98 Уравнение тягового баланса агрегата и его анализ. Тяговый баланс в графическом виде.

Для составления тягового баланса агрегата рассмотрим схему сил, действующих на него. Рис Гус тр на накл пл-ти: R cилы возд-ия раб маш под угл β от задн кол от Ркр=Rcosβ // плоск ;

G вес тр-ра под угл α; Rосн составл-ая реакция почвы от цетра ┴ пл-ти; Rв,Rн составл-ая реакция почвы, действ-ие на вед. и направляющие колёса;

По линии движ агр действ силы: Рд движущая сила агрегата (касательная сила)-от задн кол вверх; Rрrа=Ркр сила сопр-ия раб части агрегата; Рп сопр-ие дв-ию тр-ра-вниз по пл-ти; Рс сила сцепл-вверх по пл-ти от задн кол; Рк касат сила-вниз по пл-ти от задн кол; Рa ± сопр-ие подъёму (спуску) тр-ра; Рw ± сопр-ие воздуха-вне тр-ра; Рj ± силы инерции (при ускоренном, неустановившемся движении); Rв.м.=Ркр*tgβ=Rрrаtgβ составляющая (верт) сил сопр-ия р/части агр Рд-åР=0, т.к.V=0 и m=0; Рд=Rрчa+Рп±Рa±Рw.

Рд=[Rм+Rсц+Rдоп±Ra±Rw]+Pп± Рa±Рw Анализ тягового баланса агр

: тяговые св-ва тр-ра, кот-ые зависят в основном не только от параметров двигателя (Nt,M), но и от усл раб (движения): св-тв и состояния почвы (грунта) и др. Определим все силы и

N тяговую мощн; η_тяг тяговый КПД тр-ра; Vв раб скор. дв-ия агр. Рк=Мкр/rк Рк возникает в рез-те раб дв-я тр-ра, Мкр , приложенный к вед колесу Мкр=Мдв i η_м

; Мдв=10Nен/n_е; Рс=µ_нGсц, где µ_н ном-ый коэф. сц вед мех-ма с почвой. Gсц=(Gтрr’+Gм r’’) cosa; r’ и r’’ коэф показыв-ие какая часть веса тр-ра и СХМ приходится на вед колёса.

Рд опре силой Рк или Рс, смотря какая из них меньше, т.е. Рк≤Рс, то Рд=Рк, Рс≤Рк, то Рд=Рс Сопротивление передвижению трактора

Рн=f*Gтр, Н, f коэфф сопр-ия дв-ию тр-ра. Сопр-ие дв-ию тр-ра на подъём Рa=Gтр*sina Сопр-ие окр среды Рw=Fпст*fв где Fпст площадь попер сеч тр-ра fв удельное сопрот возд Сила тяги на крюке будет равна: Ркр=Рд-Рп-Рa-Рw вообще-то ± Рa, но бер -Рa.

99Уравновешенность и уравновешивание поршневых двс. Влияние на уравновешенность конструктивного фактора.

Силы, возникающие при работе автомобильных и тракторных двигателей, можно разделить на два вида: уравновешенные и неуравновешенные.

Различают внешнюю и внутреннюю неуравновешенности поршневых двигателей внутреннего сгорания. Внешняя неуравновешенность характеризуется наличием периодических сил инерции, а так же опрокидывающего момента, которые передаются на опоры двигателя и далее на раму трактора. Внутренняя неуравновешенность характеризуется возникновением под действием воспринимаемых двигателем нагрузок в поперечных сечениях блока цилиндров перерезывающих сил, а так же моментов упругих сил, которые называют внутренними изгибающими моментами и внутренними скручивающими моментами .

Уравновешенность - это такое состояние двигателя, при котором на установившемся режиме работы на его опоры передаются постоянные по значению и направлению силы и моменты. Для уравновешивания сил инерции и моментов этих сил в многоцилиндровых двигателях необходимо, чтобы равнодействующие в плоскостях, проходящих через ось вала, а так же сумма этих сил относительно выбранной оси равнялась нулю. При разработке конструкций двигателей стремятся к тому, чтобы уменьшить влияние свободных сил моментов. Для этих целей применяют следующие конструктивные мероприятия : выбор соответствующего числа и расположения цилиндров и схемы расположения кривошипов, установку простейших противовесов и сложных уравновешивающих механизмов. Обеспечение конструктивно предусмотренной уравновешенности двигателя достигается выполнением соответствующих требований при производстве деталей, их сборке и регулировке, а так же при ремонте и эксплуатации двигателей. При этом обращают внимание на : 1) Соблюдение допусков на масса и размеры всего 2) проведение статической и динамической балансировки коленчатого вала 3) достижение идентичности протекания рабочего процесса во всех цилиндрах.

Двигатель называется уравновешенным, если при установившемся режиме

работы силы и моменты, действующие на опоры, постоянны по величине и

направлению.

Полностью поршневой двигатель уравновешенным быть не может вследствие неравномерности крутящего момента, вызывающего периодическое изменение нагрузки на опоры. Поэтому решение вопроса уравновешения двигателя сводится к уравновешиванию лишь наиболее значительных сил и их моментов. Математически условия полной уравновешенности многоцилиндровых двигателей можно записать в следующем виде:1) результирующие силы инерции первого порядка и их моменты равны

нулю; Σ F jI = 0 и Σ T jI = 0 ; (3.48)

2) результирующие силы инерции второго порядка и их моменты равны

нулю; Σ F jII = 0 и Σ T jII = 0; (3.49)

3) результирующие центробежные силы инерции вращающихся масс и их

моменты равны нулю; Σ F R = 0 и Σ T R = 0. (3.50)

Практически уравновешивание сил инерции первого и второго порядка

достигается путем выбора определенного числа цилиндров, их расположением и выбором соответствующей схемы коленчатого вала, а также установкой противовесов. Так, например, в шести и восьми цилиндровых рядных двигателях полностью уравновешены силы F jI и F jII и моменты от них. Центробежные силы инерции вращающихся масс практически полностью уравновешиваются за счет установки противовесов на коленчатом валу. Расчет динамического уравновешивания многоцилиндрового двигателя заключается в определении значений и направления действующих неуравновешенных сил и моментов сил инерции, которые необходимо в дальнейшем уравновесить с помощью наи¬более простых конструктивных мероприятий.

центробежная сила инерции от неуравновешенных масс Jц =  тцRω2, где тц — эксцентрично вращающиеся массы, приведен­ные к радиусу кривошипа, кг; R — радиус кривошипа, м; ω — угло­вая скорость, 1 / сек.

Для уравновешивания центробежной силы инерции Jц закреп­ляют на продолжении щек кривошипа два равных противовеса (рис. 226) с массой

где r — расстояние от центра тяжести противовеса до оси вала.

Для прямолинейно-движущихся масс неуравновешенные силы инерции

где тп—масса поступательно-движущихся частей, кг;

а — ускорение, м/сек2.

Подставив значение ускорения а из формулы (172), получаем

где — mпRω2cos φ = Pи I —сила инерции первого порядка;

— mпRω2cos 2φ = Pи II — сила инерции второго порядка.

Силы инерции первого и второго порядков изменяются, как и ускорения, по закону косинусоиды, причем сила инерции первого порядка достигает наибольшей абсолютной величины два раза за один оборот коленчатого вала, а второго порядка — четыре раза. Силу инерции первого порядка, действующую по оси цилиндра, уравновешивают с помощью противовеса массой т, центр тяжести которого отстоит от оси вала на расстоянии r = mпR / 2m.Для уравновешивания сил второго порядка используют динамические проти­вовесы, вращающиеся с удвоенной угловой скоростью.