Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине "Теория трактора" для студентов специальности 150100

Определение параметров внешней скоростной характеристики (ВСХ)

двигателя

Параметрами ВСХ являются:
N_{е ,}
^M_{д ,} G_T
и ^g_e . Эти параметры ото-

бражаются на графиках ВСХ как функции частоты вращения вала двигателя. Подсчет параметров ВСХ осуществляется для характерных значений

частоты вращения вала:
ⁿ_м , n_н и
ⁿ _хх , а также для промежуточных значений

частоты ⁿ по следующим формулам:

• 
  
  
  при
  

n  n_{н :
 }  n_{н ;}


M  ^Nн <sub>;


G </sub> ^geн ^Nн _;

• 
  при
  

^н ₃₀
n  n_{м :}
^н Tн
н

1000

_{ }  n_{м ;}


M = k M ;
N   M _;

^м ₃₀
м м н
м м м

G_Tм 
^GТн
1,25...1,30 ^;
g  1000 ^GTм

;
eм _N

• 
  при
  

м
n  n_{хх :}

^N хх
 0 _;
^M хх
 0 _;
^GTх
 0,25...0,30 G_{Tн ;}
^geх
  _;

• 
  при
  

n_н  n

• 
  n_м
  

(безрегуляторная ветвь ВСХ):

графики
M _{д и}
^G_T отражаются плавными кривыми, причем, для частоты,

определяемой по соотношению
_{n } n_м  n_{n ,}
0 ₂
рекомендуется, учитывая, что для дизелей коэффициент приспособляемости по моменту к_м не существенно отличается от единицы, определять соответ- ствующие параметры ВСХ (момент М₀ и часовой расход топливаG_T0) по приближенным формулам

_{M } M _м  M _{н ;}
0 ₂
^GT 0
_ ^GT м ^{ GTн} _,
2

а значения N и
g для значения частоты   ^n0
подсчитываются по

формулам
е 0
N_e0
^e 0
 ₀M ₀ ;
g_{e 0}  1000
⁰ 30



;
^GТ 0
^Ne0

• 
  при
  

n_хх  n

• 
  n_н
  

(регуляторная ветвь ВСХ):

графики
M _{д и} N_e
отражаются отрезками прямых, а графики ^G_T
и ^g_e - от-

резками плавных кривых (см. прил. 9, пример 1, рис. 3). Значения расчетных параметров ВСХ сводятся в таблицу.

8. 
   Расчет параметров потенциальной тяговой характеристики (ПТХ)
   

Расчет параметров ПТХ осуществляется при N_e = N_н = const последова- тельно по следующим формулам теории трактора :

• 
  мощность механических потерь в трансмиссии и движителе и соответ- ственно мощность, подводимая к ведущим колесам трактора,
  

N_м  1  _м  N_{н ;}
N_к  N_н

• 
  N_{м ;}
  

• 
  теоретическая и действительная скорости трактора
  

N
v_T  ^к
P
N_к


P  P  ^;
v  v_T
1    _;

к кр f

• 
  мощность, затраченная на буксование трактора,
  

N_    N_{к ;}

• 
  мощность, затраченная на преодоление сопротивления качению трак- тора по почве,
  

N _f  P_f v _;

• 
  тяговая мощность (крюковая мощность) трактора
  

N_кр = N_е – N_м – N_δ – N_f ;

• 
  тяговый КПД трактора
  

N
_{ } ^N кр
T .
н

P
Значения этих параметров подсчитываются для нескольких значений

крюковой силы тяги
^P_кр в диапазоне от 0 до
^пр и по этим данным строится

к
ПТХ (пример 1, рис. 4).
По графику ПТХ определяется максимальное значение тягового КПД

_T  _Tм
и соответствующее ему значение
^P_кр , а также оценивается диапа-

зон изменения
^P_кр , при котором тяговый КПД удовлетворяет условию:

_T  0,95 _{Tм .}

9. 
   Определение передаточных чисел трансмиссии
   

сти:
Решение этой задачи осуществляется в следующей последовательно-

• 
  Определяется (по заданию) теоретическая скорость v_T1 трак-
  

тора на 1-ой передаче основного, рабочего диапазона трансмиссии при рабо- те двигателя в номинальном режиме.

• 
  Определяется передаточное число u₂₁ трансмиссии на 1-ой пере- даче к задним ведущим колесам по формуле (для всех типов тракторов):
  

u  ^н
rд2
;
_{ }  n_{н .}

v

30
²¹ н
T 1
Здесь и далее по тексту в обозначениях передаточных чисел: 1-ая циф- ра нижнего индекса - номер ведущего моста, 2-ая - номер передачи.

• 
  Для тракторов 4К4а (без муфты свободного хода в приводе к пе- редним колесам) передаточное число трансмиссии на 1-ой передаче к перед- ним ведущим колесам подсчитывают по формуле
  

^u11 ^{ u}21
^rд1 ^rд2

;
а для тракторов 4К4б, у которых динамичские радиусы приблизительно рав-

ны, т.е.
^r_д1 ^{ r}_д2 , принимают
^u11 ^{ u}21 ^;

• 
  Определяется знаменатель геометрического ряда передаточных чисел трансмиссии [8,
  

1
_{ vT 1 } m1

q  ^{ }
v
, (8)

 Tn 

где m - число передач рабочего диапазона (см. задание),
^v_Tn - теоретическая

скорость трактора на m-ой (высшей) передаче рабочего диапазона при работе двигателя в номинальном режиме.

Скорость
^vTm
на высшей передаче студентами определяется самостоя-

тельно. При выборе значения этой скорости надо обеспечить такое ее макси- мально возможное значение, чтобы знаменатель, подсчитанный по формуле (8), обеспечивал соблюдение следующего соотношения [7]:
^{q  1} , (9)
k_м

где
^k_м - коэффициент приспособляемости выбранного двигателя по моменту.

• 
  Подсчитываются передаточные числа для всех передач
  

^u1 j
 u_11
q j1 _;
^u2 j
 u_22
q j1 _.

Значения расчетных передаточных чисел сводятся в таблицу.

10. 
    Определение параметров тяговой характеристики трактора
    

На тяговой характеристике отражаются как функции крюковой силы тяги P_кр следующие параметры:

• 
  скоростные (кинематические) параметры: частота вращения вала
  

двгателя ⁿ , теоретическая скорость фициент буксования трактора ^ ;
^v_T , действительная скорость ^v и коэф-

• 
  мощностные параметры: эффективная мощность двигателя
  

N_{e ,}

крюковая мощность трактора
^N _кр , тяговый КПД трактора
_{T ;}

• 
  топливно-экономические параметры: часовой расход двигателем
  

топлива
^G_T , удельный крюковой расход топлива
^g кр ^.

Эти параметры определяются для наиболее характерных режимов ра-

боты двигателя трактора:
n  n_{м ,}
n  n_н
и n  n_хх
на всех передачах и их

расчет осуществляется в следующей последовательности.

1. 
   Определение касательной и крюковой сил тяги
   

• 
  при
  

n  n_{н :}

_{P } ^Pкн
_ ^Pкрн

• 
  P_f
  

P  P
_q j 1
P  P  P

k
к1
з
^; кj к1
з
^; крj
кj f ^;

• 
  
  k
  при
  

n  n_{м :}

^Pкм1 ^{ k}м
^Pк1 ^;
Pкмj
^{ P}км1
_q j 1 _;
^Pкрм
^{ P}кмj

• 
  P_{f ;}
  

примечание: нижние индексы (1,2,3,…m) у буквенного обозначения каса- тельной силы тяги Р_к обозначают, что эта сила определяется на каждой передаче (j =1,2,3,…m) для номинального режима работы двигателя, т.е. при n=n_н;

• 
  при
  

n  n_{хх :}

P_к  0 _;
^Pкр
 P_f
(условное значение).

2. 
   Определение теоретических и действительных скоростей
   

• 
  при
  

n  n<sub>н :


v </sub> ^vT1 _;
v  v


1   _;

• 
  при
  

• 
  при
  

n  n_{м :}
n  n_{хх :}
^Tj _q j1



k

v  _;
^vTj


Тмj
n
j Tj j



k

мj
v  ^{v j} _;
n

_{v } ^vTj
ⁿхх
;
v  v
(т.к. <sup>


 0</sup> ).

n
Txj
н
хj Txj

Примечание: Значения параметров: теоретической
^vTхх
и действительной

^vхj
скоростей являются условными, т.к. при
n  n_хх
касательная сила тяги

трактора ^P_к
 0 _.

3. 
   Определение мощностных параметров
   

Эффективная мощность двигателя
^N_e для характерных значений час-

тоты ⁿ определяется по графикам ВСХ, тяговая мощность
^N кр
и тяговый

КПД ^_T
подсчитываются для каждой передачи по формулам

N  v  P
_{ } ^N крj

крj
j крj ^{; T .}
e

4. 
   
   N
   Определение топливно-экономических параметров
   

Значения часового расхода топлива
^GTj
определяются по ВСХ двига-

теля при соответствующих значениях частоты ⁿ , а значение крюкового удельного расхода трактора подсчитываются для всех передач по формуле:

g  1000
^GTj

крj _N
.
крj

Значения всех расчетных параметров сводятся в таблицу, по данным которой строятся графики тяговой характеристики.

11.