От частоты вращения коленчатого вала



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

От частоты вращения коленчатого вала



Регуляторная характеристика тракторного двигателя показывает изменение эффективной мощности, частоты вращения коленчатого вала, крутящего момента, удельного и часового расходов топлива в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя в функции от скоростного режима рекомендуется вести в следующем порядке

1. Задаваясь различными значениями частот вращения вала двигателя в процентах (100, 90, 80, 75, 70, 60) от номинальной величины (по заданию), определяют текущие значения Ne мощности двигателя на безрегуляторной ветви характеристики по эмпирической формуле

, кВт,

где nе и nн - текущее и номинальное значение частот вращения коленчатого вала двигателя; C1 = 0,5; C2 = 1,5 - для дизелей с непосредственным впрыском топлива;

C1 = 0,7; C2 = l,3 - для дизелей с вихрекамерным смесеобразованием.

На регуляторной ветви характеристики принимают изменения мощности Ne по закону прямой линии от Ne = 0 до Nе max.

2. Для определения Ne = 0 определяют частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу по формуле:

nх=(1+dр)nн, мин-1,

где dр - коэффициент неравномерности регулятора: для современных тракторных

двигателей принимают dр = 0,07...0,08.

3. Зная мощность и частоту вращения коленчатого вала двигателя, определяют крутящий момент по формуле

Нм,

где ; ni - частота вращения коленчатого вала соответственно

мощности двигателя Nei.

4. По удельному расходу geн топлива при номинальной мощности двигателя определяют максимальный часовой расход топлива по формуле

, кг/ч.

5. Для холостого хода двигателя принимают:

Gт х= (0,25...0,3) Gт max, кг/ч.

Промежуточные точки часового расхода топлива на регуляторной ветви принимают по закону прямой линии.

6. По часовому расходу топлива и соответствующей мощности двигателя на регуляторном участке, определяют удельный расход топлива по формуле

.

Кривая удельного расхода топлива поднимается вверх по мере снижения нагрузки двигателя.

7. Удельный расход топлива на безрегуляторной ветви при максимальном крутящем моменте двигателя принимают на 15 - 20% больше, чем при номинальной мощности. Промежуточные точки удельного расхода топлива можно принимать аналогично опытным данным соответствующих двигателей.

8. Зная удельный, расход топлива на безрегуляторной ветви, определяют соответствующий часовой расход топлива Gтi по формуле:

, кг/ч.

Результаты расчетов показателей работы двигателя заносят в сводную табл. 2 для построения регуляторной характеристики.

Таблица 2

n, мин-1 Ne, кВт Мкр, Нм Gт, кг/ч gе, г/кВт×ч
         
         
         
         
         

 

Пользуясь полученными расчетными данными, строят график регуляторной скоростной характеристики дизельного тракторного двигателя в функции от частоты вращения коленчатого вала.

На рис. 1 приведен общий вид скоростной регуляторной характеристики, показывающей характер изменения

Мкр, Ne, Gт, gе=f(n).

Ne M Gт ge

Рис. 1. Скоростная регуляторная характеристика

 

Нагрузочная характеристика двигателя в функции

От эффективной мощности

Исходными данными для построения нагрузочной характеристики являются также расчетные данные табл. 2. Примерная нагрузочная характеристика показателей Мкр, n, Gт, ge - f(Ne) представлена на рис. 2, которая дает более полное представление о показателях работы двигателя в регуляторной зоне - в пределах работы регулятора, что используется при оценке работы комплекса сельскохозяйственных машин с данным типом трактора.

Рис. 2. Нагрузочная характеристика

Нерегуляторная зона в пределах от Мкр н до Мкр max характеризует работу двигателя при воздействии на его показатели корректирующего устройства в период кратковременных перегрузок. Для повышения эффективности работы машинно-тракторного парка следует стремиться к тому, чтобы средняя эксплуатационная загрузка двигателя была по возможности выше в пределах регуляторной зоны, но не более 95% от максимальной мощности двигателя.

 

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ТЯГОВОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА

Определив основные конструктивные и экономические параметры тракторного двигателя и трактора в целом, приступают к построению теоретической тяговой характеристики, которая позволяет получить наглядное представление о тяговых и топливно-экономических показателях на различных режимах его работы.

Теоретическая тяговая характеристика трактора (рис. 3) состоит из двух частей - нижней и верхней.

Рис. 3. Теоретическая тяговая характеристика

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, скорости движения, тяговая мощность, удельный расход топлива и тяговый КПД трактора.

Аналитический расчет и графическое построение теоретической тяговой характеристики трактора производится в следующей последовательности: на листе чертежной или миллиметровой бумаги размером 594´420 мм наносятся на нижней части листа (рис. 3) оси координат с повернутой осью ординат вниз. Затем по оси абсцисс от начала координат О' в принятом масштабе откладывается для каждой передачи максимальная касательная сила тяги, подсчитанная по формуле

и номинальная

,

где Мкр max - максимальный крутящий момент двигателя (табл. 2); Мкр н - крутящий момент двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала (табл. 2);

i тр i - передаточное число трансмиссии; hтр i - КПД, учитывающий потери мощности в

трансмиссии.

Учитывая, что касательная, сила тяги трактора прямо пропорциональна крутящему моменту двигателя, поэтому по оси абсцисс от точки О' для каждой заданной передачи в принятом масштабе наносятся крутящие моменты двигателя Мкр max и Мкр н соответственно касательным силам тяги Ркр max и Ркр н.

Затем по оси ординат вниз наносятся масштабные шкалы эффективной мощности, часового расхода топлива и частоты вращения коленчатого вала двигателя с таким расчетом, чтобы графики в регуляторной зоне не пересекались.

Далее с учетом количества передач и соответствующих крутящих моментов строится график показателей работы двигателя.

Ne, Gт, n = f(Mкр).

При этом образуются пучки кривых Ne с общим центром в точке О', кривые Gт с общим центром в точке Gтx и пучок кривых n с общим центром в точке nх - соответствующие холостому ходу двигателя. Точки перегиба, (вершины) кривых всех показателей регуляторной характеристики двигателя должны находиться на горизонтальной прямой и по вертикали соответствовать номинальным моментам двигателя.

Кривые, расположенные в нерегуляторной зоне в пределах от Мкр н до Mкр max для каждой передачи, строятся по расчетным точкам регуляторной характеристики (см. табл. 2, с. 11). Нанесенные кривые на график регуляторной характеристики для каждой передачи должны заканчиваться при максимальных значениях крутящих моментов, Mкр max.

Примером построения нагрузочной характеристики двигателя в функции от крутящего момента может служить нижняя часть теоретической тяговой характеристики трактора (рис. 3). Следует учесть, что в зоне перегрузок от Мкр н до Mкр max кривые Ne, Gт, n строятся по точкам регуляторной характеристики, а в зоне действия регуляторов эти показатели изображаются прямыми линиями.

После построения нагрузочной характеристики определяют силу сопротивления качению по формуле:

Pf = f×G,

где f - коэффициент сопротивления качению; G - сила тяжести трактора.

Величина силы сопротивления качению Pf откладывается по оси абсцисс вправо от точки О' до точки О. 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 Ркр = Рк - Pf, а по оси ординат вверх изображаются в своих масштабах тяговые показатели трактора - буксование движителей, скорости движения, тяговые мощности на крюке, удельный расход топлива по передачам и тяговый КПД.

Величина коэффициента буксования может быть подсчитана по эмпирической формуле

d=ар+bpc,

где р - относительная сила тяги трактора, определяемая по формуле

.

 

Для гусеничных тракторов и колесных со всеми ведущими колесами lк=1, поэтому величина относительной силы тяги будет определяться по формуле

.

Безразмерные коэффициенты а, b, с зависят от типа трактора и почвенных условий. Для колесных тракторов принимают: а=0,13; b = 0,013; с=8. Для гусеничных тракторов: а = 0,04; b = 4,0; с=8. Для ориентировочных расчетов величина буксования в пределах до максимальной мощности двигателя имеет линейную величину прямо пропорциональную тяговой нагрузке трактора.

Далее для каждой заданной передачи определяют теоретическую скорость на холостом ходу (ркр=0) по формуле

,

где rк - радиус качения ведущего колеса (звездочки); nд - частота вращения коленчатого

вала двигателя в минуту.

Зная величину буксования d и теоретическую скорость движения, подсчитывают для каждой передачи рабочие скорости по формуле

Vp=Vт(1-d)= (1-d).

По формуле для каждой передачи определяют мощность на крюке трактора (кВт).

Для оценки топливной экономичности трактора определяется удельный расход топлива по формуле

,

где Gтi - соответствующий часовой расход топлива по нижней части графика

регуляторной характеристики двигателя, кг/ч.

Условный тяговый КПД трактора подсчитывается по формуле

,

где Nкр и Ne - определяются по графику рис. 3.

Проверку hту производят по формуле

hту=hтр×hf×hб.

Если расчет по двум формулам произведен правильно, то результаты расчетов должны совпадать или быть близкими.

Для построения теоретической тяговой характеристики трактора полученные расчетные тяговые показатели для каждой передачи заносятся в таблицу по следующей форме:

Таблица 3

Передача Расчетная точка Ne, кВт nд, мин-1 Gт, кг/ч Рн, кН Ркр, кН Vi, км/ч Nкр, кВт gкр, г/кВт×ч d, % hту
hтр×hf×hб
I                      
                     
                     
и т.д.                      
II                      
                     
                     
и т.д.                      

 

После построения графика тяговой характеристики трактора составляется баланс мощности трактора для установившегося движения.

Мощность на крюке трактора и значения d, V, G, Рк берутся из графика теоретической тяговой характеристики трактора (рис. 3).

В заключение 1-й части курсовой работы следует проанализировать расчетные показатели трактора в целом и сделать краткие выводы сравнительно с прототипом.


Раздел II



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.237.2.4 (0.011 с.)