Тяговый расчёт трактора ДТ-75

ЧАСТЬ.

1. Определение потребной мощности двигателя.

Определение коэффициента изменения тягового диапазона трактора δ_m.

Тяговый диапазон трактора определяется по формуле:

Р_Н – номинальная сила тяги проектируемого трактора;

(Р_Н)^/ – номинальная сила тяги трактора предыдущего тягового класса;

ε – коэффициент расширения тяговой зоны трактора; Принимаем ε = 1,3;

Определение эксплутационной массы трактора.

\

Ф_ДОП – допустимая величина коэффициента использования сцепного веса трактора; Для колёсных тракторов принимаем Ф_ДОП = 08;

f – коэффициент сопротивлению качению; Для колёсных тракторов принимаем f = 0,06;

λ – коэффициент нагрузки на ведущие колёса трактора, учитывающий распределение масс трактора по осям (трактор гусеничный);

Принимаем λ = 1;

Определение конструкционной массы трактора.

 

m_В – масса воды = 80;

m_ГСМ – масса горюче – смазочных материалов = 150;

m_И – масса инструментов = 30;

m_ТР – масса тракториста = 75;

m_Б – масса балласта = 0;

m_K = 4535 – (80 + 150 + 30 + 75 + 0) = 4200;

Расчёт номинальной мощности двигателя.

Р_Н – номинальное тяговое усилие;

V_Н1 – расчётная скорость движения на низшей передачи при номинальной силе тяги; V_Н1 = 10 км/ч;

m_Э – эксплутационная масса трактора;

η_ТР – КПД, учитывающий потери мощности в трансмиссии;

χ_Э – коэффициент эксплутационной нагрузки тракторного двигателя; Принимаем χ_Э = 0,9;

Определяем КПД трансмиссии:

η_ТР = (η_Ц)ⁿ · (η_K)ⁿ · (η_X);

η_Ц – КПД цилиндрической пары шестерён; Принимаем η_Ц = 0,985;

η_K – КПД конической пары шестерён; Принимаем η_K = 0,975;

η_X – КПД, учитывающий потери мощности на холостом ходу; Принимаем η_Х = 0,96;

n – количество пар шестерни соответственно конической и цилиндрической передач.

η_ТР = 0,985⁵ · 0,975 · 0,96 = 0,922;

 

 

2. Расчёт и построение теоретической регуляторной характеристики двигателя.

n₁ и n_Н – текущее и номинальное значение частот вращения коленчатого вала двигателя;

С₁ = 0,7 и С₂ = 1,3 – для дизелей с вихрекамерным смесеобразованием.

Задавая различными значениями частот вращения вала двигателя в % (100,80,60,40,20) от номинальной величины определяют текущие значения N_E мощность двигателя.

n_H = 2100 мин^-1 – 100%;

n₁ = 1680 мин^-1 – 80%;

n₂ = 1260 мин^-1 – 60%;

n₃ = 840 мин^-1 – 40%;

n₄ = 420 мин^-1 – 20%;

Определяем частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу;

n_X = (1 + δ_P) · n_Н;

δ_P – коэффициент неравномерности регулятора (δ_P = 0,07…0,08);

Принимаем δ_P = 0,08;

n_X = (1 + 0,08) · 2100 = 2268 мин^-1;

Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте n₀ определяется:

n₀ = n_H / k_ОБ;

k_ОБ = 1,2…1,8 – коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения;

Принимаем k_ОБ = 1,5;

n₀ = 2100 / 1,5 = 1400 мин^-1;

Зная мощность и частоту вращения коленчатого вала двигателя, определяют крутящий момент:

ω – угловая скорость коленчатого вала соответственно мощности двигателя N_E1.

 

Определение максимального часового расхода топлива.

g_Е – удельный расход топлива при номинальной мощности;

Определение часового расхода топлива на холостом ходу.

Часовой расход топлива при максимальном моменте :

(0,6…0,8) · G_Tmax = 0.7 · 7,8 = 5,46 кг/ч;

Определяем удельный расход топлива;

n %
n об/мин.
NE кВт	6,2		25,6	34,7
gE %
gE г/кВт ч			187,5	187,3
GT кг/ч	1,2	2,6	4,8	6,5	7,8
ME Н м		160,4		197,7	186,5

 

 

3. Расчёт и построение теоретической тяговой характеристики трактора.

Определяем радиус ведущей звездочки:

Z – число активно действующих зубьев за один оборот;

L_зв – фактическая длина одного звена гусеницы, м

Для большинства тракторов сельскохозяйственного назначения Z находится в пределах 13…14, а l_зв = 170…175.

Принимаем: Z = 13, l_зв = 175

Расчёт основных рабочих скоростей трактора.

Определение диапазона скоростей.

δ_Vосн = V_Z / V_H1;

V_H1 – расчётная скорость на 1 – ой передаче;

V_Z – высшая рабочая скорость;

Величина скоростного диапазона.

δ_Vосн = δ_Т · γ_{доп, min};

γ_{доп, min} – коэффициент допустимой минимальной загрузки двигателя; Принимаем γ_{доп, min} = 0,85;

δ_Vосн = 1,8 · 0,85 = 1,53;

V_Z = 1,53 · 10 = 15,3 км/ч;

Для расчёта высших и промежуточных скоростей необходимо определить знаменатель геометрической прогрессии – g.

V₂ = V₁ · g; V₃ = V₂ · g²; V₄ = V₁ · g³; V_Z = V₁ · g^{Z – 1};

 

V₂ = V₁ · g = 10 · 1.15 = 11,5 км/ч;

V₃ = V₂ · g² = 11,5 · 1,15² = 13,2 км/ч;

V₄ = V₃ · g³ = 13,2 · 1,15³ = 15,2 км/ч;

V₅ = V₄ · g⁴ = 15,2 · 1,15⁴ = 17,5 км/ч;

Определение рабочей скорости для каждой заданной передачи:

V_P = V_T · (1 - δ);

V_T – теоретическая скорость;

δ – величина буксования;

Т.к величина буксования незначительна, то V_P = V_T.

n об/мин
V1		9,9
V2	6,8	11,4
V3	7,9	13,2
V4	9,1	15,2

 

 

 

Расчёт передаточных чисел трансмиссии и коробки передач.

n_Н – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя;

r₀ – радиус ведущей звездочки трактора;

V_Н1 – скорость движения трактора на 1 – ой передаче.

 

 

Определение максимальной касательной силы тяги для заданных передач:

М_Еmax – максимальный крутящий момент двигателя;

М_Еmax = 197,7 Н·м;

i_TP – передаточное число трансмиссии.

η_ТР – КПД учитывающий потери мощности в трансмиссии.

η_ТР = 0,9

Определение номинальной касательной силы тяги для заданных передач:

М_Еном – номинальный крутящий момент двигателя;

М_Еном = 186,5 Н·м;

Определяем силу сопротивления качению:

P_f = f · G;

f – коэффициент сопротивлению качению;

f = 0,12…0,18;

Принимаем f = 0.15;

G – сила тяжести трактора;

P_f = 0.15 · 4,535 · 9,8 = 6.67 кН = 6670 Н;

 

Определяем силу тяги на крюке трактора:

Р_КР = Р_К - P_f ;

Р_КР1 = 33188 – 6670 = 26.5 кН;

Р_КР2 = 29655 – 6670 = 23 кН;

Р_КР3 = 23631 – 6670 = 17 кН;

Р_КР4 = 16796 – 6670 = 10 кН;

Р_КР5 = 10715 – 6670 = 4 кН;

 

Р_КР1 = 29635 – 6670 = 22.9 кН;

Р_КР2 = 26480 – 6670 = 19.8 кН;

Р_КР3 = 21101 – 6670 = 14.4 кН;

Р_КР4 = 13447 – 6670 = 6.8 кН;

Р_КР5 = 9568 – 6670 = 3 кН;

Определяем мощность на крюке трактора для каждой передачи:

Р_КР – сила тяги на крюке трактора;

V_P – рабочая скорость трактора;

Определяем удельный расход топлива:

Показатели энергонасыщенности и металлоемкости трактора

Энергонасыщенность:

Металлоемкость:

 

Передача	Расчетная точка	NE , кВт	Nд , мин-1	GТ , кг/ч	РК , кН	VР, км/ч	NKP , кВт	GKP , г/кВт·ч	δ, %	NKP|NE
I	и т.д.

ЧАСТЬ.