Тягова характеристика машини

Тягову характеристику машини будують в залежності від тягового наванта­же­ння, для кожного типу і стану ґрунту.

В довідковій літературі наводять типові тягові характеристики машин, побу­до­вані при детермінованому навантаженні, або навантаженнях характерних для типу машини і умов її використання. Для іншого характеру навантаження необхідно вно­сити відповідні по­правки.

В випадку стохастичних (ймовірнісних) навантажень тягові характеристики ма­ши­ни бу­дуть складатись не з однієї, а з цілого сімейства кривих в залежності від зна­чень кое­фі­цієнта варіації навантаження за кожним параметром.

В якості основного параметра на тяговій характеристиці наносять тягову по­туж­ність, за максимумом якої визначають номінальну силу тяги.

Сила тяги, частіше всього, при роботі на щільних ґрунтах, коли рушійна сила визна­чається за двигуном, відповідає рушійній силі, а на ґрунтах з низькою несучою здат­ніс­тю визначається силою зчеплення.

Крім потужності на тяговій характеристиці можуть бути нанесені також зна­че­ння годинної витрати палива, питомі витрати палива, коефіцієнт буксування, швид­кості ру­ху, тяговий к. к. д. і інші параметри.

Тягова характеристика може бути побудована як за експериментальними да­ни­ми так і теоретично, виходячи з даних технічної характеристики машини. Ти­пова тя­гова ха­рак­те­ристика будується для горизонтальної ділянки для заданих ґрунтових умов, використовуючи швидкісну характеристику двигуна і характеристику тран­с­місії.

Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна.

Для побудови тягово-енергетичної характеристики машини вибирається си­стема координат, в лівому квад­ранті якої будується зовнішня характеристика основ­них параметрів двигуна в функції крутного моменту. Найбільш часто вико­ристо­ву­ються наступні залежності параметрів дви­гуна

; ; ; .

Для розрахунку біжучих значень потужності та витрати палива і побудови характеристик двигуна викорис­товуються його дані за технічною характеристикою на номінальному режимі і наступні і за­леж­ності:

- для дизелів на корректорній вітці характеристики:

потужність двигуна

, кВт;

питома витрата палива

, г/кВтгод.;

• для дизелів на регуляторній вітці характеристики:

потужність двигуна

, кВт;

годинна витрата палива

, кг/год;

- для карбюраторних двигунів:

потужність двигуна

, кВт;

питома витрата палива

, г/кВтгод.;

де N_н; n_н - відповідно потужність і частота обертання вала двигуна на номіналь­но­му ре­­жимі; g_ен - питома ефективна витрата палива на номінальному режимі; N_max - максимальна потужність двигуна n_N - частота обертання, що відповідає макси­маль­ній по­тужності; g_еN - питома витрата палива на режимі максимальної потужності; n_x - роз­рахункові (біжучі) частоти обертання двигуна; a, b, c, a₁, b₁, c₁ - коефіцієнти апроксимації; G_тн, G_{т х.х.} - годинні витрати палива на номіналі і холостому ходу.

Значення коефіцієнтів апроксимації вибирають в залежності від типу двигуна за таблицею 1.

Таблиця 1.

Значення коефіцієнтів апроксимації дослідних характеристик двигунів

Тип двигуна	a	b	c	a1	b1	c1
Дизелі: - з нерозділеною камерою згоряння - з вихровою камерою - з передкамерою (форкамерою) Карбюраторні двигуни	0,87 0,7 0,6 1,0	1,13 1,3 1,4 1,0	1,0 1,0 1,0 1,0	1,55 1,35 1,2 1,2	1,55 1,35 1,2 1,0	1,0 1,0 1,0 0,8

Годинна витрата палива визначається за формулою:

G_тх = g_exN_ex10^-3, кг

Крутний момент двигуна:

, Нм.

Годинну витрату палива на режимі максимального холостого ходу знаходять або за технічною характеристикою на двигун або за графіками залежності годинної витрати па­ли­ва двигуна на максимальному хо­ло­с­тому ході від номінальної потужності двигуна.

Рис. 1. Залежність годинної витрати палива на максимальному холостому ходу від номінальної потужності двигуна.

Розрахунки проводяться для швидкісних режимів роботи карбюраторних дви­гунів від частоти обертання максимального холостого ходу n_{max x.x.} до номінальної частоти n_н через кожні 20...50 об/хв. і від n_н через кожні 100...300 об/хв. до числа обертів на 200...300 менше частоти обертання, що відповідає максимальному крут­ному моменту n_м.

Регуляторну характеристику двигунів будують враховуючи нахил регуляторної вітки. Згідно технічних умов на двигуни нахил регуляторної вітки знаходиться в межах 6...10%; тому частота обертання, що відповідає максимальному холостому ходу n_{max x.x.} визначається з умови

n_{max x.x.} = 1,1 n_н, хв^-1.

Для режиму роботи двигуна що відповідає роботі двигуна на максимальному холостому ходу N_е = 0; М_е = 0.

Для дизельних двигунів за даними залежностями проводяться розрахунки на корректорній вітці характеристики в інтервалі частот обертання від n_н через кожні 100...300 об/хв. до частот на 200...300 об/хв. менше від n_м - частоти обертання, що відповідає максимальному крутному моменту.

По регуляторній характеристиці для частот обертання від номіналь­ної n_н до максимальної холостого ходу n_{max x.x.} через кожні 10...20 хв^-1 визначають аналогічно всі параметри, які заносять в таблицю 2.

Технічні характеристики дизельних двигунів наведено в додатку1 .

Таблиця 2

Результати розрахунку швидкісної характеристики

n, об/хв.	Ме, Нм	Nе, кВт	Gт, кг/год
nx.x.
nн
nм

В розрахунках запас крутного моменту для двигунів без турбонаддуву приймати в межах 15 – 20 %, а для двигунів з турбонаддувом запас крутного моменту приймати в межах 12- 15 % .