Проект лесовозного автопоезда (стр. 2 из 4)

Скоростные характеристики двигателя представляют собой зависимость эффективного крутящего момента, эффективной мощности от скорости вращения коленчатого вала.

Чтобы построить скоростные характеристики двигателя необходимо найти моменты и мощности при разных угловых скоростях коленчатого вала. Для этого берём интервал угловой скорости 1100–2100 об/мин, и делим его на шесть равных частей. При каждом значении угловой скорости рассчитываем мощности.

, кВт

После определения номинальной мощности двигателя, необходимо найти номинальный крутящий момент:

Номинальный момент определяется при номинальных оборотах двигателя (n_н=2100 об/мин)

Результаты вычислений сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 – Результаты расчёта мощностей и моментов

n_i, об/мин	1100	1300	1500	1700	1900	2100
N_е, кВт	72.7	85.9	97.5	106.9	113.7	117
М_е, Н м	631.2	631	620	601	571.5	532

2.3 Выбор передаточных чисел трансмиссии

При выборе передаточных чисел трансмиссии рекомендуется руководствоваться следующим:

Главная передача:

Передаточное число главной передачи должно обеспечить максимальную скорость движения автопоезда при включении пятой передачи в коробке перемены передач.

, км/ч

r_д – динамический радиус колеса, м.

r_ст – статический радиус колеса, м

Коробка перемены передач:

передаточные числа в коробке переменных передач нужно назначать с учетом того, что

-выбрано заранее, передаточное число четвёртой передачи должно быть равно 1.

Определение значения динамического фактора

Рассчитаем i_тр из формулы:

Результаты расчёта передаточных чисел сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 – Передаточные числа трансмиссии

Элемент сил. передачи	Передаточные числа
Главная передача	5.56
КПП	1	2	3	4	5
КПП	4.83	2.86	1.69	1	0.7
Тр-ия вцелом	26.85	15.9	9.89	5.56	3.89

Основой для составления кинематической схемы является колёсная формула автомобиля, на основании которой в начале составляется блок-схемы силовой передачи, а затем проводится насыщение её составляющих с использованием методических указаний «Кинематические схемы лесотранспортных машин».

2.4 Расчет тяговой характеристики

Тяговая характеристика представляет собой графическую зависимость

на различных передачах и является основным документом, характеризующим тягово-динамические качества автомобиля.

Расчет ведется на всех пяти передачах КПП. Касательная сила тяги рассчитывается по формуле:

, Н

Для каждого значения частоты вращения коленчатого вала рассчитываем скорость движения автопоезда.

, км/ч

Результаты вычисления занесём в таблицу 2.3

Таблица 2.3 - Значения скоростей и касательных сил тяги автопоезда

№(*)	М_е, Нм	n. об/мин	Параметр	Передача КПП
1	2	3	4	5
1	631.2	1100	VP	6.4532290	10.919121	18.4611292	31.186686	44.564678
2	631	1300	VP	7.6331787	12.8818823	21.8211116	36.846582	52.664605
3	620	1500	VP	8.831389	14.8618585	25.1710976	42.516499	60.764547
4	601	1700	VP	9.9830228	16.8517950	28.5310571	41.186259	68.874379
5	571.5	1900	VP	11.1528819	18.8317066	31.8910079	53.855968	76.974175
6	532	2100	VP	12.3226757	20.8115845	35.249357	59.525541	853876
7	0	2300	V	13.5	22.79	38.6	65.19	93.17

2.5 Построение динамической характеристики

При анализе тяговых свойств автопоезда удобнее пользоваться динамической характеристикой, выражающей зависимость динамического фактора от скорости движения D=f(Va).

Как известно, динамический фактор характеризует удельную силу тяги, которую может развивать автопоезд на различных передачах:

где Gап – вес автопоезда, Н.

Таким образом, динамическую характеристику можно получить путем трансформации тяговой характеристики, у которой по оси ординат в соответствующем масштабе отложен динамический фактор.

Методика построения: на оси касательной силы тяги найти значение, равное

и снести эту точку влево до пересечения с осью динамического фактора в груженом состоянии автопоезда.

В точке пересечения значение динамического фактора будет равно 0,1. Имея это значение и соответствующую ему длину, составляем шкалу динамического фактора в груженом состоянии.

Аналогичным образом поступаем при разбивке шкалы динамического фактора в порожнем состоянии. В этом случае на оси касательной силы тяги находится значение

Соединяем одинаковые значения динамического фактора на обеих шкалах динамического фактора и получаем универсальную динамическую характеристику.

2.6 Построение номограммы «Тяговая характеристика автомобиля – многопараметровая характеристика двигателя»

Лист миллиметровой бумаги формата А1 делится примерно на 3 части. Слева на 2/3 формата проводятся две взаимно перпендикулярные прямые. Это будут оси номограммы. Графики А, Б, В, Г связаны между собой по координатным осям (для каждых двух соседних графиков одна ось общая).

На графике А строится тяговая и универсальная динамические характеристики автопоезда по методике, изложенной в пунктах 2.4 и 2.5.

На графике Б проводятся лучи в соответствии с уравнением:

а=0,1М_ен – крутящий момент двигателя, затрачиваемый на работу служебных агрегатов (вентилятор, компрессор, глушитель и т.д.).

На графике Г строятся лучи в соответствии с уравнением:

Многопараметровая характеристика двигателя (график В), представляющая собой зависимость удельного расхода топлива g_е в функции нагрузочного М_е и скоростного n режимов работы, снимается экспериментально.

На оставшейся части формата А1 должны быть размещены график мощностного баланса и характеристика топливной экономичности (лист 2).

3. Анализ тяговых свойств автопоезда

3.1 Расчет сил сопротивления движению

На графике А номограммы строится кривая суммарных сил сопротивления движению на горизонтальном участке дороги для двух весовых состояний автопоезда (с номинальной нагрузкой и порожняком) по формуле:

, Н

Для порожнего состояния: G=G_а-Q=86 кН

Для гружёного состояния: G=G_а/п=206 кН

Результаты расчётов сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Силы сопротивления движению

V, км/ч	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Р_сопр^гр	4120	4153	4254	4422	4657	4960	5329	5766	6270	6841
Р_сопр^пор	1720	1753	1854	2022	2257	2560	2929	3366	3870	4441

3.2 Анализ тяговых свойств по тяговой характеристике