1.1.6 Расчёт энергонасыщенности трактора
Технический уровень трактора и его соответствие своему назначению по тягово-скоростным свойствам определяется по величине коэффициента энергонасыщенности
,
кВт/кН
,
кВт/кН
Для современных сельскохозяйственных тракторов значение Этр лежит в следующих пределах:
-для колёсных тракторов тяговой концепции – 1,5…1,7 кВт/кН;
-для колёсных тракторов тягово-энергетической концепции – 2,12…2,61 кВт/кН;
Если коэффициент энергонасыщенности выходит за пределы, необходимо уточнить его основные параметры эксплуатационный вес и номинальную эксплуатационную мощность трактора и повторить расчёты.
1.1.7 Расчёт передаточных чисел трансмиссии
Для расчёта
передаточных чисел передач рабочего
диапазона необходимо выбрать с учётом
индивидуального задания минимальную
и
максимальную
теоритические
скорости движения трактора при выполнении
им основных технологических операций.
Минимальные
теоретические скорости движения трактора
принимают равными теоретической скорости
на 1 передаче рабочего диапазона
Для колёсных
тракторов
м/с
Максимальную
теоретическую скорость движения трактора
принимают равную теоретической скорости
на высшей передаче рабочего диапазона
Для колёсных
тракторов
м/с
Передаточные числа в пределах рабочего диапазона разбивают по передачам по закону геометрической прогрессии.
Количество передач
выбираем
с учётом величины запаса крутящего
момента и проверяется по условию Кутькова
выражающему
возможность преодоления трактором
кратковременного повышения тягового
сопротивления за счёт запаса крутящего
момента двигателя без перехода на
пониженную передачу.
Значение коэффициента
приёмистости по крутящему моменту
двигателя
принимаем по согласованию с преподавателем
Знаменатель геометрической прогрессии определяют по формуле
Если условие не выполняется, следует изменить число передач z и заново определить знаменатель геометрической прогрессии.
Для определения передаточного числа низшей (первой) передачи рабочего диапазона необходимо выбрать следующие показатели.
Номинальную угловую
скорость двигателя
,
рад/с 2300,об/мин по индивидуальному
заданию или по прототипу
Динамический
радиус
Выбираем шины по нормальной нагрузке на колёса или по прототипу по согласованию с преподавателем
Ведущие колёса 15,5 – 38 статический радиус по ГОСТу 25614-84 0,84м
Диаметр обода d= 38 дюйм
Ширина профиля B=15,5 дюйм
Ведомые колёса 7,5 – 20 статический радиус по ГОСТу 2561-84 0,5м
Диаметр обода d= 20 дюйм 0,425
Ширина профиля B=7,5 дюйм
Ведущие колёса 15,5 – 38 статический радиус по ГОСТу 2561-84 0,85м
Диаметр обода d= 38 дюйм 0,837
Ширина профиля B=15,5 дюйм
Формулы для расчёта передаточных чисел трансмиссии ведущих мост МЭС передач рабочего диапазона:
На низшей
передаче(1-й)
На низшей
передаче(1-й)
На низшей передаче(1-й)
Остальные передачи
рассчитывают с учётом общей формулы
Таблица 1.2 – расчёт передаточных чисел по передачам
1.2 Расчет регуляторных характеристик дизеля для тракторов тяговой и тягово-энергетических концепций.
1.2.1 Расчет дизеля для трактора тяговой концепции
Регуляторная
характеристика дизеля показывает
зависимость эффективной мощности
,
крутящего момента
,
частоты вращения коленчатого вала
,
часового
и удельного эффективного
расходов топлива в зависимости от
скоростного и нагрузочного режимов
двигателя при работе на регуляторе. Для
анализа и построения тяговой характеристики
трактора удобно использовать регуляторную
характеристику построенную как
зависимость названных параметров от
частоты вращения коленчатого вала и
крутящего момента двигателя.
Характерными
режимами работы дизеля являются режимы
номинальной мощности Nен,
максимального крутящего момента
и угловой скорости холостого хода
Регуляторная характеристика дизеля являясь нелинейной имеет две ветви:
регуляторную –
при
и
корректурную – при
с
участком скоростной внешней характеристики
(от точки ее перегиба
влево), где
-
номинальный крутящий момент соответствует
номинальной эффективной мощности
двигателя:
Участок скоростной внешней характеристики и корректорный участок регуляторной характеристики дизеля аппроксимируем раздельно. Участок скоростной внешней характеристики аппроксимируем параболой 1 (рис. 1), а корректорный участок – параболой 2, развернутой на 90о относительно параболы 1 вокруг точки номинального режима работы двигателя. Участки парабол, составляющие характеристику дизеля, выделены на рисунке жирной линией.
Рис.1. Графическая схема аппроксимации регуляторной характеристики дизеля от угловой скорости: 1 – парабола, описывающая внешнюю скоростную характеристику дизеля; 2 – парабола, описывающая корректорный участок регуляторной характеристики.
Скоростную внешнюю характеристику дизеля описываем уравнением, отражающим функциональную зависимость крутящего момента от угловой скорости коленчатого вала двигателя по формуле:
,
полученной из известного выражения:
,
где
- относительная угловая скорость
коленчатого вала двигателя;
,
и
- постоянные коэффициенты, зависят от
коэффициентов приемистости по крутящему
моменту и угловой скорости .
Определим коэфиценты:
Крутящий момент двигателя на корректорном участке регуляторной характеристики определяем по выражению:
,
где
- относительный крутящий момент,
соответствующий коэффициенту загрузки
двигателя по крутящему моменту.
Корректорная ветвь регуляторной характеристики
Значение угловой скорости на корректорном участке определяем по выражению:
,
где
- относительный крутящий момент двигателя;
,
и
- постоянные коэффициенты, зависят от
коэффициентов приемистости по крутящему
моменту и угловой скорости.
Определим коэфиценты
,
и
,
,
.
Остальные показатели двигателя на участке внешней скоростной характеристики и корректорном участке определяются из следующих соотношений:
Эффективная мощность:
.
Удельный эффективный расход топлива:
где
-
удельный расход топлива на номинальном
режиме принимаем из теплового расчета
250 г/кВт*ч,
- относительная
угловая скорость коленчатого вала
двигателя.
Часовой расход топлива:
На регуляторной ветви принимаем, что крутящий момент двигателя Mк изменяется линейно от номинального значений до Mк=0, соответствующее угловой скорости холостого хода:
и часовой расход топлива GТ изменяются линейно от номинальных значений до:
,
где
- коэффициент, учитывающий долю расхода
топлива на холостом ходу от номинального
режима 0,25…0,3;
GТхх - часовой расход топлива на холостом ходу;
- относительная
угловая скорость коленчатого вала
двигателя при холостом ходе.
Для определения
относительной угловой скорости используем
степень неравномерности регулятора
Относительная угловая скорость коленчатого вала двигателя при холостом ходе:
.
Остальные значения х принимаем на регуляторном участке от 1 до с интервалом 0,01 и для каждого значения определяем соответствующее значение угловой скорости двигателя:
Промежуточные значения остальных параметров двигателя на регуляторной ветви определяются по следующим выражениям.
Крутящий момент:
Эффективная мощность:
.
Часовой расход топлива:
Удельный эффективный расход топлива:
Для примера проведем
расчет для точек участка скоростной
внешней характеристики (
),
корректорного участка (y=1,1)
и регуляторного участка (х=1,03).
Участок скоростной внешней характеристики.
|
|
|
|
230,00 |
208,27 |
250,00 |
160,00 |
Крутящий момент:
.
Угловая скорость двигателя:
Эффективная мощность двигателя:
Удельный эффективный расход топлива:
Часовой расход топлива:
Корректорный участок регуляторной характеристики.
Угловая скорость двигателя:
Крутящий момент двигателя:
Эффективная мощность двигателя:
Удельный эффективный расход топлива:
Часовой расход топлива:
Регуляторный участок регуляторной характеристики.
Угловая скорость двигателя:
Крутящий момент:
Эффективная мощность:
Часовой расход топлива:
Удельный
эффективный расход топлива:
Результаты расчета
регуляторной характеристики двигателя
заносим в таблице 2.
Таблица 2 – Корректорный и регуляторный участки регуляторной характеристики
Графики приведены в приложении.