СОДЕРЖАНИЕ
1. Тяговый расчет трактора
1.1 Определение номинальнойэксплуатационной массы трактора
1.2 Определение номинальной мощностидвигателя
1.3 Расчет показателей двигателя повнешней регуляторной характеристике
1.4 Построение внешней регуляторнойхарактеристики дизеля и ее анализ
1.5 Построение кривой буксования
1.6 Определение диапазона номинальныхосновных скоростей трактора
1.7 Определение теоретическихскоростей трактора, касательных сил тяги и тяговых усилий на крюке на всехпередачах основного ряда
1.8 Определение радиуса ведущих колес
1.9 Определение передаточных чиселтрансмиссии основного ряда
1.10 Расчети построение теоретической тяговой характеристики трактора
1.11 Анализ тяговой характеристикитрактора
1.12 Расчет и построение потенциальнойтяговой характеристики трактора
1.13 Анализ потенциальной тяговойхарактеристики трактора
2. Тяговый расчет автомобиля
2.1 Определение массы автомобиля
2.2 Определение мощности двигателя
2.3 Расчет и построение внешнейскоростной характеристики двигателя
2.4 Определение радиуса ведущих колес
2.5 Определение передаточных чиселтрансмиссии
2.6 Расчет динамического фактораавтомобиля
2.7 Построение динамическойхарактеристики автомобиля
2.8 Анализ динамическойхарактеристики автомобиля
Литература
1. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТТРАКТОРА
В процессе выполнениятягового расчета трактора определяем основные параметры: масса трактора,мощность двигателя, расчетные скорости движения и тяговые показатели напередачах основного ряда и показатели топливной экономичности трактора, которыеобеспечивают ему необходимые тяговые свойства в условиях эксплуатации.
1.1. Определениеноминальной эксплуатационной массы трактора
Номинальнуюэксплуатационную массу трактора определяем из условия реализации заданноготягового класса при допустимом буксовании для гусеничных тракторов — 3 — 5%.
/> (1.1)
где РН — номинальное тяговое усилие трактора,заданное классом тяги, Н;
g — ускорение свободногопадения, равное 9.81 м/с2;
/> - коэффициент нагрузки ведущих колес;
f — коэффициент сопротивления качению [1, Приложение А, с. 49];
/> - допустимая величина коэффициента использования сцепной массы придопустимом буксовании и номинальной нагрузке на крюке [1, Приложение А, с. 49].
Тогда
/>
1.2 Определениеноминальной мощности двигателя
Номинальная мощностьдвигателя определяется из условия реализации номинального тягового усилия накрюке />, при равномерном движениина горизонтальном участке стерневого поля с заданной скоростью движения /> на первой передачеосновного ряда.
/> (1.2)
где VТ1 — скорость трактора, соответствующаяноминальному тяговому усилию, 7 км/ч;
ZЭ — коэффициент эксплуатационной нагрузкидвигателя, равный 0,9;
/> - КПД трансмиссии.
Механический КПДопределяется на первой передаче основного ряда по заданной кинематической схемепрототипа трансмиссии с учетом типа движителя, потерь, возникающих при передаченагрузки и потерь холостого хода.
Для гусеничных тракторов КПД трансмиссии определяется поформуле
/> (1.3)
где /> - КПДцилиндрической и конической пар шестерен;
/> - число пар цилиндрических и конических шестерентрансмиссии, передающих крутящий момент, />;
Значения n1, n2 определим по кинематической схемепрототипа трансмиссии на одной из передач основного ряда. При разветвлениимощности на два потока две пары аналогичных шестерён считают за одну пару.
/> - коэффициент, учитывающий потери на холостое прокручивание трансмиссии;
Значение коэффициентов принимаем />.Для колесных тракторов с двумя ведущими колесами />.
/>
Подставляя в формулу (1.2) известные, рассчитанные и принятыезначения параметров, определяем необходимую номинальную мощность двигателя.
/>
1.3 Расчет значенийпоказателей двигателя по внешней регуляторной характеристике
1.3.1 Максимальная частота вращения коленвала на холостомходу определяется как />.
1.3.2 Частота вращения, соответствующая максимуму крутящегомомента двигателя, определяется как />.
1.3.3 Текущие значения мощности на перегрузочной ветвирегуляторной характеристики определяются по формуле
/> (1.4)
где /> - номинальнаяэффективная мощность и частота вращения;
/> - эффективная мощность и частота вращения в искомой точке перегрузочнойветви характеристики;
/> - коэффициенты для дизелей с непосредственнымвпрыском топлива.
/>
1.3.4 Крутящий момент двигателя определяем по формуле
/> (1.5)
/>
1.3.5 Текущее значение часового расхода топлива наперегрузочной корректорной ветви регуляторной характеристики определяется поформуле
/> (1.6)
/>
1.3.6 Удельный расход топлива подсчитывается по формуле
/> (1.7),
/>
1.3.7 На регуляторной ветви характеристики, при уменьшениинагрузки двигателя, частота коленвала двигателя повышается от номинальной /> до максимальной холостогохода />. При этом мощность /> и крутящий момент /> уменьшаются до нуля при /> по линейному закону.Часовой расход топлива при этом уменьшается также по линейному закону отноминального значения до расхода на холостом ходу />.Часовой расход топлива на холостом ходу определяется как />, />. По часовому расходутоплива и мощности двигателя подсчитывается удельный расход топлива нарегуляторной ветви характеристики в искомых точках по формуле (1.7).
Таблица 1.1
Внешняя регуляторная характеристика дизеляПараметр, ед. изм.
/>
/>
1.025nH
1.05nH
1.075nH
/> 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9
/> 800 1200 1400 1600 1800 2000 2050 2100 2150 2200
/> 49 69 77 85 91 96 72 48 24
/> 585 549 525 507 483 458 335 218 107
/> 14.2 19.3 21.4 23.6 25.2 26.6 21.6 16.6 11.6 6.6
/> 290 280 278 278 277 277 300 346 483 ∞
1.4 Построение внешнейрегуляторной характеристики дизеля и её анализ
Регуляторнуюхарактеристику строим в трёх видах:
1.4.1 В функции отчастоты вращения /> коленчатоговала, которая используется для анализа работы двигателя на режимах перегрузки(рисунок 1.);
1.4.2 В функции отэффективной мощности />, котораяявляется основной и используется для анализа экономичности двигателя нарегуляторной ветви характеристики (рисунок 3.);
1.4.3 В функции открутящего момента /> двигателя дляудобства анализа регуляторной ветви и тяговых качеств трактора (рисунок 4.).
При анализе регуляторнойхарактеристики дизеля определяем и сравниваем с прототипом по типажу:
а) Удельный расходтоплива на номинальном режиме и сравнить его с прототипом;
Номинальный удельныйрасход топлива равен 277 (г/кВт×ч) что больше удельного расхода топлива прототипа />.
б) Коэффициент запасакрутящего момента двигателя:
/>;
/>.
Кз = 0,28 чтобольше прототипа Кз = 0,15.
в) Коэффициентприспособляемости двигателя по крутящему моменту:
/>;
/>.
/> что больше прототипа />.
г) Коэффициентприспособляемости двигателя по частоте вращения.
/>;
/>.
/> что меньше прототипа />.
1.5 Построение кривой буксования
Для построения кривой буксования колесных и гусеничныхтракторов на стерне нормальной плотности и влажности можно использовать среднестатистическиеданные буксования в зависимости от относительной величины силы на крюке, т.е.от коэффициента использования сцепной силы тяжести трактора.
/>
/>
где С, d — коэффициенты; S — показатель степени;
С=0.0333d=1.377S=2
/> - коэффициент использования сцепного веса
/>
где РКР — тяговое усилие на крюке, равное 30000 Н.
Значение коэффициента буксования заносим в таблицу 1.2.
Таблица 1.2
Исходные данные для построения кривой буксования
/> 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.81 0.83 0.84 0.841
/>
% 0.3 0.7 1.1 1.7 2.5 3.1 4 5 7 11 22 28 54 98 100
/>
Н 6082 12164 18247 24329 30411 33452 36493 39534 42575 45616 48658 49266 50482 51090 51151
По данным табл. 1.2 строим кривую буксования в зависимости отсилы тяги на крюке РКР (рис. 5).
1.6 Определение диапазона номинальных основных скоростей трактора
Диапазон номинальных основных скоростей определяется взависимости от силы тяги на крюке РКР по формуле:
/> (1.10)
где /> - тяговыйдиапазон трактора;
/> - номинальная сила тяги на крюке, кН;
/> - номинальное тяговое усилие для тракторов предыдущего
класса, кН;
/> = 1,2 — коэффициент расширения тяговой зоны, перекрытия смежных тяговыхзон.
/>
Структура ряда передаточных чисел трансмиссии для основныхрабочих передач изменяется в геометрической прогрессии и основана на стремленииобеспечить изменение крутящего момента двигателя в одинаковых пределах на всехпередачах.
При 6 ступенях коробки передач знаменатель геометрическойпрогрессии определяется по формуле
/> (1.11)
/>
1.7 Определение теоретических скоростей трактора, касательных сил тяги и тяговыхусилий на крюке на всех передачах основного ряда
Теоретические значения указанных показателей трактораопределяются при условии работы двигателя на номинальном режиме:
а) теоретические скорости движения трактора на всех передачахосновного ряда: />, />, />, />, />, />.
б) касательные силы тяги на всех передачах основного ряда:
/>, />, />, />, />, />.
в) тяговые усилия на крюке на всех передачах основного ряда: />, />, />, />, />, />.
1.8 Определение радиуса ведущих колес
Расчет радиуса ведущих колес гусеничного трактораопределяется по формуле
/> (1.12)
/>
1.9 Определение передаточных чисел трансмиссии основного ряда
Передаточное число трансмиссии на первой передаче основногоряда определяется согласно заданной теоретической скорости трактора />, по формуле
/> (1.13)
/>
Передаточные числа трансмиссии на остальных передачахосновного ряда определяются через знаменатель геометрической прогрессии
/>, />, />, />, />.
1.10 Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора
Исходными данными для тягового расчета трактора являютсятекущие значения крутящего момента />,частоты вращения /> и часовогорасхода топлива /> при работе дизеля по внешнейрегуляторной характеристике от режима максимума крутящего момента до холостогохода (табл. 1.1).
Касательную силу тяги на колесе определяем по крутящемумоменту двигателя и передаточному числу трансмиссии по формуле:
/> (1.13),
/>,
сила сопротивления качению:
/> (1.14),
/>
тяговое усилие на крюке:
/> (1.15),
/>,
Текущие значения коэффициента буксования снимаем с кривойбуксования (рис. 5).
Текущие значения теоретической скорости по передачамподсчитываем по формуле:
/> (1.16),
/>
Действительная скорость трактора определяем по формуле:
/> (1.17),
/>
Мощность на крюке подсчитываем как
/> (1.18),
/>
Удельный крюковой расход топлива подсчитываем по формуле:
/> (1.19),
/>
Тяговый КПД трактора определяем как
/> (1.20),
/>
По приведенному алгоритму производим расчет показателейтрактора по всем передачам основного ряда.
Таблица 1.3
Показатели двигателя по внешней регуляторной характеристике
/> 800 1200 1400 1600 1800 2000 2050 2100 2150 2200
/> 49 69 77 85 91 96 72 48 24
/> 585 549 525 507 483 458 335 218 107
/> 14.2 19.3 21.4 23.6 25.2 26.6 21.6 16.6 11.6 6.6
Таблица 1.4
Показатели трактора по тяговой характеристике на первойпередаче, />
/> 51631 48453 46335 44747 42628 40422 29566 19240 9443
/> 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082
/> 45549 42371 40253 38665 36546 34340 23484 13158 3361
/> 7 6.6 5.7 4.7 4 3.3 1.7 0.9 0.15
/> 2.8 4.2 4.9 5.6 6.3 7.0 7.2 7.3 7.5
/> 2.7 3.9 4.6 5.3 6.0 6.8 7.1 7.2 7.5
/> 34.2 45.9 51.4 56.9 60.9 64.9 46.3 26.3 7
/>г/кВт·ч 415 420 416 415 414 410 466 631 1657
/> 0.7 0.66 0.67 0.67 0.67 0.68 0.64 0.55 0.29
Таблица 1.5
Показатели трактора на второй передаче,/>
/> 47844 44899 42937 41464 39502 37457 27398 17829 8751
/> 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082
/> 41762 38817 36855 35382 33420 31375 21316 11747 2669
/> 6.5 4.8 4.1 3.9 3.1 2.8 1.4 0.6 0.1
/> 3.0 4.5 5.3 6.0 6.8 7.5 7.7 7.9 8.1
/> 2.8 4.3 5.1 5.8 6.6 7.3 7.6 7.8 8.1
/> 32.5 46.4 52.2 57 61.3 63.6 45 25.4 6
/>г/кВт·ч 437 416 410 414 411 418 480 653 1933
/> 0.66 0.67 0.68 0.67 0.67 0.66 0.62 0.53 0.25
Таблица 1.6
Показатели трактора на третьей передаче,/>
/> 44309 41582 39765 38401 36583 34690 25374 16512 8104
/> 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082
/> 38227 35500 33683 32319 30501 28608 19292 10430 2022
/> 4.7 3.9 3.2 2.9 2.7 2.3 1.4 0.8 0.07
/> 3.3 4.9 5.7 6.5 7.3 8.2 8.4 8.6 8.8
/> 3.1 4.7 5.5 6.3 7.1 8.0 8.3 8.5 8.8
/> 32.9 46.3 51.5 56.5 60.1 63.6 44.5 24.6 4.9
/>г/кВт·ч 431 417 415 418 419 418 485 675 2367
/> 0.67 0.67 0.67 0.66 0.66 0.66 0.62 0.51 0.2
Таблица 1.7
Показатели трактора на четвертой передаче,/>
/> 41027 38502 36819 35557 33873 32120 23494 15289 7504
/> 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082
/> 34945 32420 30737 29475 27791 26038 17412 9207 1422
/> 3.9 2.9 2.6 2.3 2 1.8 1.85 1.5 0.05
/> 3.5 5.3 6.2 7.0 7.9 8.8 9.0 9.2 9.5
/> 3.4 5.1 6.0 6.8 7.7 8.6 8.8 9.1 9.5
/> 33 45.9 51.2 55.7 59.4 62.2 42.6 23.3 3.7
/>г/кВт·ч 430 420 418 424 424 428 507 712 3135
/> 0.67 0.66 0.66 0.65 0.65 0.65 0.59 0.48 0.15
Таблица 1.8
Показатели трактора на пятой передаче,/>
/> 37997 35659 34100 32931 31372 29748 21759 14160 6950
/> 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082
/> 31915 29577 28018 26849 25290 23666 15677 8078 868
/> 2.8 2.3 2 1.9 1.8 1.7 0.9 0.4 0.02
/> 3.8 5.7 6.7 7.6 8.6 9.5 9.7 10.0 10.2
/> 3.7 5.6 6.6 7.4 8.4 9.3 9.6 10.0 10.2
/> 32.8 46 51.4 55.2 59 61.1 41.8 22.4 2.4
/>г/кВт·ч 433 419 416 427 427 435 516 741 4833
/> 0.67 0.67 0.67 0.65 0.65 0.64 0.58 0.47 0.1
Таблица 1.9
Показатели трактора на шестой передаче,/>
/> 35094 32934 31494 30415 28975 27475 20096 13078 6419
/> 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082 6082
/> 29012 26852 25412 24333 22893 21393 14014 6996 337
/> 2.3 2 1.9 1.7 1.5 1.3 0.9 0.35 0.01
/> 4.1 6.2 7.2 8.2 9.3 10.3 10.6 10.8 11.1
/> 4.0 6.1 7.1 8.1 9.2 10.2 10.5 10.8 11.1
/> 32.2 45.5 50.1 54.7 58.5 60.6 40.9 21 1
/>г/кВт·ч 441 424 427 431 431 438 528 790 11600
/> 0.66 0.66 0.65 0.64 0.64 0.63 0.57 0.44 0.04
По данным таблиц 1.4, 1.5, 1.6, 1.7. 1.8 и 1.9 строим тяговуюхарактеристику трактора (рис. 6).
1.11 Анализ тяговой характеристики трактора
Определив по тяговойхарактеристике величину буксования при номинальной силе тяги, можно сделатьвывод о том, что полученное теоретическое буксование не выходит за рамкидопустимого и равно 0,65 следовательно, эксплуатационная масса определенаверно.
Анализируя тяговуюхарактеристику, можно сделать вывод о том, что трактор целесообразно загружатьпо передачам в следующих диапазонах:
Первая передачаPKP = 31375 – 34340 Н;
ВтораяпередачаPKP= 28608 – 31375 Н;
Третья передачаPKP= 26038 – 28608 Н;
Четвёртая передачаPKP = 23666 – 26038 Н;
Пятая передачаPKP= 21393 – 23666 Н;
Шестая передачаPKP= 0 – 21393 Н;
Номинальной силе тяги накрюке по передачам основного ряда соответствует такие значения удельного ичасового расхода топлива:
Первая передача(PKP = 34340 Н):gKP = 410 г/кВт·ч;GT = 6,6 кг/ч;
Вторая передача(PKP = 31375 Н):gKP = 418 г/кВт·ч;GT = 6,6 кг/ч;
Третья передача(PKP = 28608 Н):gKP = 418 г/кВт·ч;GT = 6,6 кг/ч;
Четвёртая передача(PKP = 26038 Н):gKP = 428 г/кВт·ч;GT = 6,6 кг/ч;
Пятая передача(PKP = 23666 Н):gKP = 435 г/кВт·ч;GT = 6,6 кг/ч;
Шестая передача(PKP = 21393 Н):gKP = 438 г/кВт·ч.GT = 6,6 кг/ч.
1.12 Расчет и построение потенциальной тяговой характеристикитрактора
Потенциальная тяговая характеристика трактора показываетвозможную, идеальную зависимость /> приавтоматическом бесступенчатом регулировании скорости трактора, обеспечивающемзагрузку двигателя постоянно на номинальную мощность при изменении тяговогоусилия на крюке.
Расчет потенциальной тяговой характеристики производим вследующей последовательности:
— номинальную мощность двигателя определяем по формуле (1.2);
— мощность (кВт), теряемая в трансмиссии:
/> (1.23),
/>
— максимальное тяговое усилие на крюке по сцеплениюдвижителей с почвой:
/> (1.24),
/>
— текущее значение относительной величины тягового усилия накрюке принимаем с шагом />
/> (1.25),
— текущее значение тягового усилия на крюке (Н)
/> (1.26),
/>
— коэффициент буксования снимаем с кривой буксования (рис.5);
— текущее значение касательной силы тяги (Н)
/> (1.27),
/>
— текущее значение теоретической скорости трактора (км/ч)
/> (1.28),
/>
— текущее значение действительной скорости определяем поформуле (1.19);
— мощность (кВт), подводимая к ведущим колесам:
/> (1.29),
/>
— мощность (кВт), теряемая при буксовании:
/> (1.30),
/>
— мощность (кВт), теряемая при качении:
/> (1.31),
/>
— мощность на крюке определяем по формуле (1.20);
— тяговый КПД трактора рассчитываем по формуле (1.22);
— необходимое передаточное число трансмиссии определяем поформуле:
/> (1.32),
/>
По приведенному алгоритму результаты расчетов заносим втаблицы 1.9.
Таблица 1.9
Параметры потенциальной тяговой характеристики трактора
/> 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.83 0.841
/> 6082 12164 18247 24329 30411 36493 42575 48658 50482 51151
/> 6082 12164 18247 24329 30411 36493 42575 48658 54740 56564 57233
/> 0.3 0.7 1.1 1.7 2.5 4 7 22 54 100
/> 46.6 23.3 15.5 11.6 9.3 7.8 6.6 5.8 5.2 5.0 4.9
/> 46.6 23.2 15.4 11.5 9.1 7.6 6.3 5.4 4.0 2.3
/> 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3
/> 0.2 0.5 0.9 1.3 2 3.1 5.5 17.3 42.5 78.7
/> 78.7 39.2 26 19.4 15.4 12.8 10.6 9.1 6.7 3.9
/> 39.2 52 58.3 61.5 64.2 63.9 63.9 54.1 32.2
/> 0.41 0.54 0.61 0.64 0.67 0.66 0.66 0.56 0.33
/> 6.1 12.3 18.5 24.6 30.8 36.9 43.1 49.2 55.4 57.2 57.9
По данным табл. 1.9 строим потенциальную тяговуюхарактеристику трактора (рис. 7).
1.13 Анализ потенциальной тяговой характеристики трактора
Трактор с бесступенчатойтрансмиссией обладает значительным преимуществом перед трактором со ступенчатойтрансмиссией. Дело в том, что бесступенчатая трансмиссия позволяет изменятьпередаточное число трансмиссии в зависимости от нагрузки на крюке. Это позволяетсделать номинальную загрузку двигателя постоянной независимо от нагрузки накрюке, при этом достигается получение максимальной крюковой мощности приминимальном удельном крюковом расходе топлива.
Рациональный диапазонзагрузки трактора тяговым усилием ограничивается значением тягового КПД вграничных точках. Анализируя потенциальную тяговую характеристику, можнозаключить, что рациональной будет нагрузка на крюке:
/>, при которой />.
При работе трактора сбесступенчатой трансмиссией происходит постоянная регулировка передаточногоотношения трансмиссии для выведения двигателя на номинальную нагрузку, так какв реальных условиях нагрузка на крюке колеблется. У трактора с бесступенчатойтрансмиссией крюковая мощность в пределах рационального диапазона загрузкитрактора крюковым усилием колеблется незначительно и определяется по формуле(1.20), из которой видно, что при постоянстве крюковой мощности увеличениенагрузки на крюке приводит к снижению скорости движения трактора VTи V, и наоборот, снижение нагрузки на крюке влечёт за собойувеличение теоретической и действительной скоростей движения трактора.
Тяговый КПД определим повыражению:
/>
где /> - КПД трансмиссии;
/> - КПД по сцеплению колес с почвой;
/> - КПД трактора по сопротивлениюкачения пути.
Анализируя выражение,можно заметить, что снижение каждого из сомножителей в отдельности приведёт кснижению тягового КПД.
С уменьшением РKP тяговый КПД падает, вследствие падения до нуля /> и />; при увеличении />, тяговый КПД падает,вследствие падения /> (Рисунок 7).
2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТАВТОМОБИЛЯ
Цель тягового расчета — определение по исходным даннымнеобходимой массы автомобиля, мощности двигателя, передаточных чиселтрансмиссии и динамического фактора, обеспечивающих получение динамическихпоказателей автомобиля, удовлетворяющих эксплуатационным качествам.
2.1 Определение массы автомобиля
Собственная масса автомобиля (кг) определяем как:
/> (2.1)
где /> - номинальнаягрузоподъемность, кг;
/> - коэффициент грузоподъемности (для грузовыхавтомобилей />).
/>
Полная масса груженого автомобиля (кг) вычисляется поформуле:
/> (2.2)
где Г- коэффициент грузоподъемности;
75 — масса водителя, кг.
/>
2.2 Определение мощности двигателя
Необходимую мощность двигателя (кВт) определяем из условиявозможности движения автомобиля с заданной максимальной скоростью /> по заданной дороге приполном использовании грузоподъемности автомобиля:
/> (2.3)
где /> - коэффициентсуммарного сопротивления горизонтального участка пути, соответствующий движениюна прямой передаче, />;
/> - максимальная скорость движения на прямой передаче,км/ч;
/> - коэффициент обтекаемости, />(длягрузовых автомобилей />);
/> - площадь лобовой поверхности, м (принимаем попрототипу).
Площадь лобовой поверхности грузовых автомобилей можемопределить по формуле:
/> (2.4)
где В — ширина колеи задних колес, м;
Н — габаритная высота, м;
/>
/> - КПД трансмиссии (для грузовых 4К2 />).
/>
2.3 Расчет и построение внешней скоростной характеристикидвигателя
Внешняя скоростная характеристика представляет зависимостьэффективной мощности /> и крутящегомомента /> от частоты вращения /> вала двигателя при полномгазе.
Расчет текущей мощности по внешней скоростной характеристикепроизводится по формуле (1.4), а крутящего момента — по формуле (1.5).
Таблица 2.1
Внешняя скоростная характеристика двигателя
/> 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1.0 1.1
/> 0.09 0.16 0.25 0.36 0.49 0.81 1 1.21
/> 0.027 0.064 0.125 0.216 0.343 0.729 1 1.331
/> 0.36 0.49 0.63 0.75 0.84 0.97 1
/> 27 37 47 56 63 73 75
/> 1200 1600 2000 2400 2800 3600 4000 4400
/> 215 221 224 223 215 194 179
Ограничительную ветвь карбюраторного двигателя строимсоединением прямыми линиями номинальных значений мощности и крутящего момента снулевыми значениями при максимальной частоте вращения.
2.4 Определение радиуса ведущих колес
Радиус ведущих колес определяем по профилю шины, которуювыбираем в соответствии с нагрузкой, приходящейся на одно колесо при движенииавтомобиля с полной нагрузкой. Нагрузка на одно ведущее колесо определим поформуле:
/> (2.5),
где /> - коэффициентнагрузки задних колес в статическом состоянии автомобиля />,
/> - коэффициент увеличения нагрузки на заднюю ось придвижении автомобиля />,
/> - число шин на ведущей оси.
/>
По нагрузке на колеса выбираем шину по ГОСТ 5513-75 ивыбираем радиус ведущих колес />.
2.5 Определение передаточных чисел трансмиссии
Передаточное число главной передачи определяем из условиядвижения автомобиля на высшей (прямой) передаче с максимальной заданнойскоростью />:
/> (2.6)
где /> - передаточноечисло главной передачи.
/>
Передаточное число на первой передаче определяется из условияпреодоления наиболее тяжелой дороги, реализации максимального динамическогофактора (/>), а также из условияреализации возможностей сцепления ведущих колес.
Первое условие записываем уравнением
/> (2.7)
где /> - силасопротивления воздуха (Н) (на первой передаче ею можно пренебречь).
/> (2.8),
где /> - передаточноечисло коробки передач на первой передаче;
/> - передаточное число трансмиссии на первой передаче;
/> - номинальный крутящий момент двигателя, Н·м,
/>
Динамический фактор по двигателю /> недолжен превышать динамический фактор по сцеплению колес с почвой
/> (2.9)
где /> - коэффициентсцепления, />,
/>
Приравнивая выражения (2.8) и (2.9), определим необходимоепередаточное число трансмиссии на первой передаче
/> (2.10)
Значения передаточных чисел трансмиссии на промежуточныхпередачах определяем из условия получения наибольшей интенсивности поэтапногоразгона при переходе с передачи на передачу. При этом мощность двигателя навсех передачах должна быть одинаковой и по возможности наибольшей.
/>
/> (2.11)
где z — число передачкоробки,
q — знаменательгеометрической прогрессии.
/>
Знаменатель геометрической прогрессии определяется по формуле
/> (2.12)
/>
Передаточные числа трансмиссии по передачам определяются поформуле:
/>и т.д. (2.13)
/>; />; />.
2.6 Расчет динамического фактора автомобиля
Текущее значение динамического фактора по передачам порожнегоавтомобиля в зависимости от крутящего момента двигателя рассчитываем поформуле:
/> (2.14),
/>
При расчетах крутящий момент двигателя и частота вращенияпринимаем по данным табл. 2.1.
Таблица 2.2
Расчет динамического фактора. Передача первая />
/> 1200 1600 2000 2400 2800 3600 4000 4400
/> 215 221 224 223 215 194 179
/> 4.37 4.49 4.55 4.53 4.37 3.94 3.64
/> 1.8 2.4 3.0 3.6 4.2 5.4 6.0 6.6
/> 3.24 5.76 9 12.96 17.64 29.16 36 43.56
/>
/> 4.37 4.49 4.55 4.53 4.37 3.94 3.64
Таблица 2.3
Расчет динамического фактора. Передача вторая />
/> 1200 1600 2000 2400 2800 3600 4000 4400
/> 215 221 224 223 215 194 179
/> 1.82 1.87 1.90 1.89 1.82 1.64 1.52
/> 4.3 5.7 7.2 8.6 10.0 12.9 14.3 15.8
/> 18.49 32.49 51.84 73.96 100 166.4 204.5 249.6
/>
/> 1.82 1.87 1.90 1.89 1.82 1.64 1.52
Таблица 2.4
Расчет динамического фактора. Передача третья />
/> 1200 1600 2000 2400 2800 3600 4000 4400
/> 215 221 224 223 215 194 179
/> 0.76 0.78 0.79 0.79 0.76 0.68 0.63
/> 10.3 13.8 17.2 20.7 24.1 31.0 34.4 37.9
/> 106.1 190.4 295.8 428.5 580.8 961 1183.4 1436.4
/>
/> 0.76 0.78 0.79 0.79 0.76 0.68 0.63
Таблица 2.5
Расчет динамического фактора. Передача четвертая />
/> 1200 1600 2000 2400 2800 3600 4000 4400
/> 215 221 224 223 215 194 179
/> 0.31 0.32 0.33 0.32 0.31 0.28 0.26
/> 25.0 33.3 41.6 50.0 58.3 74.9 83.3 91.6
/> 625 1108.9 1730.6 2500 3398.9 5610 6938.9 8390.6
/> 0.0137 0.0244 0.0381 0.055 0.0748 0.1234 0.1526 0.1846
/> 0.30 0.29 0.29 0.26 0.23 0.16 0.11
2.7 Построение динамической характеристики автомобиля
По данным табл. 2.2 – 2.5 строим динамическую характеристикупорожнего автомобиля (рис. 9). После чего преобразовываем ее в универсальную,позволяющую находить динамический фактор и производить другие эксплуатационныерасчеты для автомобиля и автопоезда любой массы.
Построенная характеристика дополняется шкалой Ггрузоподъёмности, на которой откладываются значения коэффициентагрузоподъёмности, определяемого по формуле
/> (2.15),
/>
где mа — действительная масса автомобиля, кг.
2.8 Анализ динамической характеристики автомобиля
Определяем соответствие результатов расчетов проектномузаданию:
а) Dmax на первой передаче полностью груженого автомобиля равно 1.44Dmax по заданию равно 0.54;
б) максимальная скорость движения полностью груженогоавтомобиля по грунтовой дороге равна 91.6 км/ч, что больше 85 км/ч (по заданию).
ЛИТЕРАТУРА
1. Методические указанияк курсовой работе по тракторам и автомобилям. — Омск: ОмГАУ, 2006г.
2. Скотников В.А,Мащерский А.А и др. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля. — М.:Агропромиздат,1986.
3. Справочные материалыпо тракторам и автомобилям. — Омск: ОмСХИ, 1989.