Курсовая работа по дисциплине «Тракторы и автомобили» Тема Тягово-сцепные и опорные свойства, проходимость и топливная экономичность трактора

1.4. Номинальная мощность двигателя, устанавливаемого на тракторе.

Подсчет номинальной мощности двигателя N_н производится по формуле:

где: _тр - КПД трансмиссии на 1-ой основной передаче; _дmin - коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя. Коэффициент _дmin принимается равным 0,85...0,9.
При определении КПД трансмиссии нужно учитывать потери, возникающие при передаче нагрузки, и потери холостого хода. В соответствии с этим:

где - КПД, учитывающий потери холостого хода, при подсчете номинальной мощности двигателя можно принимать η_х=0,95…0,97;
_ц и _к - соответственно КПД цилиндрической и конической пар шестерен; _ц =0,98...0,99, _к=0,97...0,98; n_ц и n_к - число соответствующих пар шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче.
Результаты тягового расчета сводятся в табл. 1.
Таблица 1 - Результаты тягового расчета

δm	Масса трактора, кг			δvосн	Расчетные скорости, м/с								Номиналь-ная мощность двигателя Nн, кВт
	mo	mmax	mmin		Основные						Транс-портные
					1	2	3	4	5	1
1,67	6675	8495	7342	1,419	3,2	3,49	3,81	4,16	4,53	11,6		217,9

1.5 Тяговая характеристика трактора
На тяговой характеристике наносится ряд кривых, показывающих, как в заданных почвенных условиях меняются в зависимости от тягового усилия P_кр на крюке основные показатели трактора - буксование  ведущих колес, действительные скорости V движения, мощность N_кр на крюке, удельный (крюковой) расход топлива g_кр и тяговый КПД _тяг, т.е.:
 = f (P_кр), V = f (P_кр), N_кр = f (P_кр), g_кр = f (P_кр), _тяг = f (P_кр).
1.5.1 Определение передаточных чисел трансмиссии трактора и уточнение его расчетных скоростей движения.
Передаточное число трансмиссии трактора:
i_тр=i₀i_к,
где: i₀ - передаточное число главной и конечной передачи, выбирается из ряда (15...25). Примем i_o=20;
i_к - передаточное число коробки на соответствующей передаче.
Передаточные числа коробки передач на соответствующей передаче (i_к1, i_к2 и т.д.), необходимые для получения основных расчетных скоростей движения (V_н1, V_н2 и т.д.), выбранных по предыдущему расчету, определяются из условия:

где n_н - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, n_н=1800 мин^-1;
r_к - радиус ведущих колес трактора, r_к =0,997м. Принимается из технических данных для тракторов аналогичного типа и того же тягового класса, что и рассчитываемый. Радиус ведущих колес трактора, уточняется после расчета опорных реакций на колеса, исходя из их величины и установленного давления в шинах.
На первой передаче

На второй передаче

На третьей передаче

На четвертой передаче

На пятой передаче

Далее разрабатывается принципиальная кинематическая схема трансмиссии, в таблице указывается, какие шестерни находятся в зацеплении на каждой из расчетных передач и подбираются для них числа зубьев в соответствии с требуемыми передаточными числами (лист 1 графической части).
Округленные числа зубьев шестерен и уточненные значения i_тр и V_н заносятся в таблицу 2
Таблица 2

Передачи	Основные					Транс- портные
	I	II	III	IV	V	I
Шестерни коробки передач, находящиеся в зацеплении						прямая
Передаточные числа iк	2,93	2,69	2,46	2,26	2,07	1,0
Общее передаточное число iтр=i0iк	58,6	53,8	49,2	45,2	41,4	20,0
Расчетные скорости трактора Vн, м/с	3,2	3,49	3,81	4,16	4,53	11,6

Для построения теоретической тяговой характеристики трактора необходимо построить теоретические регуляторные характеристики тракторного двигателя.

1.5.2 Построение теоретических характеристик дизеля
Теоретическая регуляторная характеристика дизеля
По результатам одних и тех же расчетов (испытаний) регуляторная характеристика дизеля может быть представлена в виде различных графиков:
(M_д, N_e, G_Т, g_e) = f(n) - регуляторная характеристика дизеля в функции от
частоты вращения (ее также называют скоростной
характеристикой дизеля на регуляторе);
(n , N_e , G_Т , g_e) = f( M_д ) - регуляторная характеристика дизеля в функции от
крутящего момента.
Основная регуляторная характеристика дизеля f(N_e) используется для анализа работы дизеля на регуляторе (регуляторные ветви здесь растянуты), для определения эксплуатационной топливной экономичности двигателя –эксплуатационного оценочного удельного расхода топлива и т.д..
Регуляторная характеристика дизеля в функции от частоты вращения f(n) является важнейшей характеристикой для автотракторных дизелей, на основе которой строится динамическая характеристика трактора с дизельным двигателем. Регуляторная характеристика дизеля в функции от крутящего момента f(M_д) представляет особый интерес при построении тяговых характеристик тракторов (тягачей), для автомобильных дизелей не строится.
Построение теоретических регуляторных характеристик начинается с построения регуляторной характеристики в функции от частоты вращения.
Построение регуляторной характеристики в функции от частоты вращения
Регуляторная характеристика в функции от частоты вращения - скоростная характеристика дизеля на регуляторе (M_д, N_e, G_Т, g_e) = f(n) строится в такой последовательности:
1. Выбираются масштабы для построения графика. Масштаб по оси абцисс графика (масштаб частоты вращения) выбирают ориентируясь на значения n_н , n_{х max} и n_{Mк max} . Значение номинальной частоты вращения n_н известно, а максимальная частота вращения холостого хода n_{х max} определяется по формуле:
n_{х max} = (2+_р ) n_н / (2 - _р )  (1+_р ) n_н = (1+0,05) 1800= 1890 мин ^-1,
где _р - степень неравномерности регулятора (у современных дизелей _р = 0,03…0,07). Примем _р =0,05.
Частота вращения при максимальном крутящем моменте
n_{Mд max}= n_н/K_об =1800/1,6 = 1125 мин ^–1 ,
где K_об - коэффициент приспособляемости двигателя по оборотам; для вновь проектируемых двигателей рекомендуется принимать K_об = 1,5…1,7. Примем K_об = 1,6.
Ориентируясь на рекомендуемое расположение кривых, а также на номинальные значения M_{к н} , N_{e н} , G_{Т н} и g_{e н} выбираются остальные масштабы, при этом значение крутящего момента на номинальном режиме определяется по формуле:
M_{д н} = 9550  N_{e н} / n_н = 9550 ·217,9/1800 = 1156,1 Нм
На оси абсцисс отмечаются три характерные точки, соответствующие n_н, n_{х max} и n_{Mд max} , через которые проводятся вертикальные вспомогательные (штрихпунктирные) линии.
2. Перед построением графика подготавливается таблица для расчетов, в которую заносятся уже известные численные значения величин (табл.3).
Таблица 3