Трактора и автомобили

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

 

 

1.Тяговый расчёт трактора

 

2.Исходные данные

 

3.Вес и номинальная мощность двигателя

 

4.Баланс мощности и потенциальная тяговая характеристика

 

5.Тяговый диапазон трактора

 

6.Передаточные числа трансмиссии

 

7.Регуляторная характеристика двигателя

 

8.Тяговая характеристика трактора

 

9.Лучевой график загрузки двигателя

 

10.Анализ технико-экономических показателей трактора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяговый расчет трактора

 

В теории трактора различают  поверочный тяговый расчет и тяговый  расчет проектируемого трактора. Задачи и методы проведения этих расчетов различны.

Задачами поверочного  тягового расчета являются аналитическое  выявление тяговых качеств выполненной  конструкции трактора и сравнение  их с тяговыми качествами других тракторов  с целью определения возможности  рациональной его загрузки имеющимися прицепными машинами и орудиями, а  также с целью их подбора и  т. п.

Тяговый расчет проектируемого трактора проводится с целью определения  мощности двигатели, необходимой для  получения расчетной силы тяги при  различных рекомендуемых скоростях  движения; с помощью тягового расчета  делают выбор числа передач и  наиболее рациональной разбивки передаточного  отношения, обеспечивающих получение  минимальной для данного типа и класса тракторов скорости, а  также промежуточных и максимальных скоростей.

Основными этапами тягового расчета являются: определение силы тяги трактора по балансу мощностей  и составление тяговой характеристики трактора, с помощью которой определяют возможности наиболее рационального  его использования. Кроме того, в  главе «Тяговый расчет трактора» рассматриваются вопросы, связанные с выбором основных параметров проектируемого трактора и структуры ряда передаточных чисел его трансмиссии.

Определение силы тяги трактора. Мощность, развиваемая тракторным двигателем, не может быть полностью реализована  на крюке трактора, так как при  его работе, т. е. при создании им силы тяги, неизбежны потери мощности на преодоление трения в трансмиссии, на буксование ведущих колес или  гусениц, на трение в шарнирах гусеничной цепи (только для гусеничного трактора), на перемещение трактора.

Количественное распределение  мощности двигателя на полезную (мощность на крюке) и различного вида потери, называемые составляющими баланса, носит название баланса мощностей  трактора,

Чем меньше будут составляющие баланса, характеризующие различного вида потери, тем большую мощность двигателя можно будет реализовать  на крюке для выполнения полезной работы и тем, следовательно, совершеннее  будет трактор.

Поэтому большой интерес  представляет не только получение возможности  подсчета составляющих баланса и  сравнения их величины с величинами аналогичных потерь ранее выполненных  конструкций тракторов, но и проведение анализа с целью изыскания  возможностей снижения их величины.

Выражение для подсчета полезной мощности (мощности на крюке) при установившемся прямолинейном движении трактора по горизонтальному участку пути имеет  следующий вид:

для колесного трактора

 

 

Тяговые показатели трактора и эффективность его использования  в сельскохозяйственном производстве в соответствии с назначением  и условиями эксплуатации зависят  от правильного выбора основных параметров: веса (массы), мощности и типа регуляторной характеристики двигателя, передаточных чисел трансмиссии. При выполнении тягового расчета трактора производятся: расчет основных параметров трактора; расчет и построение регуляторной характеристики двигателя, потенциальной и теоретической тяговых характеристик трактора; анализ его основных эксплуатационных свойств. Все расчеты проводятся в Международной системе единиц измерения физических величин.

Теория тракторов и  автомобилей - это наука, представляющая собой систему основных знаний, обобщающих и отражающих объективные закономерности изучения эксплуатационных качеств  и свойств трактора и автомобиля; о методах их изучения и определения, а так же о способах влияния и совершенствования этих качеств и свойств. В связи с быстрым ростом уровня механизации сельскохозяйственного производства и расширения сферы применения автотранспорта, требования, предъявляемые к эксплуатационным качествам тракторов и автомобилей непрерывно развивается и дифференцируются в зависимости от назначения машины и условий ее использования. Чтобы иметь возможность оценивать влияние отдельных эксплуатационных качеств на общую эффективность машины, нужно установить объективные, научно обоснованные измерители этих качеств и методику их определения.

 

 

Двигатель Д-37 четырехтактный четырехцилиндровый дизель с неразделенными камерами сгорания. На двигателе размещены: впереди насос гидросистемы, маслозаливная горловина с сапуном и счетчик моточасов, а слева по ходу трактора-топливный насос, подогреватель, впускной и выпускной трубопроводы, жалюзи, топливные фильтры и указатель уровня масла. С правой стороны двигателя установлены: генератор, стартер, центрифуга для очистки масла, декомпрессионньхй механизм, форсунки и вентилятор. Продольный и поперечный разрезы двигателя приведены на рис. 1 и 2.

Кривошипно-шатунный механизм. Картер двигателя 9 (рис. 1) отлит из серого чугуна, на внутренней полости имеет  ребра жесткости. На отверстия верхней  плоскости устанавливают цилиндры, которые вместе с головками крепят к картеру шестнадцатью анкерными  шпильками. Здесь же размещаются  втулки толкателей. Картер имеет пять опор для коренных подшипников коленчатого  вала. Каждая опора крыта снизу  крышкой, прикрепленной к картеру  двумя шпильками. В отверстиях передней, средней и задней стенок картера  запрессованьх три втулки из антифрикционного чугуна, в которых вращается распределительный вал 1 (рис. 2). Снизу картер двигателя закрыт поддоном 15 (см. рис. 1). К передней стенке картера крепят передний лист и крышку 4 распределительных шестерен.

Цилиндры 7 двигателя отлиты из легированного чугуна. Каждый цилиндр  на наружной поверхности имеет ребра  охлаждения с прорезями для прохода  анкерных шпилек. Две канавки на верхнем торце цилиндра выполнены  для уплотнения его соединения с  головкой. Цилиндр центрируется в  картере двигателя своим пояском, расположенным под опорным буртиком. Между цилиндром и картером ставят медную прокладку толщиной 0,3 мм. Маркировка и размеры цилиндров приведены  в табл. 1. Головка 8 каждого цилиндра-из алюминиевого сплава. В углах головки  имеются бобышки с отверстиями  под анкерные шпильки, а в середине—бобышки с отверстиями под втулки клапанов. Внутри и снаружи головки между  бобышками сделаны ребра для  охлаждения. На верхней плоскости головки имеются гнезда для пружин

Рис.1 Продольный разрез двигателя Д-37М 

Рис.2 Поперечный разрез двигателя Д-37М

клапанов, отверстие для подвода масла и резьбовые отверстия для крепления стойки коромысел. Для верхнего пояска цилиндра снизу головки сделана выточка глубиной 3 мм. В головке цилиндра установлены форсунка 6 (см. рис. 2), впускной и выпускной клапаны. В головку четвертого цилиндра вмонтирован датчик 9 сигнала перегрева. Между головкой и цилиндром прокладки не ставят.

 

 

1. Исходные данные

 

К основным исходным данным на проектируемый трактор относятся:

В данном курсовом проекте  производится разработка конечной передачи для колесного трактора 4x2. За базовую  модель принимается трактор Т-40. Результатом данной работы будет  являться модификация базовой модели трактора Т-40.

В работе был проеден анализ существующих конечных передач. Также  были рассчитаны параметры зацепления конечной передачи и прочностной  расчет вала-шестерни исходя из результатов  тягового и энергетического расчета  по исходным данным к курсовому проекту:

тяговое усилие тс,

частота вращения колеса п = 15 об/мин;

крутящий момент на колесе Нм,

 

1. Тип (прототип) трактора – Д-37, Колёсный.

2. Тяговый класс и номинальное тяговое усилие, к тяговому классу 3 относится трактор Д-37, номинальное тяговое усилие у которого равно Р_н = 3 тс @ 30 кН, выраженной в тоннах силы (1 тс = 1_*g кН @ 9,81 кН @ 10 кН, где g - ускорение свободного падения).

Номинальное тяговое  усилие трактора - это такое максимальное тяговое усилие, при котором движущийся по стерне зерновых культур (при нормальной плотности и влажности почвы) трактор имеет наибольший или близкий к нему тяговый к.п.д. при условии, что потери на буксование движителя d (коэффициент буксования) не превышают допустимых по агротехническим требованиям пределов d_н.доп (тракторы: гусеничные – 3...5 %;). Номинальное тяговое усилие Р_н является правой границей рабочего интервала тяговых усилий трактора.

3. Номинальная скорость движения V_н =8,0 км/ч. Это скорость движения трактора, соответствующая номинальному тяговому усилию Р_н.

4. Число основных, рабочих передач - z=4.

5. Число транспортных передач - м=2.

6. Агрофон поля: стерня зерновых, средне-суглинистый чернозем.

7. Максимальная транспортная скорость движения трактора

V_макс=17,5 км/ч.

8. Номинальная частота вращения вала двигателя n_н=1780 об/мин.

9. Номинальный удельный расход топлива двигателем g_ен=245г/кВт*ч.

 

2. Вес и номинальная мощность  двигателя

 

Конструктивный (сухой) вес G_о - вес трактора в не заправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта.

Минимальный эксплуатационный вес G_мин, равный конструктивному весу плюс вес заправочных материалов, инструментов и тракториста. Минимальный эксплуатационный вес G_мин в среднем на 7...11 % больше конструктивного G_о:

 

G_мин» (1,07...1,11)G_о. (1)

 

Максимальный эксплуатационный вес G_макс, равный минимальному эксплуатационному весу плюс вес балласта G_б:

 

G_макс = G_мин+ G_б. (2)

 

Балласт применяется для увеличения сцепного веса (нагрузки на ведущие колеса, движитель) G_сц тракторов с целью повышения их тягово-сцепных свойств (уменьшения коэффициента буксования d и увеличения силы сцепления Р_j). При установке балласта на ведущих колесах его вес можно определить по формуле:

 

G_б = l_к(G_макс - G_мин), (3)

 

где l_к - коэффициент нагрузки ведущих колес:

 

l_к = G_сц/G;

 

G - эксплуатационный вес трактора - общее обозначение.

Конструктивный вес трактора G_о надо стремиться снижать до минимума с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. С уменьшением конструктивного веса снижается металлоемкость, затраты мощности на передвижение трактора, особенно на транспортных работах. Однако с уменьшением конструктивного веса возрастает стоимость трактора в связи с применением более прочных материалов и совершенных технологий. Более или менее точно конструктивный вес может быть определен только при реальном проектировании. При выполнении курсовой работы величину его следует принимать, ориентируясь на тракторы того же класса и уровень их энергонасыщенности.

Расчетный максимальный эксплуатационный вес G_макс.р трактора определяют исходя их того, чтобы при работе на стерне зерновых культур при нормальной влажности и плотности почвы с номинальной нагрузкой на крюке Р_н он обеспечивал не превышение допустимого уровня буксования движителей d_доп. Для аппроксимации зависимости коэффициента буксования трактора от развиваемого им тягового усилия можно использовать следующую, полученную на основании обработки большого количества опытных данных, зависимость:

 

d= ln[A/(j_m - j_кр)]/B, (4)

 

где j_m, А, B - коэффициенты, полученные при математической обработке опытных данных - таблица 1;

j_кр - коэффициент использования сцепного веса трактора:

 

j_кр = Р_кр/G_сц. (5)

 

 

Таблица 1. Коэффициенты: сопротивления качению тракторов и функции аппроксимации кривой буксования d= ln[A/(j_m - j_кр)]/B

Тип трактора	Агрофон, механический состав почвы	f*10-2	Коэффициенты
			А	В	jm
Гусеничный	Стерня, тяжелый суглинок	6…8	0,80	73,0	0,75
	Стерня, средний суглинок	6…8	0,75	47,6	0,67
	ППП, суглинок	9…12	0,68	30,3	0,62
Пояснения: тип почвы - чернозем; ППП – поле, подготовленное под посев; *) – тракторы с неодинаковыми задними и передними колесами; **) – тракторы с одинаковыми колесами (пахотные)