Рекомендуемая литература

Основная литература.

1. Основы теории и расчета автотракторных двигателей / Баширов Р.М. – Уфа: БашГАУ, 2010. – 304 с.

2. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. – М.: Высшая школа, 2008. – 496 с.

Дополнительная литература.

3. Кутьков Г.М. Теория трактора и автомобиля. – М.: КолосС, 2004.

4. Конструирование двигателей внутреннего сгорания: Учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» направления подготовки «Энергомашиностроение» /Н.Д. Чайнов, Н.А.Иващенко, А.Н.Краснокутский, Л.Л.Мягков; под. Ред. Н.Д.Чайнова. М.: Машиностроение, 2008. 496 с., ил.

1. Студент получает задание от преподавателя на курсовой проект.

Задание №______ на курсовое проектирование по тракторам и автомобилям на тему: «Тепловой и динамический расчет двигателя», «Тяговый расчет трактора» и «Динамический расчет автомобиля» Студента(ки) ____ группы ______________ специальности. Технического факультета. Оренбургского ГАУ. Данные для расчета параметров двигателя и тягового расчета трактора Данные для расчета параметров двигателя и динамического расчета автомобиля Тип трактора Тип автомобиля Тип движителя Вместимость Ркрн= кН fo= . Vдн= м/с Vmax= м/с m= . Kдор max= . Vдтр= м/с m= . = .

Параметры задания определяются по номеру варианта совпадающего с порядковым номером студента по зачетной книжке.

На основание полученного задания приступает к выполнению курсового проекта по следующему порядку.

1. Определение эксплуатационной массы проектируемого трактора.

Различают конструктивную (сухую) массу трактора m_к и эксплуатационную (полную) массу m_э. Эксплуатационная масса включает в себя конструктивную массу m_к , массу топлива, смазочных материалов и воды m_гсм , возимого инструмента m_и , водителя m_вод , а кроме того и массу балласта m_бал , если таковой применяется

m_э = m_к + m_гсм + m_и + m_вод + m_бал ; к2.

Конструктивна масса должна обеспечить прочность и долговечность конструкции трактора, эксплуатационная – необходимые тягово-сцепные качества.

Эксплуатационную массу трактора можно определить, приравнивая касательную силу тяги к величине сопротивления движению

Р_к = _кр^н + к f g m_э ; Н,

Где = 1,3...1,4 – коэффициент возможной перегрузки при работе трактора в составе пахотного агрегата;

К – коэффициент, зависящий от типа ходового аппарата;

К = 1 – колесный движитель;

К = 0,5 – гусеничный движитель;

f- коэффициент сопротивления качению;

g- ускорение свободного падения, м/с².

Возможное значение касательной силы тяги при допустимом буксовании определяется

Р_к =_допк g m_э ; Н,

_доп- коэффициент сцепления при допустимом буксовании;

_к- коэффициент нагрузки ведущих колес;

_к= 0,75...0,85 – колесные тракторы 4 2 ;

_к= 1- колесные тракторы 4 4 и гусеничные.

Отсюда m_э =, к²

Значения коэффициентов, характеризующих тягово-сцепные качества тракторов, приведены в таблице 1

Таблица 1

Агротехнический фон	Колесные тракторы			Гусеничные тракторы
	f	доп	max	f	доп	max
Грунтовая сухая дорога	0,03 0,05	0,65 0,80	0,70 0,90	0,05 0,08	0,75 0,85	0,90 1,10
Целина, плотная залежь	0,05 0,07	0,65 0,80	0,70 0,90	0,06 0,08	0,85 0,95	1,00 1,20
Стерня колосовых	0,06 0.08	0,55 0,65	0,60 0,80	0,06 0,12	0,75 0,85	0,80 1,00
Поле, подготовленное под посев	0,16 0,18	0,35 0,55	0,40 0,60	0,09 0,16	0,55 0,65	0,60 0,70

Можно считать, что конструктивная масса трактора пропорциональна номинальной мощности двигателя

m_k=

В ближайшем будущем следует ожидать, что удельная мощность может быть повышена до следующих пределов:

Колесные тракторы К_N = 25... 30 кВт/т;

Гусеничные тракторы К_N = 15... 20 кВт/т;

При выполнении курсового проекта допустимо выбрать значение конструктивной массы, ориентируясь на показатели современных тракторов того же тягового класса. С достаточно для учебных расчетов точностью можно принять, что за счет водителя, инструмента, горюче-смазочных материалов масса трактора возрастает на 7...10%. Недостаток эксплуатационной массы восполняется применением балласта, навешиваемого на ведущие колеса.

2. Определение номинальной мощности двигателя.

Номинальная мощность двигателя определяется из условия равномерного движения трактора на горизонтальном поле с номинальной силой тяги на крюке и действительной скоростью движения в определенных почвенных условиях при допустимом буксовании

N_eH=, кВт,

Где _тр- механический КПД трансмиссии, учитывающий потери холостого хода;

_тр= _хц^пц_к^пк ;

_х= 0,96 – механический КПД трансмиссии, учитывающий потери холостого хода;

_ц, _к- механический КПД цилиндрической и конической пар шестерен

_ц=0,985; _к=0,975;

n_ц,n_к – число цилиндрических и конических пар шестерен, работающих на одной передаче.

До выполнения расчетов необходимо выбрать схему трансмиссии, ориентируясь на трактор-прототип.

3. Тепловой расчет двигателя

Тепловой расчет двигателя позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемого двигателя, а также проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя.

3.1 Исходные данные:

Назначение двигателя – тракторный, автомобильный и т.п.

Номинальная эффективная мощность "N_е" кВт берется из пункта 2.

Частота вращения коленчатого вала "n" об/мин. Принимается по прототипу.

Тип двигателя – карбюраторный, дизельный, ротопоршневой, газовый и др.

Состав топлива и его теплота сгорания. Принимается по данным таблиц 2 и 3.

Для жидкого и твердого топлива сумма составляющих равна 1 кг., а для газообразных – 1 м³ или моль (иногда состав дается в %).

Таблица 2. Средний элементный состав бензинов, дизтоплив и их теплота сгорания

Жидкое топливо	Содержание, кг.
	с	н	о	Низшая теплота сгорания, МДж/кг
Бензин	0,855	0,145	-	44,0
Дизельное топливо	0,870	0,126	0,004	42,5

Таблица 3. Средний состав газообразного топлива и его теплота сгорания

Газообразное топливо	Содержание, м3 кмоль
	Метан СН4	Этан С2Н6	Пропан С2Н8	Другие горючие компон.	Низшая теплота сгорания МДж/м3
Природный газ	90,0	2,96	0,17	1,2	35,0
Пропан	-	-	-	-	85,5
Бутан	-	-	-	-	112,0

Примечание: для природного газа общая сумма не равна 100 %. Остальное составляют негорючие компоненты (азот и углекислый газ).

3.2 Степень сжатия "" зависит прежде всего от способа смесеобразования и рода топлива, а также от быстроходности двигателя, наличия наддува и др. Для современных карбюраторных двигателей степень сжатия находится в пределах 6...9 причем для двигателей легковых автомобилей ближе к верхнему пределу, а грузовых – нижнему. Для двигателей с воспламенением от сжатия

=14...18, в том числе двигатели с разделенными камерами имеют более высокую степень сжатия, а с наддувом более низкую.

3.3 Коэффициент избытка воздуха "".

Для различных двигателей коэффициент избытка воздуха принимается:

Карбюраторные 0,85...0,98,

Дизели 1,30...1,60

Дизели с наддувом 1,30...2,2.

3.4 Параметры окружающей среды.

Давление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува

Р_о = 0,1 Мпа и Т_о = 293 К.

При расчете рабочего цикла двигателя наддувом за исходные принимаются давление "Р_к" и температура "Т_к" на выходе из компрессора, а при наличии промежуточного холодильника – за холодильником.

В зависимости от степени наддува принимаются следующие значения давления "Р_к" Мпа надувочного воздуха:

При низком наддуве ..............................до 1,5 Р_о

при среденем надуве .............................(1.5...2,2) Р_о

_{ПРИ ВЫСОКОМ НАДДУВЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .} свыше 2,2 Р_о