Расчет тяговой характеристики трактора

N_>H>_>>=70 л. с., G =3400 кг., n = 1750 об/мин., g = 185 г/элс. ч.,

Размер шин - 12-38, Тип пути - стерня.

Начинаем с расчета и построения регулярной характеристики дизеля. Лист (миллиметровка) разбиваем осями координат на четыре квадрата. По оси ординат вниз откладываем значения номинального момента двигателя (Н М).

М_>Н> = (Н М)

где, N_>H> - мощность двигателя номинальная, л. с.

n_>H>_>
->номинальная частота вращения двигателя. n_>H>_>>= 1750 об/мин.

М_>Н> ==281,004 (Н М)

Максимальный момент М_>max> = K_>M>_>>* M_>H> = 281 * 1.2 = 337.2 Н М

где, K_>M>_>
->коэффициент приспособленности

K_>M> = 1,15….1,25 (Кутьков Г.М. стр.124)

Через точки М_>Н> и М_>max>_>>параллельно оси абцис проводим вспомогательные линии.

На оси обцис слева от точки 0 (в отрицательной области) откладываем значение W_>H>, N_>E>_>,>G_>T>, и в квадрате III строим регулярною характеристику двигателя. Для этого на ось абцис наносим значение номинальной угловой скорости коленчатого двигателя W_>H>_>>и опускаем перпендикуляр до пересечения со вспомогательной линией, проведенной через точку М_>Н>.

Рассчитываем максимальную угловую скорость вала двигателя

W_>xx>=W_>H> = W_>H>=1.14 W_>H>

где, буксирование δ =0,13 (Кутьков Г.М. стр.492, приложение 3), при φ_>к>_>>= 0,7 (Кутьков Г.М. стр.491, приложение 1).

Номинальная угловая скорость

W_>H>_>>= = = 184.21 рад/с

где, 1рад = 57°, n_>H> = 1750 об/мин - число оборотов коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.

W_>xx>_>>= 1.14 W_>H>_>>= 1.14 * 184.2 = 210 рад/с.

n_>xx>_>>= 11.4 n_>H>_>>= 1.14 * 1750 = 1995 об/мин.

Откладываем значение W_>xx>_>>на оси абцис и соединяем эту точку с точкой W_>H>_>>на вспомогательной линии M_>H>.

Степени снижения частоты вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте α = 0,75…0,65 (Андреев А.Ф. стр.105).

Находим значение угловой скорости вала двигателя при максимальном моменте

W_>M>_>>=

где, K_>W>_>>===1.4

W_>M>_>>= = α * W_>H>_>>=0.7 * 184.2 =128,95 рад/с

n_>M> = 0.7 * 1750 = 1225 об/мин.

Мощность двигателя при М_>max>

N_>Е>_>M> === 43.24 л. с.

Зная удельный расход топлива g, находим часовой расход топлива в конкретных точках регуляторной характеристики (Кутьков Г.М., стр 130).

При номинальном режиме

G_>TH>_>>= 10^-3g * N_>H>_>>= 10^-3*185 * 70 = 12.95 кг/ч

На холостом ходу (Кутьков Г.М., стр 130).

G_>TX> = (0.2÷0.3) G_>TH>_>>= 0.25 * 12.95 = 3.24 кг/ч.

При максимальной мощности

G_>TMax> = (0.7÷0.8) G_>TH>_>>= 0.75 * 12.95 = 9.71 кг/ч.

Откладываем в III квадрате G_>TH>, G_>TX>, G_>TMax>.

Рассчитываем передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей (Кутьков Г.М., стр 127). Для колесных тракторов теоретическая скорость 1-й передачи рабочего диапазона V_>TMin>_>>= V_>T>_>1>принимаем равной 8 - 10 км/ч. Наивысшую теоретическую скорость для 4-й передачи V_>TMax>_>>= V_>T>_>4>рабочего диапазона скоростей принимаем равной 15-17 км/ч. Радиус колеса 12-38 принимаем

R_>K>_>>== 0.79 м.

Принимаем для расчета теоретические скорости по передачам;

V_>T>_>1> = 9 км/ч = 2,5 м/с и V_>T>_>4> = 16 км/ч = 4,45 м/с.

Рассчитываем передаточные числа трансмиссии.

I_>1> = = = 58.21

I_>4> = = = 32.7

Передаточные числа в пределах рабочего диапазона разбиваем по передачам согласно закону геометрической прогрессии (Кутьков Г.М., стр 128), знаменатель которой

g_>i> = = = = 0.83

где, Z = 4 - число передач.

Должно соблюдаться условие g_>i>_>>≥_>>,

где, K_>M> = 1.15÷1.2 тогда g_>i>_>>= = 0,83, т. е условие соблюдено. Тогда:

I_>2> = I_>1> * g_>i> = 58.2 * 0.83 = 48.31

I_>3> = I_>2> * g_>i> = 48.3 * 0.83 = 40.1

Расчет и построение зависимостей касательной силы тяги P_>K> = ƒ (M_>K>) выполняем следующим образом. В выражении P_>K> подставляем значение номинального крутящего момента M_>H> и передаточное число I_>ТР> на данной передаче.

P_>K> =

У механической трансмиссии = 0,88÷0,93 (Кутьков Г.М. стр.112) т.к. трактор колесный = 1.

P_>K1> = = 18635 H.

P_>K2> = = 15467 H

P_>K3> = = 12837 H

P_>K4> = = 10469 H

В квадрате IV строим лучевой график касательных сил тяги по передачам в зависимости от крутящего момента двигателя. Для этого влево от точки 0 по оси абцис в выбранном масштабе, одинаковом для всех сил P_>K>, P_>KP> и P_>f>, откладываем полученное расчетом значение силы P_>f> c учетом заданного агрофона (Кутьков Г.М. стр.491)

P_>f> = ƒ_>K>*G = 0.11* 34000 = 3740 H

и отмечаем точку 0¹ которая является началом точки отчета для силы P_>K>, а точка 0 - для силы P_>KP>.

Полученные ранее значения P_>K> откладываем на линии M_>H>_>>и_>>эту точку соединяем с точкой 0¹, продолжив до пересечения с линией M_>Max>.

В квадрате II строим график теоретической скорости движения трактора по передачам в зависимости от угловой скорости вала двигателя V_>T> = ƒ (Wg)

Расчеты проводим при Wg = W_>H> для каждой передачи.

V_>T>_>1> = = = 2.50 м/с.

V_>T>_>2> = = = 3,01 м/с.

V_>T>_>3> = = = 3,63 м/с.

V_>T>_>4> = = = 4,45 м/с.

Полученные значения V_>T> откладываем на линии, проведенной из точки W_>H> на регулярной характеристике перпендикулярно оси абцисс, и соединяем с началом координат. Начало отсчета для графиков V_>T> выбираем на оси ординат так (точка 0”), чтобы графики теоретических скоростей находились в верхней части квадрата II. На каждой передачи находим значение крутящего момента двигателя соответствующее силе сопротивления качения P_>f> при движении трактора без тяговой нагрузки, т.е. при P_>KP> = 0. Эти значения крутящего момента двигателя находятся в точках пересечения линий P_>K> = ƒ (M_>K>) с осью M_>K>.

Так для I-ой передачи это точка 1, а соответствующая этому моменту угловая скорость вала двигателя - точка 2. Поднимаясь по вертикали вверх от точки 2 до пересечения с лучом V_>T>_>1> = ƒ (Wg) I-ой передачи, найдем теоретическую скорость (точка 3) движения трактора без тяговой нагрузки на I-ой передачи. Эту скорость на всех передачах принято считать действительной скоростью движения трактора без тяговой нагрузки, т.е. допускают, что при P_>KP> = 0 буксование колес также равно нулю (δ = 0).

Точку 3 и аналогичные точки на остальных передачах переносим на ось ординат (точка4). Они являются началом функциональных зависимостей действительной скорости трактора от тяговой нагрузки. V_>TP> = ƒ (P_>KP>).

В приложении 3 (Кутьков Г.М. стр.492) берем данные по трактору колесной формулы 4 к 2 по стерне.

φ_>КР> =; P_>KP> = φ_>КР> * G_>TP>

При номинальном тяговом усилии для колесных тракторов формулы 4 к 2

φ_>КРН> = 0,37 ÷ 0,39 (Кутьков Г.М. стр 97)

Откладываем в квадрате I значения буксования δ в зависимости от значений P_>KP> (по оси абцисс).

Рассчитаем V_>TP> при номинальной нагрузке

V_>TP> = V_>T> * (1 - δ)

V_>1> = 2.5 (1-0.06) = 2.35 м/с

V_>2> = 3,01 (1-0.04) = 2.89 м/с

V_>3> = 3,63 (1-0.03) = 3,52 м/с

V_>4> = 4,45 (1-0.02) = 4,36 м/с

Для каждой передачи из точек пересечения P_>K> с линией M_>H> проводим вертикально вверх до пересечения с графиком δ и значение δ подставляем в формулу V_>TP>.

Максимальная крюковая сила на каждой передаче

P_>KP> = P_>K> - P_>f>

P_>KP1> = 18635-3740 = 14895 H = 14.90 kH

P_>KP2> = 15467-3740 = 11727 H = 11.73 kH

P_>KP3> = 12837-3740 = 9097 H = 9.10 kH

P_>KP4> = 10469-3740 = 6729 H = 6.73 kH

Максимальная крюковая мощность на каждой передаче

N_>KP> = P_>KP> * V_>TP>

N_>KP>_>1> = 14895 * 2.35 = 35003 Нм/с (Вт) = 35 кВт

N_>KP>_>2> = 11727 * 2.89 = 33909 Нм/с (Вт) = 33,91 кВт

N_>KP>_>3> = 9097 * 3,52 = 32024 Нм/с (Вт) = 32,02 кВт

N_>KP>_>4> = 6729 * 4,36 = 29345 Нм/с (Вт) = 29,35 кВт