Тяговый расчет трактора ДТ-75М

jкр.н = jm - Аехр(- Bdдоп). (6)

jкр.н = 0,67 - 0,75 ехр(- 47,6·0,05)=0,6.

По полученному значению jкр.н и известному значению номинального тягового усилия трактора Pн в соответствии с (5) можно определить требуемое значение сцепного веса трактора Gсц и его расчетный максимальный эксплуатационный вес Gмакс.р.

Для колесных с колесной формулой 4К4 и гусеничных тракторов сцепной ве

с равен эксплуатационному весу Gсц = G, поэтому получим:

Gмакс.р = Рн/jкр.н=30/0,6=50кН. (7)

Если эксплуатационный вес трактора G будет меньше, чем расчетный максимальный эксплуатационный вес Gмакс.р, то буксование при номинальном тяговом усилии будет превышать допустимый уровень dдоп.

После определения Gмакс.р следует оценить значение конструктивного веса трактора Gо*:

Gо* » Gмакс.р/(1,07 .1,11)=50/(1,07 .1,11)=46,7…45 кН.

Gо* = 46 кН.

Номинальная (максимальная) мощность двигателя находится из условия реализации заданной номинальной скорости движения Vн при номинальном тяговом усилии Рн трактора по формуле:

Nн = (Рн + Рf)Vн/(hтрhвуhdhим), (8)

где Рf - сила сопротивления качению:

Рf = fGмакс.р;

где f - коэффициент сопротивления качению, f= 0,07;

Рf = 0,07·50 = 3,50 кН;

Vн=8,0 км/ч = 2,22 м/с;

hтр - механический к.п.д. силовой передачи (трансмиссии);

hву - к.п.д. ведущего участка движителя гусеничного трактора, следует принимать hву. = 0,97;

hd - коэффициент, учитывающий потери от буксования движителя (для гусеничных тракторов hd = 0,95, d = 5 %;

hим - коэффициент использования номинальной мощности двигателя, учитывающий резервирование мощности на трогание с места и преодоление дополнительных сил сопротивления движению, hим= 0,92.

При определении к.п.д. трансмиссии следует использовать эмпириоаналитическую формулу:

hтр = hхh1n1h2n2, (9)

где hх - к.п.д. «холостого хода» трансмиссии, hх = 0,96;

h1, h2 - к.п.д. соответственно цилиндрической и конической пар шестерен: h1 = 0,985; h2 = 0,975;

n1, n2 - число пар соответственно цилиндрических и конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче. n1=4, n2 = 1.

hтр = 0,96·0,9854·0,9751=0,88;

Nн = (30+ 3,5)·2,22/(0,88·0,97·0,95·0,92)=99,69 кВт=135,6 л.с.

Принимаем: Nн = 136 л.с.=100 кВт.

Далее оценивают удельную массу трактора по формуле:

mуд* = 103Go*/(Nнg), кг/кВт,

mуд* = 103·46/(100·9,81)= 46,9 кг/кВт.

Затем следует проанализировать и при необходимости скорректировать полученное значение удельной массы mуд* с учетом этого показателя у трактора-прототипа, других тракторов, учесть тенденции развития тракторостроения (см. табл. 2). Принятое после корректировки значение удельной массы обозначим mуд.

Таблица 2. Удельная масса тракторов mуд в зависимости от номинальной скорости движения, кг/кВт

Принимаем: mуд*=90 кг/кВт,

После этого следует уточнить значения конструктивного Gо и минимального эксплуатационного веса (1).

Gо = 10-3mудNнg

Gо =0,001·90·100·9,81=88,3 кН;

Gмин ≈(1,07…1,11)· Gо =(1,07…1,11)·88,3=94,5…98 кН.

Gмин ³ Gмакс.р, то эксплуатационный вес трактора принимают равным G = Gмин=96

Принимаемое в дальнейших расчетах значение эксплуатационного веса трактора для упрощения записей будем обозначать G.

3. Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика

При расчете баланса мощности принимают идеальные предпосылки в использовании трактора:

- автоматическое и бесступенчатое изменение передаточного числа трансмиссии, и, следовательно, тягового усилия и скорости движения;

- загрузка двигателя постоянна, не зависит от тягового усилия и соответствует номинальному режиму;

- к.п.д. трансмиссий и сила сопротивления перекатывания остаются постоянными и не зависят от нагрузочного и скоростного режима работы трактора;

- трактор движется равномерно по горизонтальному участку.

При принятых условиях уравнение баланса мощности имеет вид:

Nн = Nтр + Nd + Nf + Nкр, (10)

где Nтр - мощность, теряемая в трансмиссии:

Nтр = Nн(1 - hтр); (11)

Nтр = 100·(1 - 0,88)=12 кВт;

Nd - мощность, затрачиваемая на буксование движителей:

Nd = Nкd; (12)

d - коэффициент буксования;

Nк - мощность, подводимая к ведущим колесам:

Nк = Nнhтр; (13)

Nк = 100·0,88=88,0 кВт;

Nd = 88,0 ·0,05=4,4 кВт;

Nf - мощность, затрачиваемая на перекатывание трактора:

Nf = РfV; (14)

V - рабочая (действительная) скорость движения трактора:

V = Vт(1 - d) = Vтhd; (15)

hd - к.п.д. буксования:

hd = 1- d; (16)

hd = 1- 0,05=0,95

Vт - теоретическая (без учета буксования) скорость движения трактора:

Vт = Nк/Рк = Nк/(Ркр + Рf); (17)

Vт = 88/66,7=1,32 м/с;

V = 1,32·(1 - 0,95) = 1,25м/с;

Nf =6,7·1,25=8,38 кВт;

Ркр - тяговое усилие, развиваемое трактором;

Рк - касательная сила тяги:

Рк = Ркр+ Рf; (18)

Ркр = jкрG. (19)

Ркр =0,6·96 =57,6 кН;

Рк = 57,6 + 6,7=64,3 кН;

Nкр - тяговая мощность (мощность на крюке) трактора:

Nкр = РкрV

Nкр = 57,6 ·1,25=72,0 кВт;

Nн = 12 + 4,4 + 8,38 + 72 = 99,88 ≈ 100 кВт.

Удельного тягового расхода топлива gкр:

gкр = 103Gтн/Nкр = gенNн/Nкр = gен/hт, (21)

где Gтн - номинальный часовой расход топлива двигателем;

hт - тяговый к.п.д. трактора.

hт = Nкр/Nн = hтрhвуhdhf, (22)

hf - к.п.д. перекатывания:

hf = Ркр/Рк = Ркр/(Ркр+ Рf) = (Рк- Рf)/Рк; (23)

hf =60/66,7=0,90;

hт = 0,88·0,97·0,95·0,90 = 0,73;

Gтн = (gен· Nн)/1000; (24)

Gтн = (245· 100)/1000 = 24,5 кг/ч;

gкр = 245/0,73 = 335,62 г/кВт*ч.

Остальные показатели рассчитываются по приведенным выше формулам. Из графика баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики следует, что трактор может работать с высокой степенью использования мощности двигателя на крюке, с высокими значениями тягового к.п.д., низким удельным тяговым расходом топлива только в определенном интервале тяговых усилий. Чем больше отклонения от этого интервала, тем больше суммарные непроизводительные затраты мощности на механические потери в трансмиссии, перекатывание и буксование движителей трактора.

Таблица 3. Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика трактора ДТ-75М

 Скачать реферат