Тяговый расчёт трактора дт-75
ЧАСТЬ.
1. Определение потребной мощности двигателя.
Определение коэффициента изменения тягового диапазона трактора δm.
Тяговый диапазон трактора определяется по формуле:
РН – номинальная сила тяги проектируемого трактора;
(РН)/ – номинальная сила тяги трактора предыдущего тягового класса;
ε – коэффициент расширения тяговой зоны трактора; Принимаем ε = 1,3;
Определение эксплутационной массы трактора.
\
ФДОП – допустимая величина коэффициента использования сцепного веса трактора; Для колёсных тракторов принимаем ФДОП = 08;
f – коэффициент сопротивлению качению; Для колёсных тракторов принимаем f = 0,06;
λ – коэффициент нагрузки на ведущие колёса трактора, учитывающий распределение масс трактора по осям (трактор гусеничный);
Принимаем λ = 1;
Определение конструкционной массы трактора.
mВ – масса воды = 80;
mГСМ – масса горюче – смазочных материалов = 150;
mИ – масса инструментов = 30;
mТР – масса тракториста = 75;
mБ – масса балласта = 0;
mK = 4535 – (80 + 150 + 30 + 75 + 0) = 4200;
Расчёт номинальной мощности двигателя.
РН – номинальное тяговое усилие;
VН1 – расчётная скорость движения на низшей передачи при номинальной силе тяги; VН1 = 10 км/ч;
mЭ – эксплутационная масса трактора;
ηТР – КПД, учитывающий потери мощности в трансмиссии;
χЭ – коэффициент эксплутационной нагрузки тракторного двигателя; Принимаем χЭ = 0,9;
Определяем КПД трансмиссии:
ηТР = (ηЦ)n · (ηK)n · (ηX);
ηЦ – КПД цилиндрической пары шестерён; Принимаем ηЦ = 0,985;
ηK – КПД конической пары шестерён; Принимаем ηK = 0,975;
ηX – КПД, учитывающий потери мощности на холостом ходу; Принимаем ηХ = 0,96;
n – количество пар шестерни соответственно конической и цилиндрической передач.
ηТР = 0,9855 · 0,975 · 0,96 = 0,922;
2. Расчёт и построение теоретической регуляторной характеристики двигателя.
n1 и nН – текущее и номинальное значение частот вращения коленчатого вала двигателя;
С1 = 0,7 и С2 = 1,3 – для дизелей с вихрекамерным смесеобразованием.
Задавая различными значениями частот вращения вала двигателя в % (100,80,60,40,20) от номинальной величины определяют текущие значения NE мощность двигателя.
nH = 2100 мин-1 – 100%;
n1 = 1680 мин-1 – 80%;
n2 = 1260 мин-1 – 60%;
n3 = 840 мин-1 – 40%;
n4 = 420 мин-1 – 20%;
Определяем частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу;
nX = (1 + δP) · nН;
δP – коэффициент неравномерности регулятора (δP = 0,07…0,08);
Принимаем δP = 0,08;
nX = (1 + 0,08) · 2100 = 2268 мин-1;
Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте n0 определяется:
n0 = nH / kОБ;
kОБ = 1,2…1,8 – коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения;
Принимаем kОБ = 1,5;
n0 = 2100 / 1,5 = 1400 мин-1;
Зная мощность и частоту вращения коленчатого вала двигателя, определяют крутящий момент:
ω – угловая скорость коленчатого вала соответственно мощности двигателя NE1.
Определение максимального часового расхода топлива.
gЕ – удельный расход топлива при номинальной мощности;
Определение часового расхода топлива на холостом ходу.
Часовой расход топлива при максимальном моменте :
(0,6…0,8) · GTmax = 0.7 · 7,8 = 5,46 кг/ч;
Определяем удельный расход топлива;
n % | |||||
n об/мин. | |||||
NE кВт | 6,2 | 25,6 | 34,7 | ||
gE % | |||||
gE г/кВт ч | 187,5 | 187,3 | |||
GT кг/ч | 1,2 | 2,6 | 4,8 | 6,5 | 7,8 |
ME Н м | 160,4 | 197,7 | 186,5 |
3. Расчёт и построение теоретической тяговой характеристики трактора.
Определяем радиус ведущей звездочки:
Z – число активно действующих зубьев за один оборот;
Lзв – фактическая длина одного звена гусеницы, м
Для большинства тракторов сельскохозяйственного назначения Z находится в пределах 13…14, а lзв = 170…175.
Принимаем: Z = 13, lзв = 175
Расчёт основных рабочих скоростей трактора.
Определение диапазона скоростей.
δVосн = VZ / VH1;
VH1 – расчётная скорость на 1 – ой передаче;
VZ – высшая рабочая скорость;
Величина скоростного диапазона.
δVосн = δТ · γдоп, min;
γдоп, min – коэффициент допустимой минимальной загрузки двигателя; Принимаем γдоп, min = 0,85;
δVосн = 1,8 · 0,85 = 1,53;
VZ = 1,53 · 10 = 15,3 км/ч;
Для расчёта высших и промежуточных скоростей необходимо определить знаменатель геометрической прогрессии – g.
V2 = V1 · g; V3 = V2 · g2; V4 = V1 · g3; VZ = V1 · gZ – 1;
V2 = V1 · g = 10 · 1.15 = 11,5 км/ч;
V3 = V2 · g2 = 11,5 · 1,152 = 13,2 км/ч;
V4 = V3 · g3 = 13,2 · 1,153 = 15,2 км/ч;
V5 = V4 · g4 = 15,2 · 1,154 = 17,5 км/ч;
Определение рабочей скорости для каждой заданной передачи:
VP = VT · (1 - δ);
VT – теоретическая скорость;
δ – величина буксования;
Т.к величина буксования незначительна, то VP = VT.
n об/мин | ||
V1 | 9,9 | |
V2 | 6,8 | 11,4 |
V3 | 7,9 | 13,2 |
V4 | 9,1 | 15,2 |
Расчёт передаточных чисел трансмиссии и коробки передач.
nН – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя;
r0 – радиус ведущей звездочки трактора;
VН1 – скорость движения трактора на 1 – ой передаче.
Определение максимальной касательной силы тяги для заданных передач:
МЕmax – максимальный крутящий момент двигателя;
МЕmax = 197,7 Н·м;
iTP – передаточное число трансмиссии.
ηТР – КПД учитывающий потери мощности в трансмиссии.
ηТР = 0,9
Определение номинальной касательной силы тяги для заданных передач:
МЕном – номинальный крутящий момент двигателя;
МЕном = 186,5 Н·м;
Определяем силу сопротивления качению:
Pf = f · G;
f – коэффициент сопротивлению качению;
f = 0,12…0,18;
Принимаем f = 0.15;
G – сила тяжести трактора;
Pf = 0.15 · 4,535 · 9,8 = 6.67 кН = 6670 Н;
Определяем силу тяги на крюке трактора:
РКР = РК - Pf ;
РКР1 = 33188 – 6670 = 26.5 кН;
РКР2 = 29655 – 6670 = 23 кН;
РКР3 = 23631 – 6670 = 17 кН;
РКР4 = 16796 – 6670 = 10 кН;
РКР5 = 10715 – 6670 = 4 кН;
РКР1 = 29635 – 6670 = 22.9 кН;
РКР2 = 26480 – 6670 = 19.8 кН;
РКР3 = 21101 – 6670 = 14.4 кН;
РКР4 = 13447 – 6670 = 6.8 кН;
РКР5 = 9568 – 6670 = 3 кН;
Определяем мощность на крюке трактора для каждой передачи:
РКР – сила тяги на крюке трактора;
VP – рабочая скорость трактора;
Определяем удельный расход топлива:
Показатели энергонасыщенности и металлоемкости трактора
Энергонасыщенность:
Металлоемкость:
Передача | Расчетная точка | NE , кВт | Nд , мин-1 | GТ , кг/ч | РК , кН | VР, км/ч | NKP , кВт | GKP , г/кВт·ч | δ, % | NKP|NE |
I | и т.д. |
ЧАСТЬ.