п – передаточне число кінцевої передачі автомобіля або трактора,

і_тр – передаточне число трансмісії трактора або автомобіля,

r_с – статичний радіус колеса автомобіля або трактора,

r_д – динамічний радіус колеса автомобіля або трактора,

Р_пит – питомий тиск коліс автомобіля або трактора на дорогу (поле),

α_п – передній кут прохідності автомобіля,

β_п – задній кут прохідності автомобіля,

ρ_z – радіус інерції автомобіля щодо вертикальної осі z, яка проходить через центр ваги,

ρ_у – радіус інерції автомобіля щодо поперечної осі у, яка проходить через центр ваги,

ρ_п – радіус повздовжньої прохідності автомобіля,

ρ_поп – радіус поперечної прохідності автомобіля,

х_д – координата центру тиску гусеничного трактора (величина зміщення центру тиску відносно середини опорної поверхні гусениці).

Швидкості та прискорення

V_т – теоретична швидкість руху автомобіля або трактора,

V_д – дійсна швидкість руху автомобіля або трактора,

V_к – швидкість коливання автомобіля,

n – число коливань автомобіля,

n_д – число обертів колінчастого валу двигуна,

n_N – число обертів колінчастого валу двигуна за хвилину при максимальній потужності,

n_M – число обертів колінчастого вала двигуна за хвилину при максимальному крутному моменту,

n_ном – номінальне число обертів колінчастого вала двигуна,

n_н – число обертів кулачкового вала паливного насосу високого тиску,

n_{max х.х.} – максимальна кількість обертів вала двигуна холостого ходу,

n_{min х.х.} – мінімальна кількість обертів вала двигуна холостого ходу,

n_{min ст.} – мінімально-стійка кількість обертів вала двигуна під навантаженням,

n_{Ме max} – кількість обертів вала двигуна, яка відповідає режиму максимального крутного момента,

n_к – число обертів ведучих коліс,

j – прискорення автомобіля або трактора,

j_з – уповільнення (негативне прискорення) автомобіля або трактора,

j_о – прискорення коливань автомобіля,

j′ – швидкість наростання прискорення коливань автомобіля,

θ – кутова швидкість повороту керованих коліс,

α_а – кутова швидкість повороту автомобіля,

ε_м – кутове прискорення маховика,

ε_м – кутове прискорення ведучих коліс,

ω – кутова частота коливань автомобіля.

Сили, моменти та потужності

Р_т – сила тяги на ведучих колесах автомобіля або трактора,

Р_зч – сила зчеплення ведучих коліс автомобіля з дорогою,

Р_к – сила опору коченню автомобіля або трактора (дотична сила тяги на окружності ведучого колеса),

Р_і – сила опору підйому,

Р_w – сила опору повітря,

Р_Ψ – сила опору дороги (приведена сила сумарного опору дороги),

P_ін" – сила інерції поступально-рухомих мас автомобіля,

Р_ін – приведена сила інерції автомобіля або трактора,

Р_гал. – гальмівна сила автомобіля,

Р_г – сила тяги на гаку автомобіля або трактора,

Р′_у – поперечна складова відцентрової сили інерції автомобіля або трактора,

X – дотична реакція грунту,

Υ – поперечна реакція грунту,

Z – нормальна реакція грунту,

М_е – поточне значення крутного моменту двигуна,

М_н – номінальний крутний момент двигуна,

М_ст – стабілізуючий момент автомобіля,

М_г – гальмівний момент автомобіля,

М_пов – повертаючий момент гусеничного трактора,

М_рез – результуючий момент всіх сил опору повороту гусеничного трактора,

М_{со тр} – момент поперечних реакцій грунту, що виникають при повороті гусеничного трактора,

М_к – момент опору кочення рушія автомобіля або трактора при стійкому русі (крутний момент на окружності ведучих коліс при стійкому русі),

М_к′ – момент опору кочення рушія автомобіля або трактора при змінному русі (крутний момент на окружності ведучих коліс при змінному русі),

М_х.х – момент опору трансмісії автомобіля при роботі на холостому ходу,

N_е – ефективна потужність двигуна,

N_н – номінальна потужність двигуна,

N_тр – потужність втрат в трансмісії,

N_т – потужність (тягова), що підводиться до ведучих коліс,

N_г – корисна потужність на гаку (потужність на гаку).

Вимірювання та показники експлуатаційних властивостей автомобіля

або трактора

D – динамічний фактор автомобіля за умовами тяги,

D_зч – динамічний фактор автомобіля або трактора за умовами зчеплення,

S – шлях руху автомобіля або трактора,

S_г – гальмівний шлях автомобіля,

S_зуп – зупинний шлях автомобіля,

V_max – максимальна швидкість автомобіля на вищій передачі,

V_т – критична швидкість за умовами тяги,

V_з – критична швидкість за умовами заносу,

V_пер – критична швидкість за умовами перекидання,

V_ув – критична швидкість за умовами уводу,

V_ек – економічна швидкість руху автомобіля,

g_e – питома ефективна витрата палива двигуна,

g_п – витрата палива на одиницю пробігу автомобіля,

g_г – питома гакова (тягова) витрата палива трактора,

G_п – годинна витрата палива двигуна,

Q_s – витрата палива на 100 км,

t – час руху автомобіля або трактора,

t_г – час повного гальмування автомобіля,

t_пер – час переключення передач в коробці автомобіля,

α_бук – критичний кут підйому за умовами буксування ведучих коліс автомобіля,

β_з – критичний кут схилу за умовами поперечного ковзання (заносу) автомобіля,

β_пер – критичний кут схилу за умовами перекидання.

Коефіцієнти та кути

f – коефіцієнт опору коченню,

k_в – коефіцієнт обтічності автомобіля,

k_ув – коефіцієнт опору увода шини автомобіля або трактора,

k_е – коефіцієнт ефективності гальмування автомобіля,

m_p1, m_p2 – коефіцієнти зміни реакції (перерозподілу навантаження) автомобіля,

W_в – фактор обтічності автомобіля,

α – кут нахилу лінії поверхні дороги (поля) до лінії горизонту,

α_а – курсовий кут автомобіля,

β_ш – кут поперечного нахилу шкворня,

γ_ш – кут повздовжнього нахилу шкворня,

δ – коефіцієнт буксування,

δ_об – коефіцієнт обліку обертових мас автомобіля або трактора при русі з включеною передачею,

δ_н – коефіцієнт обліку обертових мас автомобіля при русі з включеною передачею накатом,

δ_ув – кут увода коліс,

η_тр – коефіцієнт корисної дії (ККД) трансмісії трактора або автомобіля,

η_к – ККД враховуючий втрати на кочення трактора,

η_δ – ККД враховуючий втрати від буксування рушіїв трактора,

η_т – тяговий ККД трактора,

θ – середній кут повороту керованих коліс автомобіля або трактора,

χ – коефіцієнт навантаження тракторного двигуна,

χ_п – коефіцієнт пристосовності тракторного двигуна,

μ_пов – коефіцієнт опору повороту гусеничного трактора,

ρ_к – втрати від опору коченню трактора,

φ_χ – коефіцієнт зчеплення шин автомобіля або рушіїв трактора з опорною поверхнею,

ψ – коефіцієнт опору дороги (сумарний приведений коефіцієнт опору дороги).