; (2.3)

где _ц, _к – КПД цилиндрической и конической пар шестерён. Принимаем _ц = 0,98 и _к = 0,97

n₁, n₂ – число пар цилиндрических и конических шестерён трансмиссии, передающих

крутящий момент. n₁ = 3; n₂ = 1;

Значения n₁, n₂ определить по кинематической схеме прототипа трансмиссии на одной из

передач основного ряда. При разветвлении мощности на два потока две пары аналогичных шестерён считают за одну пару.

 - коэффициент, учитывающий потери на холостое прокручивание трансмиссии,

принимаем  = 0,075;

;

Тогда:

кВт.

2.3. Рассчитаем значение показателей двигателя по внешней регуляторной характеристике.

Исходными данными для расчёта являются – номинальная мощность двигателя N_н и

соответствующая ей частота вращения n_н в следующей последовательности.

2.3.1. Максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу:

, (2.4)

;

2.3.2. Частота вращения, соответствующая максимуму крутящего момента двигателя,

определяем по формуле:

, (2.5)

;

2.3.3. Текущие значения мощности на перегрузочной ветви регуляторной характеристики

определяем по формуле:

, (2.6)

где N_н, n_н – номинальная эффективная мощность ( кВт ) и частота вращения ( мин^-1 );

N_е, n_е – эффективная мощность ( кВт ) и частота вращения ( мин^-1 ) в искомой точке

перегрузочной ветви характеристики;

С₁, С₂, С₃ – коэффициенты: С₁ = 1,4, С₂ = -0,25, С₃ = 0,15 – для дизелей с непосредственным впрыском топлива;

2.3.4. Крутящий момент двигателя определяем по формуле:

( Н  м ), (2.7)

2.3.5. Текущее значение часового расхода топлива ( кг/ч ) на перегрузочной корректорной

ветви регуляторной характеристики определяем по формуле:

, (2.8)

2.3.6. Удельный расход топлива подсчитаем по формуле:

( г/кВтч ), (2.9)

2.3.7. На регуляторной ветви характеристики при уменьшении нагрузки двигателя частота

коленчатого вала двигателя повышается от номинальной n_н до максимальной холостого хода n_хх. При этом мощность N_е и крутящий момент М_к уменьшаются до нуля при n_хх по линейному закону ( рисунок 2.1. ). Часовой расход топлива при этом уменьшается также по линейному закону от номинального значения до расхода на холостом ходу G_ТХ.

Лист

5

Часовой расход топлива ( кг/ч ) на холостом ходу определяем по формуле:

, (2.10)

кг/ч;

С характеристики в промежуточных точках между n_н и n_хх на регуляторной ветви

снимаются значения мощности, крутящего момента, часового расхода топлива и заносятся в таблицу 1. По часовому расходу топлива и мощности двигателя подсчитывается удельных расход топлива на регуляторной ветви характеристики в искомых точках.

По известным данным таблицы 1. строим регуляторную характеристику в зависимости

от частоты вращения ( рисунок 2.1. ).

Таблица 1 – Внешняя регуляторная характеристика дизеля.

	ne/nн					nH	1,25n	1,05n	1,075n	nxx
	0,4	0,6	0,7	0,8	0,9
nе ,мин-1	720	1080	1260	1440	1620	1800	1845	1890	1935	1980
Nе кВт	7,62	10,72	12,04	13,19	14,16	14,93	11,20	7,50	3,80	0,00
МК Н.м	101,09	94,75	91,23	87,46	83,46	79,22	59,00	40,00	20,00	0,00
GT кг/ч	2,10	2,79	3,08	3,34	3,56	3,73	3,05	2,30	1,65	0,93
qe г/кВт.ч	275,41	260,06	256,07	253,32	251,40	250,08	272,32	306,67	434,21	бесконеч

2.4. Построение внешней регуляторной характеристики дизеля и её анализ.

Регуляторную характеристику строим в трёх видах:

1. в функции от частоты вращения n_е коленчатого вала, которая используется для анализа

работы двигателя на режимах перегрузки ( рисунок 2.1. );

2. в функции от эффективной мощности N_е, которая является основной и используется для

анализа экономичности двигателя на регуляторной ветви характеристики ( рисунок 2.2. );

3) в функции от крутящего момента М_к двигателя для удобства анализа регуляторной ветви

и тяговых качеств трактора ( рисунок 2.3. ).

При анализе регуляторной характеристики дизеля необходимо определить и сравнить с

прототипом по типажу:

а) Удельный расход топлива на номинальном режиме и сравнить его с прототипом;

Номинальный удельный расход топлива равен 250,08 (г/кВтч) что больше удельного

расхода топлива прототипа .

б) Коэффициент запаса крутящего момента двигателя;

; (2.11)

.

К_з = 0,28 что больше прототипа К_з = 0,05.

в) Коэффициент приспособляемости двигателя по крутящему моменту;

; (2.12)

.

К_н = 1,28 что больше прототипа К_н = 1,05.

г) Коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения.

Лист

6

; (2.13)

.

К_п = 0,75 что меньше прототипа К_н = 1,39.

2.5. Построение кривой буксования.

Для построения кривой буксования колёсных тракторов 4х2 на стерне нормальной

плотности и влажности можно использовать среднестатистические данные буксования в зависимости от относительной величины силы тяги на крюке, т.е. от коэффициента использования сцепной массы трактора.

Текущее значение коэффициента буксования в зависимости от относительной величины

силы тяги на крюке определяем по эмпирической формуле И.И. Трепененкова:

, (2.14)

где C, d – коэффициенты;

S – показатель степени.

	C	d	S
Колёсные трактора	0,246	3,06	3

_кр – коэффициент использования сцепного веса,

, (2.15)

Р_кр – тяговое усилие на крюке, Н.

Таблица 1 - Кривая буксования.

кр	0	0,10	0,20	0,30	0,40	0,45	0,50	0,55	0,60	0,65
	0	0,02	0,05	0,08	0,12	0,15	0,20	0,28	0,44	1,00
Ркр	0	1143	2286	3429	4571	5143	5714	6286	6857	7429

2.6. Определение диапазона номинальных основных скоростей трактора.

Диапазон номинальных основных скоростей определяем по формуле: , (2.16)

где - тяговый диапазон трактора; (2.17)

 = 1,28 – коэффициент расширения тяговой зоны, перекрытия смежных тяговых зон.

Р_н – номинальная сила тяги на крюке, кН;

- номинальное тяговое усилие для тракторов предыдущего класса, для данного класса тяги нет предыдущего, поэтому: ;

;

Определение знаменателя геометрической прогрессии ряда основных передач.

Структура ряда передаточных чисел трансмиссии для основных рабочих передач

принимается по геометрической прогрессии и основана на стремлении обеспечить изменение крутящего момента двигателя в одинаковых пределах на всех передачах.

При Z ступенях коробки передач знаменатель геометрической прогрессии определяется по

Лист

7

формуле:

, (2.18)

;

2.7. Определение теоретических скоростей трактора, касательных сил тяги и тяговых

усилий на крюке на всех передачах основного ряда.

Теоретические значения указанных показателей трактора определяем из условия работы

двигателя на номинальном режиме:

а) теоретические скорости движения трактора на всех передачах основного ряда:

(2.19)

; (2.19.1)

; (2.19.2)

; (2.19.3)

б) касательные силы тяги на всех передачах основного ряда:

Н; (2.20)

Н; (2.20.1)

Н; (2.20.2)

Н; (2.20.3)

в) тяговые усилия на крюке на всех передачах основного ряда:

Н; (2.21)

Н; (2.21.1)

Н; (2.21.2)

Н; (2.21.3)

2.8. Определение радиуса ведущих колёс.

Расчётный радиус ( м ) ведущего колёса колёсного трактора определяем по формуле:

, (2.22)

где d = 28 – внутренний диаметр шины, дюйм;

в = 11,2 – высота профиля шины, дюйм;

м;

2.9. Определение передаточных чисел трансмиссии основного ряда.

Передаточное число трансмиссии на первой передаче основного ряда определяем по

заданной теоретической скорости трактора V_Т1 по формуле:

, (2.23)

Лист

8

;

Передаточные числа трансмиссии на остальных передачах основного ряда определяем

через знаменатель геометрической прогрессии:

; (2.23.1)

; (2.23.2)

; (2.23.3)

2.10. Расчёт и построение теоретической тяговой характеристики трактора.

Исходными данными для тягового расчёта трактора являются текущие значения крутящего

момента М_К, частоты вращения n_е и часового расхода топлива G_Т при работе дизеля по внешней регуляторной характеристике от режима максимума крутящего момента до холостого хода.

Расчёт текущих значений показателей трактора.

Касательную силу тяги на колесе определяем по крутящему моменту двигателя и

передаточному числу трансмиссии по формуле:

, (2.24)

Сила сопротивления качению:

, (2.25) Н;

Тяговое усилие на крюке ( Н ):

, (2.26)

Текущее значение теоретической скорости трактора ( км/ч ) по передачам:

; (2.27)

Текущее значение действительной скорости трактора ( км/ч ):

; (2.28)

Мощность на крюке ( кВт ):

; (2.29)

Удельный крюковой расход топлива ( г/кВтч ):

; (2.30)

Тяговый КПД трактора:

; (2.31)

Лист

9

Расчёт показателей трактора выполняем по тяговой характеристике табличным способом.

Таблица 3 - Показатели двигателя по внешней регуляторной характеристике.

nе, мин-1	720	1080	1260	1440	1620	1800	1845	1890	1935	1980
MК, Нм	101,09	94,75	91,23	87,46	83,46	79,22	59,00	40,00	20,00	0,00
GТ, кг/ч	2,10	2,79	3,08	3,34	3,56	3,73	3,05	2,30	1,65	0,93

Таблица 3.1. - Расчёт показателей трактора по тяговой характеристике на первой передаче.

φКР	0,80	0,74	0,71	0,67	0,64	0,60	0,41	0,24	0,06	-0,13
Pк, kH	10533	9873	9505	9113	8696	8255	6147	4168	2084	0
Рf , kH	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429
Pкр ,кH	9105	8444	8077	7685	7268	6826	4719	2739	655	-1429
δ	0,75	0,61	0,53	0,39	0,28	0,15	0,09	0,04	0,02	-0,03
VT ,км/ч	2,20	3,30	3,85	4,40	4,95	5,50	5,64	5,78	5,91	6,05
V ,км/ч	0,55	1,29	1,81	2,68	3,56	4,68	5,13	5,54	5,79	6,23
NKP кВт	1,39	3,02	4,06	5,73	7,20	8,86	6,72	4,22	1,05	-2,47
qKP, г/кВтч	1509,05	923,10	759,20	583,11	494,69	421,26	453,56	545,24	1564,38	-377,32
ηтяг	0,18	0,28	0,34	0,43	0,51	0,59	0,60	0,56	0,28	бесконеч

Таблица 3.2. - Расчёт показателей трактора по тяговой характеристике на второй передаче.

φКР	0,65	0,60	0,57	0,55	0,52	0,48	0,33	0,18	0,03	-0,13
Pк, kH	8865	8309	8000	7670	7319	6947	5174	3508	1754	0
Рf , kH	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429
Pкр ,кH	7436	6881	6571	6241	5891	5519	3745	2079	325	-1429
δ	0,69	0,56	0,45	0,36	0,28	0,22	0,15	0,05	0,01	-0,03
VT ,км/ч	2,61	3,92	4,57	5,23	5,88	6,53	6,70	6,86	7,03	7,19
V ,км/ч	0,81	1,73	2,52	3,35	4,23	5,10	5,69	6,52	6,98	7,41
NKP кВт	1,67	3,30	4,59	5,80	6,93	7,81	5,92	3,76	0,63	-2,94
qKP, г/кВтч	1254,00	845,11	671,11	575,93	513,69	477,88	514,91	610,93	2617,77	-317,57
ηтяг	0,22	0,31	0,38	0,44	0,49	0,52	0,53	0,50	0,17	бесконеч

Лист

10

Таблица 3.3. - Расчёт показателей трактора по тяговой характеристике на третьей передаче.

φКР	0,53	0,49	0,46	0,44	0,41	0,39	0,26	0,13	0,00	-0,13
Pк, kH	7461	6993	6733	6455	6160	5847	4354	2952	1476	0
Рf , kH	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429
Pкр ,кH	6032	5565	5304	5027	4731	4419	2926	1524	48	-1429
δ	0,45	0,39	0,31	0,15	0,13	0,12	0,07	0,03	0,00	-0,03
VT ,км/ч	3,11	4,66	5,44	6,21	6,99	7,76	7,96	8,15	8,35	8,54
V ,км/ч	1,71	2,84	3,75	5,30	6,08	6,87	7,43	7,88	8,34	8,80
NKP кВт	2,86	4,39	5,53	7,40	7,99	8,43	6,04	3,34	0,11	-3,49
qKP, г/кВтч	733,31	634,37	557,76	451,19	445,50	443,02	505,05	689,34	14992,32	-267,27
ηтяг	0,38	0,41	0,46	0,56	0,56	0,56	0,54	0,44	0,03	бесконеч

Таблица 3.4. – Расчёт показателей трактора по тяговой характеристике на четвёртой передаче.

φКР	0,42	0,39	0,37	0,35	0,33	0,31	0,20	0,09	-0,02	-0,13
Pк, kH	6279	5886	5667	5433	5184	4921	3665	2485	1242	0
Рf , kH	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429	1429
Pкр ,кH	4851	4457	4238	4004	3756	3493	2236	1056	-186	-1429
δ	0,26	0,12	0,11	0,10	0,09	0,08	0,05	0,02	0,00	-0,03
VT ,км/ч	3,69	5,54	6,46	7,38	8,30	9,23	9,46	9,69	9,92	10,15
V ,км/ч	2,73	4,89	5,76	6,65	7,55	8,47	8,99	9,47	9,96	10,46
NKP кВт	3,68	6,05	6,78	7,39	7,88	8,21	5,58	2,78	-0,52	-4,15
qKP, г/кВтч	570,45	460,60	454,53	451,79	451,87	454,67	546,13	828,25	-3202,74	-224,94
ηтяг	0,48	0,56	0,56	0,56	0,56	0,55	0,50	0,37	-0,14	бесконеч

По данным расчётов в таблице 2.3. строим тяговую характеристику трактора, которая

приведена на рисунке 2.4.

При построении характеристики необходимо:

1. Шкалы Р_кр, N_кр,  начинать с нуля,

2. Шкалы G_т, q_кр, V – с минимальных значений по результатам расчётов,

3. Шкалу G_т располагать так, чтобы кривые G_т не накладывались на кривые N_кр, V.

Лист

11