NH
=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).
МН
=
(Н М)
где, NH
- мощность двигателя номинальная, л. с.
nH
-
номинальная частота вращения двигателя. nH
= 1750 об/мин.
МН
==
281,004 (Н М)
Максимальный момент Мmax
= KM
* MH
= 281 * 1.2 = 337.2 Н М
где, KM
-
коэффициент приспособленности
KM
= 1,15….1,25 (Кутьков Г.М. стр.124)
Через точки МН
и Мmax
параллельно оси абцис проводим вспомогательные линии.
На оси обцис слева от точки 0 (в отрицательной области) откладываем значение WH
, NE
,
GT
, и в квадрате III строим регулярною характеристику двигателя. Для этого на ось абцис наносим значение номинальной угловой скорости коленчатого двигателя WH
и опускаем перпендикуляр до пересечения со вспомогательной линией, проведенной через точку МН
.
Рассчитываем максимальную угловую скорость вала двигателя
Wxx
=WH
= WH
=1.14 WH
где, буксирование δ =0,13 (Кутьков Г.М. стр.492, приложение 3), при φк
= 0,7 (Кутьков Г.М. стр.491, приложение 1).
Номинальная угловая скорость
WH
= == 184.21 рад/с
где, 1рад = 57°, nH
= 1750 об/мин - число оборотов коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.
Wxx
= 1.14 WH
= 1.14 * 184.2 = 210 рад/с.
nxx
=11.4nH
= 1.14 * 1750 = 1995 об/мин.
Откладываем значение Wxx
на оси абцис и соединяем эту точку с точкой WH
на вспомогательной линии MH
.
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
WM
=
где, KW
===1.4
WM
= = α* WH
=0.7 * 184.2 =128,95 рад/с
nM
=0.7 * 1750 = 1225 об/мин.
Мощность двигателя при Мmax
NЕ
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
GTH
= 10-3 g
* NH
= 10-3
*185 * 70 = 12.95 кг/ч
На холостом ходу (Кутьков Г.М., стр 130).
GTX
= (0.2÷0.3) GTH
= 0.25 * 12.95 = 3.24 кг/ч.
При максимальной мощности
GTMax
= (0.7÷0.8) GTH
= 0.75 * 12.95 = 9.71 кг/ч.
Откладываем в III квадрате GTH
, GTX
, GTMax
.
Рассчитываем передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей (Кутьков Г.М., стр 127). Для колесных тракторов теоретическая скорость 1-й передачи рабочего диапазона VTMin
= VT
1
принимаем равной 8 - 10 км/ч. Наивысшую теоретическую скорость для 4-й передачи VTMax
= VT
4
рабочего диапазона скоростей принимаем равной 15-17 км/ч. Радиус колеса 12-38 принимаем
RK
== 0.79 м.
Принимаем для расчета теоретические скорости по передачам;
VT
1
= 9 км/ч = 2,5 м/с и VT
4
= 16 км/ч = 4,45 м/с.
Рассчитываем передаточные числа трансмиссии.
I1
= = = 58.21
I4
= = = 32.7
Передаточные числа в пределах рабочего диапазона разбиваем по передачам согласно закону геометрической прогрессии (Кутьков Г.М., стр 128), знаменатель которой
gi
= = = = 0.83
где, Z= 4 - число передач.
Должно соблюдаться условие gi
≥
,
где, KM
= 1.15÷1.2 тогда gi
= = 0,83, т. е условие соблюдено. Тогда:
I2
= I1
* gi
= 58.2 * 0.83 = 48.31
I3
= I2
* gi
= 48.3 * 0.83 = 40.1
Расчет и построение зависимостей касательной силы тяги PK
= ƒ (MK
) выполняем следующим образом. В выражении PK
подставляем значение номинального крутящего момента MH
и передаточное число IТР
на данной передаче.
PK
=
У механической трансмиссии = 0,88÷0,93 (Кутьков Г.М. стр.112) т.к. трактор колесный = 1.
PK1
= = 18635 H.
PK2
= = 15467 H
PK3
= = 12837 H
PK4
= = 10469 H
В квадрате IVстроим 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 PK
, PKP
и Pf
, откладываем полученное расчетом значение силы Pf
cучетом заданного агрофона (Кутьков Г.М. стр.491)
Pf
= ƒK
*G= 0.11* 34000 = 3740 H
и отмечаем точку 01
которая является началом точки отчета для силы PK
, а точка 0 -
.
Полученные ранее значения PK
откладываем на линии MH
иэту точку соединяем с точкой 01
, продолжив до пересечения с линией MMax
.
В квадрате IIстроим график теоретической скорости движения трактора по передачам в зависимости от угловой скорости вала двигателя VT
= ƒ (Wg)
Расчеты проводим при Wg= WH
для каждой передачи.
VT
1
= = = 2.50 м/с.
VT
2
= = = 3,01 м/с.
VT
3
= = = 3,63 м/с.
VT
4
= = = 4,45 м/с.
Полученные значения VT
откладываем на линии, проведенной из точки WH
на регулярной характеристике перпендикулярно оси абцисс, и соединяем с началом координат. Начало отсчета для графиков VT
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 Pf
при движении трактора без тяговой нагрузки, т.е. при PKP
= 0. Эти значения крутящего момента двигателя находятся в точках пересечения линий PK
= ƒ (MK
) с осью MK
.
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 VT
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 PKP
= 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. VTP
= ƒ (PKP
).
В приложении 3 (Кутьков Г.М. стр.492) берем данные по трактору колесной формулы 4 к 2 по стерне.
φКР
=; PKP
= φКР
* GTP
При номинальном тяговом усилии для колесных тракторов формулы 4 к 2
φКРН
= 0,37 ÷ 0,39 (Кутьков Г.М. стр 97)
Откладываем в квадрате Iзначения буксования δ в зависимости от значений PKP
(по оси абцисс).
Рассчитаем VTP
при номинальной нагрузке
VTP
= VT
* (1 - δ)
V1
= 2.5 (1-0.06) = 2.35 м/с
V2
= 3,01 (1-0.04) = 2.89 м/с
V3
= 3,63 (1-0.03) = 3,52 м/с
V4
= 4,45 (1-0.02) = 4,36 м/с
Для каждой передачи из точек пересечения PK
с линией MH
проводим вертикально вверх до пересечения с графиком δ и значение δ подставляем в формулу VTP
.
Максимальная крюковая сила на каждой передаче
PKP
=PK
- Pf
PKP1
= 18635-3740 = 14895 H = 14.90 kH
PKP2
= 15467-3740 = 11727 H = 11.73 kH
PKP3
= 12837-3740 = 9097 H = 9.10 kH
PKP4
= 10469-3740 = 6729 H = 6.73 kH
Максимальная крюковая мощность на каждой передаче
NKP
= PKP
* VTP
NKP
1
= 14895 * 2.35 = 35003 Нм/с (Вт) = 35 кВт
NKP
2
= 11727 * 2.89 = 33909 Нм/с (Вт) = 33,91 кВт
NKP
3
= 9097 * 3,52 = 32024 Нм/с (Вт) = 32,02 кВт
NKP
4
= 6729 * 4,36 = 29345 Нм/с (Вт) = 29,35 кВт
На вертикальных линиях построенных ранее от MH
откладываем значения NKP
1,
NKP
2,
NKP
3,
NKP
4
и соединяем эти точки с точкой 0.
При максимальном крутящем моменте WM
= 129 рад/с, тогда скорость трактора на каждой передаче
VM
= (1 - δ)
VM
1
= (1 - 0.08) = 1.61 м/с
VM
2
= (1 - 0.05) = 2 м/с
VM
3
= (1 - 0.03) = 2,46 м/с
VM
4
= (1 - 0.03) = 3,02 м/с
От точек пересечения PK
с горизонтальной линией MMax
проводим вертикальные линии через IVи Iквадраты и откладываем на них значения VM
.
Тогда крюковая сила при максимальном крутящем моменте
PM
= PK Max
- Pf
PK
Max
берем из графиков PK
в IVквадрате
PM
1
= 22170 - 3740 = 18430 Н = 18,43 кН
PM
2
= 18560 - 3740 = 14820 Н = 14,82 кН
PM
3
= 15530 - 3740 = 11790 Н = 11,79 кН
PM
4
= 12770 - 3740 = 9030 Н = 9,03 кН
Крюковая мощность на каждой передаче при MMax
NM
= PM
* VM
NM
1
= 18430 * 1.61 = 29672 Нм/с (Вт) = 29,67 кВт
NM
2
= 14820 * 2 = 29684 Нм/с (Вт) = 29,68 кВт
NM
3
= 11790 * 2,46 = 29051 Нм/с (Вт) = 29,05 кВт
NM
4
= 9030 * 3,02 = 27284 Нм/с (Вт) = 27,28 кВт
Тяговой КПД определяем по формуле:
ηт
= , где NНЭ
= = 51,75 кВт, тогда ηт1
= = 0,68,
ηт2
= = 0,66,ηт3
= = 0,62, ηт4
= = 0,57