5.3. Корректировка передаточных чисел трансмиссии

После определения передаточных чисел трансмиссии для основных (рабочих) и транспортных передач необходимо выбрать для рассчитываемого трактора кинематическую схему трансмиссии. Если схема трансмиссии принимается аналогичной трактору-прототипу, то передаточные числа главной и конечной передач принимают, как правило, такими, как у трактора-прототипа.

Требуемые расчетные значения передаточных чисел коробки передач определяют по формуле (расчет произвести только для основных передач):

i_кj = i_тр.j/(i_гпi_кп) = i_тр.j/i_о,

где i_гп, i_кп - соответственно передаточные числа главной и конечной передач: i_гпi_кп = i_о.

Затем по кинематической схеме коробки передач, определяют, какие шестерни находятся в зацеплении на каждой из расчетных передач и подбирают для них целые числа зубьев в соответствии с требуемыми передаточными числами. Рассчитывают действительные значения передаточных чисел i_тр.j. Они будут несколько отличаться от расчетных.

Для единичной шестеренной передачи требуемое количество зубьев шестерни Z_ш (ведущая шестерня) и колеса Z_к (ведомая шестерня) можно определить по формулам:

Z_ш = Z_/(i + 1);

Z_к = Z_ - Z_ш = iZ_/(i + 1),

где Z_ - суммарное количество зубьев передачи Z_ = Z_ш + Z_к;

i - требуемое передаточное число передачи.

Значения Z_ш и Z_к округляются до ближайшего целого числа.

Значение Z_ можно принять таким же, как и у трактора-прототипа, или близким к нему.

Числа зубьев шестерен, уточненные значения передаточных чисел трансмиссии и номинальной скорости движения трактора (без учета буксования) заносятся в табл. 4.

В расчетно-пояснительной записке приводится рисунок с кинематической схемой трансмиссии трактора.

Таблица 4

Уточненные значения передаточных чисел трансмиссии

Наименование показателей	Передачи
	1	2		3	4
Расчетное передаточное число трансмиссии iтр	54,887	47,782		41,597	36,212
Передаточное число центральной и конечной передач iо	69*41 13*12		= 18,135
Числа зубьев шестерен коробки передач	37*45 28*20	35*45 31*20		39*37 25*27	37*37 28*27
Скорректированное передаточное число трансмиссии iтр*	54,92	47,07		41,77	36,90

6. Регуляторная характеристика двигателя

Регуляторная характеристика двигателя (Рис. 2) устанавливает взаимосвязь между частотой вращения коленчатого вала n_e, эффективной мощностью N_e, часовым G_т и удельным эффективным g_e расходами топлива и развиваемым им крутящим моментом М_к. Расчет производится для внешней характеристики двигателя, получаемой при настройке регулятора на максимальную частоту вращения коленчатого вала. Необходимо различать следующие основные режимы работы двигателя:

1. Холостой ход: М_к = 0.

2. Номинальный (максимальной мощности): М_к = М_н.

3. Максимального крутящего момента: М_к = М_макс.

Работа с недогрузкой - регуляторные ветви характеристики: 0  М  М_н.

Работа с перегрузкой - перегрузочные (корректорные, безрегуляторные) ветви характеристики: М_н  М  М_макс.

При работе двигателя с недогрузкой графики изменения частоты вращения вала n = f₁(М_к) и часового расхода топлива G_т= f₂(М_к) с достаточной степенью точности можно аппроксимировать прямыми линиями:

- частота вращения вала двигателя

n = n_х - (n_х - n_н)k₃, (22)

где n_х - частота вращения вала двигателя при холостом ходе:

n_х = n_н(2 + _р)/(2 - _р)  (1 + _р)n_н;

_р - степень (коэффициент) неравномерности регулятора двигателя. Для современных тракторных дизелей _р = 0,07…0,10.;

k₃- коэффициент загрузки двигателя: k₃= М_к/М_н.

- эффективная мощность двигателя

N_е = М_кn_е/9550, квт; (23)

- часовой расход топлива

G_т = G_тх + (G_тн - G_тх)k₃, кг/ч, (24)

G_тн - часовой расход топлива, соответствующий номинальной загрузке двигателя:

G_тн= 10^-3g_енN_н, кг/ч;

G_тх - часовой расход топлива при холостом ходе двигателя:

G_тх  (0,25…0,30)G_тн;

- удельный расход топлива двигателем:

g_е = 10^-3G_т/N_е, г/квтч. (25)

На регуляторном участке характеристики рассчитать два - три промежуточных режима загрузки.

Порядок расчета: задавшись значением k₃ = М/М_н, определить частоту вращения вала двигателя n_е (формула (10)). Мощность двигателя N_е (11), часовой G_т (12) и удельный g_е (13) расходы топлива.

При работе двигателя с перегрузкой (корректорные ветви характеристики, М_н  М_к  М_макс) может быть использована следующая аппроксимация:

N_е = N_o + k_N(M_макс - M_к)^1/2; (26)

G_т = G_тo + k_G(M_макс - M_к)^1/2; (27)

где k_N, k_G - коэффициенты, определяемые при математической обработке результатов тормозных испытаний двигателей.

Коэффициенты k_N и k_G можно рассчитать, если известны коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту

k = M_макс/М_н (28)

и частоте вращения вала

k_o = n_o/n_н, (29)

а также удельный расход топлива двигателем при максимальном крутящем моменте g_еo.

Расчет выполняется по формулам:

k_N = (N_н - N_o)/[(M_макс - M_н)^1/2]; (30)

k_G = (G_тн - G_тo)/[(M_макс - M_н)^1/2], (31)

где N_o, G_тo - соответственно, мощность двигателя и часовой расход топлива двигателем при максимальном крутящем моменте M_макс:

N_o = M_максn_o/9550 = kM_нn_н/(9550k_o) = kN_н/k_o; (32)

G_тo = g_еoN_о/1000. (33)

Значениями k, k_o и g_еo можно задаться или принять такими же как и у двигателя трактора-прототипа.

Кроме номинального режима и режима максимального крутящего момента на корректорной ветви характеристики следует определить значения показателей работы двигателя для одного, двух промежуточных уровней загрузки.

Порядок расчета:

- задавшись значениями коэффициента загрузки двигателя по моменту 1  k_з = M_к/M_н  k, определить крутящий момент двигателя по формуле

М_к = k_зM_н, Нм

и по формулам (30) и (31) рассчитать значения мощности двигателя N_е и часового расхода топлива G_т.

- рассчитать удельный расход топлива g_е по формуле (25).

Результаты расчетов регуляторной характеристики двигателя привести в таблице 5 и представить в графическом виде (рисунок 2).

Проанализировать полученные данные, указав коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту и частоте вращения вала, сравнив основные параметры характеристики с двигателем трактора-прототипа.