Побудова швидкісної характеристики двигуна для пониженого режиму роботи.

При виконанні механізованої роботи тракторний двигун повинен працювати в режимі близькому до номінального. При короткочасному зниженні навантаження на двигун доцільно перевести його на понижений швижкісний режим шляхом зменшення подачі палива. При цьому зміняться ефективна потужність, крутний момент, витрата палива і оберти.

Для того, щоб на графіку швидкісної характеристики нанести лінії, які характеризують зміну ефективної потужності, крутного моменту і годинної витрати палива при пониженому (частковому) режимі, потрібно мати значення швидкості обертання колінчастого валу, відповідно при номінальній потужності і холостому ході двигуна на пониженому швидкісному режимі (n _н.п., n _х.п.) і годинної витрати палива при холостому ході і пониженому швидкісному режимі (G _x.п.).

Швидкістю обертання колінчастого валу для режиму холостого ходу задаються в залежності від зниження навантаження.

Номінальна швидкість обертання колінчастого валу на понижених швидкісних режимах (п_н.п), може бути підрахована за формулою, запропонованій Антоновським Б. Н.

 

(1.4)

 

де п_н - номінальна швидкість обертання колінчастого валу, хв.^-1;

п_х - швидкість обертання колінчастого валу на холостому ході, хв.^-1;

п_х.п- швидкість обертання колінчастого валу на холостому ході, при пониженому режимі хв.^-1.

Величина (n _х._п) вказана в умові завдання.

Значення годинної витрати палива при холостому ході на пониженому швидкісному режимі (G _х.п.)орієнтовно можна визначити по формулі

 

(1.5)

де G_x - годинна витрата палива при холостому ході, кг/год.

В завданні навести приклади застосування понижених швидкісних режимів на виробництві, та їх ефективність.

По завершенню роботи оформляється звіт.

Зміст звіту:

 

1. Тема та мета роботи.

2. Необхідні формули та результати розрахунків в таблицях 1.1 і 1.2.

3. Побудований графік швидкісної характеристики для повного і пониженого швидкісних режимів роботи двигуна.

4. Графік залежності питомої витрати палива від ступеня завантаження двигуна.

 

 

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2

Тема:РОЗРАХУНОК ПОКАЗНИКІВ ТЯГОВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

ТРАКТОРА

Тривалість 2 години

Мета роботи: - поглибити і закріпити знання студентів про основні експлуатаційно-енергетичні показники трактора з оцінкою впливу потужності двигуна, вибраної передачі, типу або конструкції ходової частини на його тягові властивості в залежності від агрофону, схилу місцевості.

Зміст роботи:

1) Для заданої марки трактора та умов розрахувати складові сили тягового балансу трактора та робочу швидкість руху з врахуванням буксування.

2) Для цих же умов визначити значення потужностей складових балансу потужності трактора.

3) Для однієї з передач побудувати графік тягового балансу трактора.

Прилади, обладнання, матеріали:

1) Задана марка трактора.

2) Тягова характеристика трактора.

 

Література:

1) Ільченко В.Ю. Карасьов П.І., Лімонт А.С. Експлуатація машинно-тракторного парку в аграрному виробництві.-К.: Урожай,1993.

2) Лімонт А.С. Мельник І.І. Малиновський А.С. та ін.. Практикум із машино використання в рослинництві. - К.: Кондор,2004.

3) Фере Н.Э. и др. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка. – М.: Колос, 1976.

 

Послідовність виконання роботи:

Тягові властивості трактора характеризує його тягова характеристика.

Тягова характеристика являє собою графік залежності ряду експлуатаційних показників (тягової потужності, швидкості руху, к.к.д., погектарної витрати палива, буксування, годинної витрати палива) від тягового зусилля, в межах від холостого ходу до повної зупинки трактора.

Тягова характеристика знімається в стандартних умовах на різних агрофонах (стерня, поле підготовлене для сівби, суха в катана глиниста дорога для гусеничних тракторів, або бетонний майданчик - для колісних). Ці характеристики використовують при графічному методі розрахунку: машинно-тракторних агрегатів, норм виробітку і витрат палива на окремі механізовані роботи.

Мета цієї роботи - визначити тягові властивості трактора розрахунково-аналітичним методом. Розрахунок виконати для агрофонів (по завданню викладача) в такій послідовності.

1. Розраховуємо дотичну силу тяги на всіх передачах трактора, Н

 

 

, (2.1)

 

де N_e - номінальна потужність двигуна, кВт;

η _мг - механічний к.к.д. трансмісії;

i _тр - загальне передаточне число трансмісії;

п _н - номінальна частота обертання колінчастого валу двигуна, хв.^-1;

r _к - динамічний радіус кочення ведучого колеса (зірочки), м.

 

, (2.2)

де η _г - механічний к.к.д. гусеничного ланцюга η _г =0.95.

де і - відповідно механічні к.к.д. циліндричних та конічних зубчатих передач;

α і β- відповідно кількість пар передач даного виду, які знаходяться в зчепленні.

(2.3)

де r _ш - радіус стального обода колеса, м;

h _ш - висота поперечного профілю шини, м;

k _ш - коефіцієнт усадки, рівний для шин низького тиску 0.7÷0.8.

Для гусеничних тракторів = , де - радіус початкового кола ведучої зірочки приводу гусені, м

2. Визначаємо найбільшу силу зчеплення ведучого апарату з ґрунтом

(2.4)

 

де G ₃- зчіпна вага трактора, кн.;

µ - коефіцієнт зчеплення ведучого апарату з ґрунтом.

Зчіпна вага гусеничного трактора, або трактора з чотирма ведучими колесами

(2.5)

де G - експлуатаційна вага трактора, кн.;

α - нахил місцевості, град.

Для колісних тракторів з однією ведучою віссю

 

≈ 2/3 (2.6)

 

де L - повздовжня база трактора, м;

a - відстань від центру ваги трактора до вертикальної площини яка проходить через геометричну вісь кочення ведучих коліс, м;

М ₀ - крутний момент на ведучих колесах трактора, кНм.

При достатньому зчеплені рушіїв трактора з ґрунтом, коли дотична сила тяги лімітується потужністю та завантаженням двигуна, крутний момент визначається рівнянням

або (2.7)

При недостатньому зчеплені

і (2.8)

(2.9)

3. Визначаємо рушійну силу трактора Р _руш порівнянням числових значень Р_д і F _з (по передачах з урахуванням ґрунтових
умов) - вона рівна меншій із них.

Якщо Р_д < F _з -то зчеплення достатнє, а якщо Р_д > F ₃ -тозчеплення недостатнє і Р_руш = F ₃. В першому випадку Р_д може бути повністю використана для тягової роботи, а в другому - тільки частина її, рівна F ₃.

4.Визначаємо опір кочення трактора для даних умов

(2.10)

де f- коефіцієнт опору кочення трактора.

5.Визначаємо опір руху трактора на підйом

(2.11)

де і - нахил місцевості в процентах ()

6.Визначаємо тягове зусилля трактора

(2.12)

7. Визначаємо робочу швидкість руху на всіх передачах

(2.13)

де V_т.н - теоретична швидкість, км/год;

n - фактична швидкість обертання колінчастого валу двигуна, хв.^-1;

δ- буксування рушіїв трактора, яке береться відповідно значенню

Р _г=R_а по тягових характеристиках трактора, %.

Допустиме буксування складає приблизно 8 % - для гусеничних тракторів і 5 % для колісних.

(2.14)

де n _н – вимірюється в хв.^-1.

(2.15)

де n _н – вимірюється в с.^-1.

Фактична швидкість обертання колінчастого валу при недостатньому зчепленні, або недовантаженні трактора визначається таким чином

(2.16)

В умовах достатнього зчеплення п=п_н.

Для визначення буксування графічним методом необхідно по даних тягових характеристик побудувати графік δ=f(P_г) для обох ґрунтових фонів (рис.2.1) і з його допомогою знайти буксування по відповідному значенню тягового зусилля по передачах.

Рис.2.1. Графік залежності буксування від тягового зусилля

трактора

8. Визначаємо тягову потужність

(2.17)

9. Визначаємо втрати потужності в трансмісії трактора

 

(2.18)

при достатньому зчепленні

при недостатньому зчепленні

і (2.19)

10. Визначаємо втрати потужності на кочення трактора

(2.20)

11. Визначаємо втрати потужності на подолання підйому

(2.21)

12. Визначаємо втрати потужності на буксування

(2.22)

13. Визначаємо тяговий к.к.д. трактора

(2.23)

Значення тягового к.к.д. допустимі в межах 0.25÷0.80

14. Визначаємо питомі витрати палива на тяговий кіловат роботи

(2.24)

При визначенні питомої витрати палива на тяговий кіловат роботи знайти годинну витрату палива по швидкісній характеристиці двигуна відповідно N_ен при достатньому зчепленні і N_ем при недостатньому.

Результати обчислень занести в таблицю.2,1

Таблиця 2.1Тягові характеристики трактора

фон

пере- дача трак- тора

значення сил, кН

Vтеор км/год

δ, %

Vр, км/год

значення потужності, кВт

ηт

qт г/кВт

умови зчеплення

Рд

Fзч

Рруш

Рf

Рα

Ртяг

Nтр

Nf

Nδ

Nα

Nтяг

Стерня

I

II

III

…

…

…

…

Культивоване поле

I

II

III

…

…

…

…

Продовження таблиці 2.1

 

На основі даних таблиці 2.1 побудувати графік тягового балансу трактора для заданої передачі і проаналізувати його (рис.2.2)

При умові недостатнього зчеплення ведучого рушія трактора з ґрунтом намітити заходи, що викличуть збільшення сили зчеплення (використання гідрозбільшувача зчіпної ваги, включення переднього ведучого мосту, використання розширених коліс, напівгусениць).

Виконати повторний розрахунок показників тягових властивостей і дати оцінку ефективності намічених заходів.

Шляхом порівняння результатів розрахунків показати причини зміни тягової потужності трактора при роботі в одних і тих же ґрунтових умовах, на різних передачах, і в різних ґрунтових умовах, але на одній передачі.

Зміст звіту:

1. Тема лабораторно-практичної роботи.

2. Мета роботи

3. Розрахункові формули.

4. Оформлена таблиця 2.1.

5. Графік тягового балансу трактора для передачі.

6. Висновки по роботі.