8.1 Построение вспомогательной части тяговой характеристики

Вспомогательная часть тяговой характеристики занимает четвер­тый (нижний) квадрант. Здесь строится регуляторная характеристика двигателя, необходимая для расчетов тяговой характеристики трактора. Регуляторная характеристика изображается в функции касательной силы тяги трактора величина, которой пропорциональна крутящему моменту двигателя, но зависит также от передаточного числа и КПД включенной передачи.

Для построения вспомогательной части необходимо рассчитывать

касательные силы тяги Р_к для всех значений крутящего момента двигателя, принятых ранее в качестве расчетных точек регуляторной характеристики, и для всех заданных передач:

, (8.1)

Рассчитанные значения Р_к занести в таблицу 1,5.

Из начала координат 0' (см. рисунок I.4.) нижней части тяговой характеристики откладываем вправо по оси абсцисс в принятом масштабе значения касательных сил тяги Р_к . Ось ординат нижней части проводим вниз от точки 0' .

Кривые регуляторной характеристики двигателя строятся для каждой передачи, поэтому каждый параметр ( ) изоб­ражается пучком кривых, число которых равно числу передач. Всего строится три пучка кривых, показывавших как, изменяются при работе на той или иной передаче в зависимости от величины касательной силы тяги трактора частота вращения коленчатого вала двигателя , эффективная мощность N_e и часовой расход топлива G_T.

Центр пучка кривых расположен на оси ординат в точке, соответствующий максимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу n_x, а переходные точки, соединяющий регуляторный и корректурный участки кривых, лежат на горизонтали, проходящей через номинальную частоту . Центр пучка кривых находится в начале координат 0' . Вершины этих кривых находятся на горизонтали, соответствующей номинальной мощности дви­гателя N_н. Кривые начинаются на оси ординат в точке, соответствующей часовому расходу топлива на холостом ходу . Вершины кривых лежат на горизонтали, соответствующей максимальному расходу топлива . Параметры номинального режима работы двигателя ( ) и максимального крутящего момента, расположены на вертикальных ли­ния, соответствующих определенным знаниям касательных сил тяги для каждой передачи.

Регуляторные участки кривых имеют линейный характер. Все кривые должны заканчиваться при Р_к, соответствующих максимальным крутящим моментам двигателя для каждой передачи.

8.2 Расчет и построение верхней части тяговой характеристики

Построение тяговой характеристики начинают с нанесения на ось абсцисс шкалы силы тяги на крюке P_кр . Для этого необходимо определить значения силы тяги на крюке для всех значений Р_к по фор­муле:

P_кр = Р_к - Р_f , (8.2 )

Графическое вычитание силы сопротивления качению Р_f произ­водят откладыванием ее в масштабе Р_к от точки 0' (рис I.4.). Полученная точка 0 является началом координат верхней части тяго­вой характеристики. От точки 0 в масштабе касательной силы наносится шкала Р_кр .

В верхнем квадранте строятся основные кривые, выражающие зави­симость буксования движителей , действительной скорости V_д , тяговой мощности N_кр удельного крюкового расхода топлива g_кр и тягового КПД от усилия тяги на крике P_кр .

Буксование ведущих органов может быть рассчитано приближенно по эмпирическим зависимостям или по графикам, полученным при обра­ботке статистических данных. На рисунке 3 изображены графики зависимости буксования от соотношения Кривые А используются для опреде­ления буксования колесных тракторов, а кривые Б - для определения буксования гусеничных и колесных тракторов колесной формулы 4К4.

При определении величины буксования колесных тракторов 4К2 необходимо рассчитать силу сцепного веса трактора по формуле:

, (8.3)

где h_kp -высота точки прицепа, м;

L- продольная база трактора, м.

Продольная база принимается по прототипу, а высота точки прицепа может быть принята равной 0,4 м.

Для гусеничных и колесных тракторов 4К4 вся масса участвует в создании силы сцепления:

, (8.4)

Задаваясь отношением P_kp/G_сц в пределах 0,2 ... 1,0 по графику, соответствующему заданному фону поля определяют буксова­ние. Найденные параметры буксования заносят в таблицу 3 и по ним строится график

Таблица 3 - Результаты расчетов параметров буксования

Pkp Н	Gсц, Н	Pkp/ Gсц		Pkp Н	Gсц Н	Pkp/Gсц
1 2
2
3
и т.д.

Буксование трактора, работающего на стерне зерновых культур, можно определить по уравнениям И.И.Трепениикова [8]:

Для колесных тракторов:

, (8.4)

Для гусеничных тракторов:

, (8.5)

где - коэффициент использования сцепной массы

, (8.6)

Расчетные параметры заносятся в таблицу 4 и по ним строится график.

Риcунок 3. Зависимость буксования от типа движителя и почвенного фона

А - для колесных тракторов 4К4; Б - для гусеничных и колесных тракторов 4K4; 1- поле подготовленное под посев; 2-стерня; 3- целина.

Таблица 4- Теоретические параметры буксования

Pkp, H		%	Pkp, H		%
1
2
3
и т.д.

Для каждой заданной передачи и для всех принятых значений частоты вращения коленчатого вала определяют теоретическую скорость движения трактора

, (8.7)

По графику определяют для каждого расчетного режима величину буксования и рассчитывают действительные скорости движе­ния трактора

, (8.8)

Мощность на крюке трактора:

, (8.9)

Для оценки топливной экономичности рассчитывают удельный крюко­вой расход топлива:

, (8.10)

Для выявления характера протекания кривой следует на каждой передаче рассчитать удельный крюковой. расход топлива для 2 ... 3 точек при работе двигателя в регуляторной зоне (от n_н до n_х).

Часовой расход топлива определяют по нижней части тяговой характеристики при соответствующих значениях P_kp .

Тяговый КПД трактора рассчитывают по уравнению:

, (8.11)

Правильность расчета тягового КПД и тяговой характеристики необходимо проверить по формуле:

, (8.12)

Если расчет произведен правильно, то результаты расчетов по формулам (8.11) и (8.12) должны совпадать или быть близкими.

Полученные расчеты показатели для каждой передачи заносятся в таблицу 5, и по ним строится верхняя часть тяговой характеристики.

Таблица 5- Результаты расчетов для построения тяговой характеристики трактора

№ передачи

Mk, Hм

Pk, H

пд , об мин

Ne, кВт

GT,

Pkp, H

Vr,

%

V,

Nkp, кВт

gkp,

 тяг

По (8.11)

По (8.12)

1

2

3

4

9.Анализ тяговой характеристики трактора

После построения тяговой характеристики следует дать анализ расчетных показателей трактора в сравнении с прототипом. При выполнении этой части работы в расчетно-пояснительной записке сле­дует отразить:

1. На каких передачах двигатель трактора может быть загружен номинальной мощности?

2. На какой передаче трактор развивает максимальную тяговую мощность ?

3. Объясните, почему снижается тяговая мощность и тяговый КПД трактора при работе на повышенных и пониженных передачах.

4. Определить оптимальную силу тяги P_{kp onт} на крюке, оптимальную скорость движения V _onт трактора.

5. Определить коэффициент запаса тягового усилия на различных передачах , где P_kp.max - максимальное тяговое усилие на данной передаче, H

P_kp.N - тяговое усилие на той же передаче при максимальной тяговой мощности, Н.

6. Дать оценку топливной экономичности трактора на различных передачах при наибольшей тяговой мощности, при недогрузке и перегрузке трактора.

7. Объяснить, почему при одном и том же тяговом сопротивлении, но на разных передачах, трактор развивает разные мощности на крюке.

8. Объяснить, как и почему изменятся тяговые показатели трак­тора(N_kp, g_kp, ) при выполнении работ на другом фоне поля ( вспаханное поле, стерня, залежь).

9. Задавшись тем или иным значением P_кр определить загрузку двигателя

(N_е , М_к ) при работе трактора на двух переда­чах (по выбору).

10. Задаваясь мощностью двигателя N_e , определить тяговое соп­ротивление, которое может преодолеть трактор при работа на трех передачах (по выбору), и его тяговые показатели (N_kp, V, g_kp, ).

Рисунок 4. Примерная тяговая характеристика трактора

Список использованных источников

1. Скотников В.А. и др. Основы теории и расчета тракторов и автомобилей.-М.,1986.-383с.

2. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета тракторов и автомобилей.-М.,Колос,1972.-384с.

3. Гуревич А.М.. Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили.- М.,Колос,1978.

4. Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов.- М.. Машиностроение. 1980.

5. Анилович В.Я., Водолажченко Ю.Т. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов. М.. Машиностроение.1966.-520с.

6. Скундин Г.И. Механические трансмиссии колесных и гусеничных тракторов.- М.. Машиностроение.1969.

7. Будько В.В. Тракторы. Дипломное проектирование.- Минск., Высшая школа. 1985.

8. Тракторы и автомобили. Методические указания и задания для курсовой работы.- М., ВСХИЗО.1981.

9. Методическая инструкция. Оформление и издание учебно-методических и научно - исследовательских работ.- Костанай.2005.30с.

23