Рівняння (3.44) можемо записати наступним чином 3 страница

Результати розрахунків приводимо нижче

(5.31)

Для прикладу приведемо розрахунки поточного значення Р_к для першої передачі при М_ен

Результати розрахунків для інших поточних значень М_е різних передач заносимо в табл.5.3;

- в середній частині аркушу проводимо вісь абсцис. Позначаємо її літерами: внизу від осі – Р_к, Н; вгорі від осі – Р_г, Н;

- на нижню частину вісі абсцис наносимо масштабну шкалу дотичної сили тяги з кроком 5000 Н.

При побудові характеристики студенти самостійно приймають крок масштабної шкали в діапазоні від 1000 до 10000 Н в залежності від значення Р_гні проектуємого трактора;

- визначаємо довжини вісі абсцис, які відповідають поточним значенням дотичної сили тяги для кожної передачі. Для прикладу приведемо результати обчислень для І-ї передачі

- отримані відрізки відкладаємо на вісь абсцис. Позначаємо їх точками. Через точки проводимо допоміжні ординати нижньої і верхньої частин характеристики;

- для наглядності характеристики і полегшення виконання побудови допоміжні ординати кожної передачі додатково позначаємо допоміжними вісями абсцис. Вони проводяться паралельно вісі абсцис. Точки перетину відповідних допоміжних ординат з відповідними допоміжними абсцисами позначаємо літерами Р_{гн І} і Р_{г мах І};

- на верхню частину вісі абсцис наносимо масштабну шкалу сили тяги на гаку.

Від початку нижньої частини вісі (точка "0") відкладаємо значення Р _f = 7750 Н, що в мм довжини вісі становить (7750·130)/47220 = 21,3 мм. Довжину отриманого відрізка позначаємо точкою і цифрою 0´. Через отриману точку проводимо основну вісь ординат верхньої частини характеристики;

- на основну вісь ординат нижньої частини характеристики (рис.5.4) наносимо масштабну шкалу поточного значення кількості обертів колінчастого вала дизеля. Позначаємо її літерами: n_д, хв^-1. Для даного розрахунку приймаємо крок шкали 200 хв^-1;

- на шкалі n_д точками позначаємо поточні значення кількості обертів із табл.5.3, а також максимальну кількість обертів холостого ходу n_{max x.x.} = 2275 хв^-1;

- через точки, які позначають поточні значення n_д із табл.5.3, проводимо допоміжні абсциси. Допоміжні абсциси позначаємо літерами n¹_z... n⁴_z. Місця перетину відповідних допоміжних абсцис з відповідними допоміжними ординатами позначаємо точками і літерами nⁱ_z;

- точки n¹_z з’єднуємо прямою лінією з точкою n_{мах x.x.};

- точки n¹_z…n⁴_z кожної передачі з'єднуємо за допомогою лекала;

- отримані залежності позначаємо літерою n_д;

- на додаткову вісь ординат нижньої частини характеристики наносимо масштабну шкалу поточного значення ефективної потужності дизеля. Позначаємо її літерами: N_e, кВт. Для даної характеристики приймаємо крок шкали 20 кВт;

- на шкалі N_e точками позначаємо поточні значення ефективної потужності із табл.5.3;

- через точки, які позначають поточне значення N_e проводимо допоміжні абсциси. Місця перетину відповідних допоміжних абсцис з відповідними допоміжними ординатами позначаємо точками і літерами Nⁱ_z;

- точки N¹_z з'єднуємо прямою лінією з точкою "0" масштабної шкали;

- точки Nⁱ_z кожної передачі з'єднуємо за допомогою лекала;

- отримані криві позначаємо літерою N_e;

- на додаткову вісь ординат нижньої частини характеристики наносимо масштабну шкалу поточного значення годинної витрати палива. Позначаємо її літерами: G_n, кг/г. Для даної характеристики приймаємо крок шкали 5 кг/г;

- на шкалі G_n точками позначаємо поточні значення годинної витрати палива із табл.5.3, а також значення G_{n мах х.х.} = 9,5 кг/г (44,4 мм) із табл. 5.2;

- через точки, які позначають поточне значення G_n проводимо допоміжні абсциси. Позначаємо їх літерами Gⁱ_п. Місця перетину відповідних

Рис. 5.4. Нижня частина теоретичної тягової характеристики

проектуємого трактора

допоміжних абсцис з відповідними допоміжними ординатами позначаємо точками і літерами Gⁱ_{п z};

- точки G¹_z з'єднуємо прямою лінією з точкою G_{n маx x.x.};

- точки G¹_{n z} кожної передачі з'єднуємо за допомогою лекала;

- отримані криві позначаємо літерами G_n;

- визначаємо поточне значення сили тяги на гаку Р¹_гz для кожної передачі і заносимо в табл.5.3.

Поточне значення сили тяги на гаку визначається по залежності (5.12).

Нижче для прикладу приведемо результати обчислень для першої передачі при М_ен

(5.32)

- визначаємо поточне значення буксування δ'_z для кожної передачі і

заносимо в табл.5.3.

Поточне значення буксування визначається по формулі (5.10). Поточні значення сили тяги на гаку в формулу (5.10) підставляються із табл.5.3;

- на додаткову вісь ординат верхньої частини характеристики (рис.5.5) наносимо масштабну шкалу поточного значення буксування. Позначаємо її літерами: δ, %. Для даної характеристики приймаємо крок 5 %;

- на відповідних додаткових ординатах в прийнятому масштабі відкладаємо поточні значення буксування із табл.5.3;

- з'єднуємо отримані точки. Криву позначаємо літерою δ;

- визначаємо поточне значення теоретичної швидкості руху V^і_т для кожної передачі і заносимо в табл.5.3.

Поточне значення швидкості руху визначається по залежності (2.54), куди підставляються поточні значення кількості обертів колінчастого вала із табл.5.2.

Для прикладу приведемо результати обчислень номінальної теоретичної швидкості для другої передачі

- визначаємо поточні значення дійсної швидкості руху для кожної передачі і заносимо в табл.5.3.

Поточне значення дійсної швидкості руху визначається за залежністю (2.55), куди підставляються поточні значення теоретичної швидкості руху і буксування рушіїв із табл.5.3.

Для прикладу приведемо результати обчислень номінальної дійсної швидкості для другої передачі

- на основну вісь ординат верхньої частини характеристики наносимо

Рис. 5.5. Верхня частина теоретичної тягової характеристики проектуємого трактора

масштабну шкалу поточного значення дійсної швидкості руху трактора. Позначаємо її літерами: V, км/г. Для даної характеристики приймаємо крок 2 км/г;

- визначаємо дійсні швидкості руху при Р_г = 0 для кожної передачі і в прийнятому масштабі відкладаємо їх на масштабну шкалу. Отримані відрізки

позначаємо точками і літерами V⁰_дz.

Результати обчислень для першої передачі приводимо нижче

- на відповідних додаткових ординатах в прийнятому масштабі відкладаємо поточні значення дійсної швидкості руху із табл.5.3. Отримані точки позначаємо літерами Vⁱ_дz.

- точки V°_д і V¹_hz кожної передачі з'єднуємо прямою лінією;

- точки V¹_нz, V²_z, V³_z іV⁴_z кожної передачі з'єднуємо за допомогою лекала;

- отримані криві позначаємо літерами V_д;

- визначаємо поточні значення потужності на гаку Nⁱ_rz для кожної передачі і заносимо в табл.5.3.

Поточні значення потужності на гаку визначаються за залежністю (5.7), куди підставляються поточні значення сили тяги на гаку Рⁱ_rz і дійсної швидкості руху Vⁱ_дz із табл.5.3.

Нижче для прикладу приведемо результати обчислень номінального значення потужності на гаку для першої передачі

- на основну вісь ординат верхньої частини характеристики наносимо масштабну шкалу поточного значення потужності на гаку. Позначаємо її літерами: N_r, кВт. Для даної характеристики приймаємо крок 10 кВт;

- на відповідних додаткових ординатах в прийнятому масштабі відкладаємо поточні значення потужності на гаку із табл.5.3. Отримані точки позначаємо літерами: Nⁱ_rz.

- точки N'_rнz і 0´ з'єднуємо прямою лінією;

- точки N¹_rнz... N²_rнz і N³_rz... N⁴_rz кожної передачі з'єднуємо за допомогою лекала;

- отримані криві позначаємо літерами N_r;

- визначаємо поточні значення питомої гакової витрати палива gⁱ_rz для кожної передачі і заносимо в табл.5.3.

Поточні значення питомої гакової витрати палива визначаються за залежністю

(5.33)

У формулу (5.33) підставляються поточні значення G^і_nz і N^і_rz із табл.5.3.

Нижче для прикладу приведемо результати обчислень номінального значення питомої гакової витрати палива для першої передачі

- на додаткову вісь ординат верхньої частини характеристики наносимо масштабну шкалу поточного значення питомої гакової витрати палива. Позначаємо її літерами: g_r, гр/(кВт∙г). Для даної характеристики приймаємо крок 20 гр/(кВт·г);

- на відповідних додаткових ординатах в прийнятому масштабі відкладаємо поточні значення питомої гакової витрати палива із табл.5.3. Отримані точки позначаємо літерами gⁱ_rz;

- точки g¹_гнz, g²_гz, g³_гz і g⁴_гz кожної передачі з'єднуємо за допомогою лекала.

- отримані криві позначаємо літерами g_г;

- визначаємо поточні значення тягового коефіцієнта корисної дії η^і_{тяг z} для кожної передачі і заносимо в табл.5.3.

Поточні значення тягового К.К.Д. визначаються за залежністю (5.19).

У формулу (5.19) підставляються поточні значення N^і_rz і N^і_ez із табл.5.3.

Нижче для прикладу приведемо результати обчислень номінального значення тягового К.К.Д для першої передачі

(5.34)

- на додаткову вісь ординат верхньої частини характеристики наносимо масштабну шкалу поточного значення тягового К.К.Д. Позначаємо її літерами: . Для даної характеристики приймаємо крок 0,1;

- на відповідних додаткових ординатах в прийнятому масштабі відкладаємо номінальні значення тягового К.К.Д кожної передачі. Отримані точки позначаємо літерами ;

- точки з'єднуємо за допомогою лекала;

- отриману криву позначаємо літерами .

5.4. Процес розгону машинно-тракторного агрегату

5.4.1. Основні показники, їх оцінювання

Кінетична енергія еквівалентної маси з моментом інерції І_с (рис.5.6), яка обертається з кутовою швидкістю ω_д колінчастого валу двигуна, рівна кінетичній енергії замінюючої її маси

(5.35)

де d_вр – коефіцієнт урахування обертових мас трактора;

G – вага трактора;

G_м – вага сільськогосподарської машини;

V – швидкість руху.

Із рівності (5.35) визначаємо приведений момент інерції еквівалентної маси трактора в Н·м/с²

(5.36)

Числові значення робочого радіуса колеса в рівнянні (5.36) визначаються за залежністю (2.54), а дійсної швидкості руху –

(5.37)

Момент інерції двигуна в Н·м/с² становить

І_Д ≈ (1,15…1,2) І_max, (5.38)

де – момент інерції маховика;

G_max – вага маховика;

r_max – середній радіус обода маховика.

Коефіцієнт запасу муфти зчеплення β = 1,5…4.

Розрахунковий момент муфти зчеплення дорівнює

М_мр = βМ_ДН. (5.39)

Рис. 5.6. Двохмасова система, еквівалентна

тракторному агрегату при розгоні

Рис. 5.7. Теоретична діаграма розгону тракторного агрегату

Рис. 5.8. Схема збільшувача крутного моменту

1 – муфта зчеплення; 2 – муфта збільшувача крутного моменту;

3 – підшипник; 4 – коронна шестерня; 5 – шестерня; 6 - вісь

Момент опору в Н·м визначається за залежністю

(5.40)

де – коефіцієнт завантаження двигуна.

Мінімальна кутова швидкість колінчастого валу двигуна у кінці першого періоду розгону (t₁) (рис.5.7) розраховується за рівнянням

(5.41)

повинна бути не менше припущеної

(5.42)

де n_min = n_{м max} – 200…300 хв^-1, n_{м max} = (0,5…0,65) n_н.

Характерні параметри теоретичної діаграми розгону тракторного агрегату та формули для їх розрахунку на кожній ділянці характеристики приведені в табл.5.4.

5.4.2. Вплив на процес розгону механізмів для переключення

передач при русі

Динамічні властивості агрегату поліпшуються застосуванням в трансмісії різних механізмів (гідротрансформаторів, автоматичних коробок передач та інших).

Для прикладу розглянемо вплив збільшувача крутного момента (ЗКМ) (рис.5.8) на процес розгону.

На першому етапі розгону муфта зчеплення 2 збільшувача крутного моменту відключена, ЗКМ включений, передаточне число планетарного редуктора і_пл = 1,25.

На другому етапі муфта зчеплення ЗКМ включена, ЗКМ відключений.

І етап, І період – t₁ (рис. 5.9), кутова швидкість первинного валу трансмісії менша кутової швидкості валу зчеплення ω_к1 < ω_с, кутова швидкість колінчастого валу двигуна ω_д зменшується від ω₁ до ω_д = ω'₁, а

Таблиця 5.4

Характерні параметри теоретичної діаграми розгону тракторного агрегату

Час, с	Крутний момент, Н·м	Кутова швидкість, с^-1
на колінчастому валу двигуна	на валу муфти зчеплення	колінчастого валу двигуна	валу муфти зчеплення (первинного валу КПП)
І періоду
Початку включення муфти зчеплення tх = 0
Початку руху первинного валу трансмісії
Роботи двигуна на регуляторній ділянці характеристики
Включення муфти зчеплення
Першого періоду розгону
Другого періоду розгону
Другого періоду розгону При і

Рис. 5.9. Діаграма поетапного розгону трактора

валу зчеплення ω_с збільшується від 0 до ω_с = ω΄₁; швидкість ω_кн первинного валу трансмісії збільшується до .

2 період – t₂, кутова швидкість колінчастого валу двигуна ω_д = ω_с = ω΄₁ і збільшується до ω_д = ω˝₁;

ІІ етап, 3 період – t₃, кутова швидкість колінчастого валу двигуна зменшується від ω_д = ω˝₁ до ω_д = ω΄₂, ω_с = ω_д, а кутова швидкість первинного валу збільшується до до ω_кн = ω_д = ω_с = ω΄₂.

4 період – t₄, кутова швидкість ω_д = ω_с= ω_кн збільшується від ω΄₂ до умовної ω˝₂.

Загальний час розгону становить

t_р = t₁+ t₂+ t₃+ t₄. (5.43)

Питання для самопідготовки та самоконтролю

1.Що таке потужністний баланс трактора? Яке рівняння потужністного балансу при роботі трактора з гідрофікованими робочими органами сільськогосподарських машин без використання валу відбору потужності?

2.Як визначається загальний тяговий ККД трактора з використанням і без використання валу, та гідросистеми відбору потужності?

3.Чому дорівнюють ККД трансмісії та ККД, який враховує втрати на буксування рушіїв та кочення трактора?

4.В чому полягає суть принципу тягових класів тракторів?

5.Як визначити конструктивну та експлуатаційну маси трактора, необхідну потужність двигуна?

6.Методика побудови теоретичної тягової характеристики трактора.

7.Розгін тракторного агрегату безпосередньо на робочій передачі. Особливості поетапного розгону тракторного агрегату.

8.Які способи ефективного використання енергонасичених тракторів і в чому їх суть?

9.Методика зняття експериментальної тягової характеристики.

6. Тягова і гальмівна динаміка та паливна

економічність автомобілів

6.1. Баланс потужності автомобіля

В загальному випадку рівняння баланса потужності автомобіля має вигляд

(6.1)

Номінальна потужність автомобільного двигуна визначається за формулою

(6.2)

де Р_y - приведена сила сумарного опору дороги, Н.

Р_w - сила опору повітря, Н.

V_н - номінальна швидкість руху автомобіля, км/г.

h_трz - коефіцієнт корисної дії трансмісії на вищій передачі.

Потужність на гаку визначається за залежністю

(6.3)

де N_пр – втрати потужності на переміщення причепа, кВт;

Р_пр – тяговий опір причепа, Н;

V – дійсна швидкість руху причепа (автомобіля), км/г.

Графічне зображення балансу потужності автомобіля в залежності від швидкості має назву – діаграма руху автомобіля. При цьому Р_г = 0. Для зручності побудови діаграми, рівняння тягового балансу складають у залежності від швидкості та сил опору руху

(6.4)

де Р _f, Р _w, Р_і, Р _j – відносні сили опору руху, Н.

Для побудови діаграми (рис. 6.1) використовують зовнішню швидкісну характеристику N_е = f (n) і перетворюють у N_e = f (V). При цьому використовують залежність вищої робочої передачі

Рис. 6.1. Діаграма руху автомобіля

.

Визначають величину потужності у межах від n_min до n_max. Значення N_e у цих межах знімають із швидкісної характеристики.

Потужність, яка підведена до ведучих коліс N_к = N_еη_тр, а втрати потужності у трансмісії

Втрати потужності на опір повітря визначаються за залежністю (5.8), втрати потужності на опір коченню – (5.4).

Сумарний опір дороги становить

(6.5)

Згідно розрахунків будується діаграма руху автомобіля.

Проекція точки перетену кривої N_к – N_w = f (V) з променями N _f і N_ψ на вісь абсцис визначає сталу швидкість руху, а відрізки між ними – запас N_i + N _j на подолання під´йому та розгону.

Ця діаграма руху автомобіля придатна тільки для руху на одній передачі так, як і _тр на кожній передачі має різне значення.

6.2. Динамічний фактор і динамічна характеристика автомобіля

Для автомобіля без прицепа рівняння тягового балансу в загальному випадку можемо записати так

(6.6)

де Р_y - приведена сила сумарного опору дороги, Н;

Р_j - сила опору розгона (зміни швидкості руху), Н;

Р_w - сила опору повітря, Н.

Перепишемо рівняння (6.6)

,

де

або

Дата добавления: 2017-02-01