2 Выбор двигателя

2.1 Определение веса лесотранспортной машины и мощности двигателя

Достижение необходимых тяговых и скоростных показателей лесо­транспортной машины возможно только при правильном выборе основных ее параметров. Такими параметрами являются: вес лесотранспортной машины, скорости движения (передаточные числа трансмиссия) и мощность двигателя.

Вес лесотранспортной машины, и мощность ее двигателя зави­сят от схемы транспортировки груза (рис. 1.1).

Вес машины определяется из формулы:

, (2.1)

где вес прицепа (полуприцепа), Н;

вес груза (грузоподъемность), Н. Вес груза указы­вается в задании

Q = Q₁+ Q₂, (2.2)

Q₁ - вес части груза, размещенного на тягаче, Н, который не должен превышать допустимой нагрузки на задний мост авто­мобиля или щит трактора при транспортировке по схемам III, IV.

Вес части пакета Q₁, приходящийся на автомобиль, принимается по прототипу или из соотношений

для автомобилей 4К2, 6К4

Q₁ = ( 1,0...1,1)G

для автомобилей 4К4, 6К6

Q₁ = (0,7... 0,8) G

для колесных трелевочных тракторов

Q₁ = (0,25...0,4)G

ля гусеничных трелевочных тракторов

Q₁ = (0,45...0,5) G

При транспортировке по схемам I и II Q₁ = 0

Q₂ -вес часта груза, размещенного на прицепе (полуприцепе) или волочащегося по земле, Н.

При трелевке по схеме III

, (2.3)

При трелевке по схеме V Q₂ = 0.

Прицеп (полуприцеп) выбирается по его грузоподъемности.

f₁ - коэффициент сопротивления движению тягача;

f₂ -коэффициент сопротивления движению прицепа (полуприцепа) или волочению груза по земле.

Коэффициенты сопротивления движению тягача и прицепа (полупри­цепа) могут определяться по специальной методике или приниматься из приложения А, Б. Для автомобиля с прицепом (полуприцепом) можно принять f₁ = f₂-

α - угол преодолеваемого подъема. Максимальный угол подъема для автомобилей α = 12°, для тракторов α = 15°;

φ - коэффициент сцепления движителя с дорогой. Принимается из приложения В;

λ_к - коэффициент нагрузки ведущих колес. Для автомобилей 4К2, 6К4 λ_к = 0,6...0,75. Для колесных тракторов с двумя ведущими колесами λ_к = 0,75... 0,65. Для полноприводных автомобилей, для тракторов со всеми ведущими колесами при блокированном при­воде и для гусеничных тракторов λ_к = 1;

Р_кр - сила тяги на крюке, Н. Указывается в задании индивидуально или определяется. Например, при транспортировке по схеме I:

, (2.4)

по схеме II:

, ( 2.5)

по схеме III, IV, V :

( 2.6)

В этом случае формула (2.1) будет иметь вид

( 2.7)

Мощность двигателя лесовозного автомобиля, кВт, определяется по формуле

, (2.8)

где Р_к - касательная сила тяги на ведущих колесах, Н. При равномерном движении

; (2.9)

Р_w - сила сопротивления воздуха, Н;

; (2.10)

коэффициент обтекаемости 0,6...0,7 Нс²/м²;

F – лобовая поверхность машины, м

F = B·H, (2.11)

В - колея колес автомобиля, м. Принимается по прототипу;

H - высота автомобиля, м. Принимается по прототипу;

V- скорость движения автомобиля, м/с. Принимается по прототи­пу или из таблицы 2.1. При скорости V = 30 км/ч, сила сопротивления воздуха во внимание не принимается;

η_тр - к.п.д. трансмиссии. Принимается по прототипу или из таблицы 2.2.;

к_в - коэффициент использования мощности двигателя, учитывающий отбор мощности на привод вспомогательного оборудования к_в = 0, 85…1,0.

Таблица 2.1 - Скорости движения лесотранспортных машин, м/с

Тип машины	С грузом			Без груза
	минимальная	рабочая	Максимальная
Лесовозный автомобиль	0,55...0,85	5,5...11,5	12,5...21
Колесный трелевочный трактор	0,40...0,55	2,5...3,5	4,0...8,5
Гусеничный трелевочный трактор	0,40...0,55	1,0...2,0	2,5 …3,6

Лесовозные автомобили эксплуатируются в сложных дорожных условиях, когда значения Р_к и V колеблются в широких пределах из-за резкого колебания коэффициентов сопротивления движению, размера и веса транспортируемого груза. Поэтому мощность двигателя автомобиля определяется для трех вариантов, приведенных в таблице 2.1

При выполнении курсового проекта рекомендуется мощность двигателя принимать по прототипу, а минимальную и рабочую скорости автомобиля определять из формулы 2.7. При максимальной (транспортной) скорости определять по формуле 2.7 затрачиваемую мощность.

Правильность принятия мощности двигателя проверяется по величине удельной мощности, (кВт/т)

, (2.12)

где Nе – максимальная расчетная мощность двигателя, кВт;

G - вес лесовозного автомобиля без груза, т.

Значения удельных мощностей N_уд лесотранспортных малик находятся в пределах (кВт/т):

- лесовозные автомобили:

с дизельными двигателями - 15,0….23.0;

- с карбюраторными двигателями - 16,0....26,0;

- колесные трелевочные тракторы - 13,0....17,0;

- гусеничные трелевочные тракторы - 5,5 .... 7,5.

Мощность двигателя лесного трактора, кВт, определяется по фор­муле:

, (2.13)

где Р_кн - номинальная сила тяги на ведущих колесах трактора на первой передаче, Н. Определяется по формуле (2.8);

- скорость движения трактора на первой передаче, м/с. Принимается по прототипу или из таблицы 2.1;

η_ву - к.п.д. ведущего участка гусеницы, η_ву= 0,95...0,96;

η_б- к.п.д., учитывающий потери от буксования движителя. Для гусеничного трактора η_б = 0,93...0,95, для колесного трактора η_б= = 0,85... 0,87.

Таблица 2.2 - Коэффициенты полезного действия трансмиссий лесотранспортных машин

Тип машины	ηтр
Автомобили 4К2 Автомобили 4К4, 6К4, 6К6 Колесные трелевочные тракторы Гусеничные трелевочные тракторы	0,85 - 0,90 0,80 - 0,85 0,80 - 0,85 0,80 - 0,85

Мощность двигателя трактора рекомендуется принимать по прототипу, а минимальную скорость движения с транспортируемым грузом определять из формулы 2.11. Максимальную скорость движения трактора принимать по прототипу.

Правильность принятия мощности двигателя проверяется по величине удельной мощности, (кВт/т)

, (2.14)

где Nе – максимальная расчетная мощность двигателя, кВт;

G - вес лесовозного автомобиля без груза, т.

Значения удельных мощностей N_уд лесотранспортных машин находятся в пределах (кВт/т):

- лесовозные автомобили с дизельными двигателями - 15,0...23,0;

- с карбюраторными двигателями - 16,0…26,0;

- колесные трелевочные тракторы - 13,0...17,0;

- гусеничные трелевочные тракторы - 5,5 ... 7,5.