трактора

1. Аналитический обзор 2.

Исходные данные:

F_Kp =29 кН

По исходным данным мною был подобран трактор который наиболее подходит под эту

характеристику по технико-экономическим показателям это трактор ДТ -75.

Технические характеристики.

СХиММ КР.РД.000.000.001

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Аналитический обзор

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов 3

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

2. Подбор двигателя для проектируемой машины 3.

2.1 Расчет номинальной мощности двигателя Расчет номинальной мощности двигателя производится с учетом номинального тягового

усилия трактора, силы сопротивления качению, массы трактора, потерь на трение в трансмиссии и необходимого запаса мощности двигателя.

Учитывая вышеизложенное, номинальная мощность двигателя Р_е определяется по формуле

где F_H номинальная сила тяги на крюке - (Н);

V_H -расчетная скорость движения на низшей рабочей передаче при номинальной силе тяги, м/с,принимаем равной 4,9 км/ч или 1,36 м/с;

т_э - эксплуатационная масса трактора (кг), принимаем табличную 6810 кг;

g - ускорение свободного падения (м/с*);

f- коэффициент сопротивления качению движителя трактора, принимаем по таблице для вспаханного поля равным 0,18;

ƞ_тр - КПД, учитывающий потери мощности в трансмиссии и определяемый по формуле

где ƞ_ц и ƞ_к - соответственно КПД цилиндрической и конической пары шестерен. Принимаются

равными ƞ_ц =0,985 и ƞ_к = 0,975;

ƞ_х - КПД, учитывающий потери мощности на холостом ходу; принимается ƞ_х = 0,96;

ƞ₁ и ƞ₂- степенные показатели числа пар шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче;

к₃ - коэффициент запаса мощности двигателя - 0,85.

ƞ_mp=0,985²*0,975²=0,885

В аналитическом обзоре я взял существующий двигатель СМД-18Н мощностью 73,6 кВт что больше расчётного полагаю что выбранный мной двигатель позволит добиться требуемого тягового усилия (29 кН) и на более высоких скоростях.

СХиММ КР.РД.000.000.002

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Расчёт номинальной мощности двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов1

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

3. Тепловой расчёт дизельного двигателя 4.

3.1 Исходные данные:

мощность P_e=74,147 кВт

частота вращения n_e=1800 мин^-1

степень сжатия ε=15,5

число цилиндров i=4

коэффициент избытка воздуха α=до 2,1

коэффициент наполнения η_v=0,80

топливо дизельное состава: С=86,5%; Н=12,5%; O=1%,

коэффициент выделения теплоты ξ =0,8

давление и температура воздуха Pо=0,1013 МПа, T₀=288 К,

температура отработавших газов T_r=800 К

3.2 Процесс впуска:

Учитывая сравнительно невысокую частоту вращения коленчатого вала и выбранную для данного

типа дизеля степень сжатия s =15,5, можно принять температуру подогрева свежего заряда

∆Т = 10К;

Давление остаточных газов

р_r =p_o(1 + 0,55-10-⁴n_е) = 0.1013(1 + 0,55-10^-4-1800) = 0,1124МПа.

Коэффициент остаточных газов

Давление в конце впуска

Температура в конце впуска

Расчётный коэффициент наполнения

Погрешность расчётного и принятого коэффициентов не превышает 4%,

3.3 Процесс сжатия:

Давление в конце сжатия

СХиММ КР.РД.000.000.003

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Тепловой расчёт

двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов6

Н.конт.

ТГСХА грМС 5

Утв.

4. Построение индикаторной диаграммы Масштабы диаграммы Масштаб хода поршня М_s= 1мм в мм. Масштаб давлений Мр= 0,05 мПа в мм.

Приведённые величины рабочего объёма цилиндра и объёма камеры сгорания соответственно.

АВ= S/M_s=140/1= 140 мм,

ОА= АВ/(е-1)= 140/(15,2-1)=9,86 мм

Максимальная высота диаграммы (точка z)

p_z/M_p=8,51/0,05= 170,2 мм

Координаты характерных точек.

р_a/Мр=0,086/0,05=1,72 мм; р_a/М_р=3,7/0,05=74 мм;

р_b/М_р=0,3/0,05=6 мм; р_г/М_р=0,1124/0,05=2,248 мм;

ро/Мр=0,1013/0,05=2,026 мм;

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом.

а) политропа сжатия р_х = p_a(V_a/V_x)ⁿ¹.

Отсюда р_х/М_р = (р_а/М_р )(ОВ/ОХ)ⁿ¹ = 1,72 • (149,86/ОX)^1,382 мм.

где ОВ=ОА+АВ=140+9,86=149,86мм

б) политропа расширения р_х = P_b(V_h/V_x)ⁿ².

Отсюда p_x/M_p = (p_b/M_p)(OB/OX)ⁿ²=6*(149,86/OX)^1,22 мм.

СХиММ КР.РД.000.000.004

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Построение индикаторной

диаграммы

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов2

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

5. Кинематический расчёт двигателя.

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна принимаем λ= 0,244,при этих условиях

Угловая скорость вращения коленчатого вала

Скорость поршня

Ускорение поршня

СХиММ КР.РД.000.000.005

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Кинематический расчёт двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов2

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

6. Динамический расчёт двигателя.

Приведение масс деталей КШМ:

Масса поршневой группы (для поршня из чугуна)

т'_n = 300 кг /м² т_п= т'_п -F_п=300-0,0113=3,39 кг.

Масса шатуна (для стального кованого шатуна принято )

т'_ш = 400 кг I м² т_ш = т'_ш * F_п =400 • 0,0113=4,52 кг.

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесовшатуна (для литого чугунного вала принято )

т¹_к = 400 кг / м² т_к = т'_к * F_п =400 • 0,0113=4,52 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца т_ш.п = 0,275*т_ш =0,275 • 4,52=1,243 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа

т_ш.к = 0,725 т_ш. , =0,725 • 4,52=3,277 кг.

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение тj =т_п+ т_{ш п} =3,39 + 1,243=4,633 кг.

Массы, совершающие вращательное движение

m_R=m_K+ т_{ш к} =4,52 + 3,277=4,797 кг.

Силы действующие в КШМ

Удельные и полные силы инерции

Удельная сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс р_; = -j_mjlF_n = -j6,308 • 10^-6/0,0153 86=- j410 • 10^-6 МПа.

Центробежная сила инерции вращающихся масс K_R=~m_RRω² = -4, 797-0,07-188²-10"³=-11,868 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна

К_RШ = -3,277-0,07-188²-10-³=-8,108кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

К_RК = -4,52-0,07-188²-10-³ = -11,183кН.

Удельные суммарные силы

Удельная сила сосредоточенная на оси поршневого пальца

p = ∆p_r+ pj МПа.

СХиММ КР.РД.000.000.006

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Динамический расчёт двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов4

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

7. Построение расчетной скоростной характеристики двигателя.

Расчётные точки скоростной характеристики

Принимаем

п_min = 1000 мин^-1;

Мощность в расчётных точках, кВт:

Эффективный крутящий момент, Нм

Среднее эффективное давление, МПа

Индикаторный крутящий момент, Нм

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт*ч)

Часовой расход топлива, кг/ч

Результаты расчётов заносим в таблицу

СХиММ КР.РД.000.000.007

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Построение расчётной скоростной характеристики двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов2

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

8. Расчёт механизма двигателя Расчёт поршневой группы

Расчётная схема поршневой группы

Расчёт поршня Исходные данные

СХиММ КР.РД.000.000.008

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Расчёт механизма двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов6

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

9. Расчёт системы двигателя.

Расчёт системы жидкостного охлаждения

При номинальной мощности N_e=74,147 кВт ёмкость системы охлаждения

Vохл в дм³ выбираем из диапазона значений: V_OXJ1=(0,18...0,24)-N_e; V_охл=(0,25..0,40)*74=9,0...25,2.

Принимаем V_охл=24дм³ Жидкостный насос

Принимаем:

- количество теплоты отводимой охлаждающей жидкостью от двигателя

Qохл = q. Ne = 1100 • 74,147 = 74147 Дж/с.

• средняя теплоёмкость жидкости с_ж= 4187Дж/(кг*К)

• средняя плотность жидкости р_ж= 1000 кг/м³

• температурный перепад жидкости в радиаторе ∆Т_ж=\0 К. Циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения двигателя G_ж в м² /с;

Принимаем коэффициент подачи насоса η_n=0,85

Расчётная производительность насоса

Принимаем механический КПД насоса η_м =0,9

Принимаем гидравлический КПД насоса η_h =0,65

Мощность потребляемая жидкостным насосом

Жидкостный радиатор

Принимаем:

- средняя теплоёмкость воздуха C_возд=1000Дж/(кг*К)

• температурный перепад воздуха в радиаторе ∆Т_возд=25 К.

• температура воздуха перед в радиатором Т_воздвх=313 К

СХ и ММ КР.РД.000.000.009

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Расчёт системы двигателя

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов 2

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.

11. Используемая литература

1. Пузанков А.Г. Конструкция,теория и расчёт-М.:Издательский центр «Академия»,

2007. -544с.

2. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей -М .: Высшая школа, 2002

3. Котиков В.М., Ерхов А.В. Тракторы и автомобили -М.:Издательский центр «Академия»,

2008. -416с.

4.Баловнёв В.И., Данилов Р.Г. Тракторы и автомобили : краткий справочник -М.:2002.

СХ и ММ КР.РД.000.000.011

Изм.

Лист.

№ Докум.

Подп.

Дата

Используемая литература

Литер.

Масса

Масштаб

Разраб.

Легостаев МС

Проверил

Морозов О.А.

Т.контр.

Лист 1

Листов 1

Н.конт.

ТГСХА гр.МС 5

Утв.