Основы теории трактора и автомобиля (стр. 6 из 7)
где m м - масса маховика, кг;
Dср - средний диаметр, м.
Если маховик выполнен в виде диска, то
( Dм-наружный диаметр маховика Задаваясь значением Dср = (2...3)S находим массу маховика. Здесь S - ход поршня. Рассчитанный маховик необходимо проверить на условия прочности по окружной скорости (м/с) на внешнем ободе маховика:Vм =pDмn , (104)
где n - максимальная частота вращения коленвала, с -1 .
Допустимые значения окружной скорости маховиков:
для чугунных - Vм <= 70 м/с ;
для стальных - Vм <= 100 м/с;
для стальных штампованных - Vм <= 110 м/с.
4. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ РЕГУЛЯТОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ И ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЭВМ
4.1 ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА НА ПЭВМ
По результатам тягового расчета трактора и теплового расчета двигателя готовятся исходные данные для расчета на ПЭВМ регуляторной характеристики двигателя и тяговой характеристики трактора и сводятся в таблицу 9.
Таблица 9. Исходные данные для расчета на ПЭВМ.
| Наименование | Обозначение | Единицы измерения | Величина | |
| 1 | Номинальная мощность двигателя | Nен | кВт | 17,1 |
| 2 | Номинальная частота вращения | nен | об/мин | 29 |
| 3 | Номинальный удельный расход | gен | г/кВт ч | 250 |
| 4 | Мощность снимаемая с ВОМ | NВОМ | кВт | 4 |
| 5 | КПД трансмиссии | hтр  | ||
| 6 | КПД привода ВОМ | hвом | ||
| 7 | Радиус ведущего колеса | rk | м | 0,6 |
| 8 | Количество передач | z | 7 | |
| 9 | Передаточные числа трансмиссии | iтр | 72 | |
| 10 | Масса трактора | mэ | т | 1,492 |
| 11 | Коэффициент сцепления | jсц | 0,8 | |
| 12 | Коэффициент качения | f | 0,06 | |
| 13 | Коэффициент сцепной массы | lк | 0,77 |
4.2 РАСЧЕТ РЕГУЛЯТОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ
Основой для расчета и построения тяговой характеристики трактора является регуляторная характеристика двигателя.
Регуляторная характеристика двигателя имеет две ветви:
регуляторную - при nе >= nен и скоростную или корректорную - при nе < nен.
На корректорной ветви характеристики значения эффективной мощности Nе и удельного эффективного расхода топлива gе рассчитывают в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя nе по формуле:
Nе = Nен (аx + bx2 - cx3) (105)
gе = gен (a1 - b1x + c1x2) , (106)
где a, b, c, a1, b1, c1 - опытные коэффициенты, усредненные значения которых в зависимости от типа двигателя можно принять по табл.10.
x =nе/nен - относительная частота вращения коленчатого вала двигателя.
Таблица 10. Значение опытных коэффициентов.
| Тип двигателя | а | b | c | a1 | b1 | c1 |
| Дизели с нераздельной камерой сгорания | 0,87 | 1,12 | 1 | 1,55 | 1,55 | 1 |
| Дизели с предкамерой | 0,6 | 1,4 | 1 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Дизели с вихрекамерой | 0,7 | 1,3 | 1 | 1,35 | 1,35 | 1 |
| Карбюраторные | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1,0 | 0,8 |
Остальные параметры двигателя определяются из следующих соотношений:
- крутящий момент двигателя
; (107)- часовой расход топлива
Gе = 103 gе Nе (108)
На регуляторной ветви принимается, что момент Mе и часовой расход изменяются линейно от номинальных значений до Mе = 0 и Gт = Gтхх при nе = nхх. Крутящий момент на валу двигателя определится:
, (109)где р = 1.07...1.08 - коэффициент оборотов холостого хода.
Эффективная мощность
Nе = 2
Mеnе10-3 . (110)часовой расход топлива
, (111)где т - коэффициент, учитывающий долю расхода топлива на холостом ходу от номинального режима т = 0.25...0.3.
удельный расход топлива
; (112)4.3.РАСЧЕТ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА
При расчете тяговой характеристики трактора определяются для заданных значений и f, величины теоретической и действительной скорости (Vт , Vд ), касательной силы тяги и крюкового усилия (Pк и Pкр ), крюковой или тяговой мощности Nкр, удельного крюкового расхода топлива gкр в функции оборотов дизеля на каждой передаче и значения тягового КПД при номинальной нагрузке дизеля.
Расчетные формулы имеют вид:
, м/с (113)vд = vт (1 -
),м/с , (114)где
- буксование.При расчете буксования использовались формулы, полученные путем аппроксимации усредненных опытных кривых буксования для различных агрофонов.
Для колесных тракторов:
; при 
(115) 
= 
при 
(116)Для гусеничных тракторов:
= 0.938y-3.203y2 +2.896y3 при y > 0.5; = 0.06y при 
,где
Касательная сила тяги
,кН (117)Сила сопротивления качению трактора
Pf = fgмэ, кН (118)
Крюковое усилие
Pкр = Pк - Pf, кН (119)
Крюковая мощность
Nкр = Pкр vд, кВт (120)
Удельный крюковой расход топлива
; г/кВт ч (121)Тяговый КПД
; (122)Программа расчета на ПЭВМ приведена в приложении 17.
4.4 ПОСТРОЕНИЕ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА
Определив основные технико-экономические параметры двигателя и трактора в целом приступают к построению теоретической тяговой характеристики, которая позволяет получить наглядное представление о тяговых и топливо экономических показателях трактора на различных режимах его работы. Теоретическая тяговая характеристика состоит из двух частей - нижней и верхней. Нижняя часть графика имеет вспомогательное значение и служит для нанесения основных исходных параметров тракторного двигателя. В верхней части графика наносится ряд кривых, показывающих, как в заданных почвенных условиях, при установившемся движении на горизонтальном участке, в зависимости от нагрузки на крюке трактора изменяются его основные эксплуатационные показатели: буксование ведущих органов, скорость движения, тяговая мощность, удельный расход топлива и тяговый КПД трактора.
Графическое построение теоретической тяговой характеристики трактора производится в такой последовательности.
Лист чертежной или миллиметровой бумаги размером 594х420 делится на две части: верхнюю и нижнюю (рис.6). Затем посередине листа проводится ось абсцисс и от начала координат О' в принятом масштабе откладывается для каждой передачи максимальная касательная сила тяги, подсчитанная по формуле:
(123)и номинальная
(124)где Mе max - максимальный крутящий момент двигателя, кНм;
Mен - крутящий момент двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала;
iтрi - передаточное число трансмиссии на i-ой передаче;
тр - КПД трансмиссии;
Аi - коэффициент пропорциональности для i-ой передачи.
С учетом того , что касательная сила тяги трактора прямо пропорциональна крутящему моменту двигателя, по оси абсцисс от точки О' для каждой заданной передачи в принятом масштабе наносятся крутящие моменты двигателя Mе max и Mе н соответственно касательным силам тяги Pк max и Pк н . Вправо по оси абсцисс от точки О' до точки О откладывается величина силы сопротивления качению Pf. Полученная точка О будет являться началом координат непосредственно тяговой характеристики трактора. По оси абсцисс в масштабе касательной силы от точки О отсчитывается сила тяги на крюке трактора, определяемая по формуле