Анализ графика баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики трактора Т-4А График баланса мощности показывает, как изменяются все составляющие уравнения баланса мощности трактора в зависимости от изменения тягового усилия Ркр, которое может быть в пределах от Ркр=0 (холостой ход) до максимально возможного по сцеплению движителя с почвой Ркрφ .

4. Тяговый диапазон трактора

Тяговый диапазон трактора dт представляет собой отношение номинального тягового усилия Pн, как правой границы рабочего интервала тяговых усилий, к минимальному тяговому усилию Рмин - левой границе этого интервала:

dт = Pн/Рмин. (25)

Оценку требуемого значения тягового диапазона принято определять по формуле:

dт = eРн/Рн¢, (26)

где Рн,Р’н - номинальные тяговые усилия тракторов, соответственно, рассчитываемого и предыдущего тяговых классов;

e - коэффициент расширения тяговой зоны трактора, e = 1,25...1,30.

Обычно тяговый диапазон равен dт = 1,6...1,8. Для тракторов, не имеющих предшествующего тягового класса принимают dт = 2. Чем выше тяговый класс трактора, тем меньше значение dт. Значение тягового диапазона dт<1,6 и dт>2 принимать не рекомендуется.

dт = 1,27·30/20=1,905;

Рмин = Рн /dт =30/1,905=15,75кН.

В рабочем интервале тяговых усилий располагаются основные рабочие передачи трактора.

5. Передаточные числа трансмиссии

Диапазон передач должен охватывать скорости и тяговые усилия для всего разнообразия выполняемых трактором работ. Различают три группы передач.

1. Замедленные или вспомогательные передачи (технологические), на которых скорости движения ограничиваются условиями выполнения работ. Эти передачи используются, как правило, с ограниченным тяговым усилием Р £ Рн и низкой тяговой мощностью. К ним относятся и передачи заднего хода.

2. Основные, рабочие передачи предназначены для выполнения основных сельскохозяйственных работ. Низшая рабочая передача обеспечивает получение номинального тягового усилия, определяемого тяговым классом трактора Рн при скорости движения Vн. В рабочем интервале тяговых усилий используется 4…6 основных передач.

3. Транспортные передачи используются для выполнения транспортных работ, холостых переездов трактора и машинно-тракторных агрегатов.

5.1 Передаточные числа трансмиссии основного ряда передач

Их необходимо рассчитывать так, чтобы трактор развивал тяговые усилия от минимального Рмин на высшей передаче до номинального Рн на первой передаче с некоторым запасом силы тяги. Передаточное число трансмиссии на первой передаче iтр.1 определяется по формуле:

iтр.1 = (Рн+ Pf) · rк/(k1·Мн·hтр·hву); (26)

где k1 – коэффициент загрузки двигателя при номинальном тяговом усилии трактора Рн, k1 =0,95…1,00;

rк - расчетный радиус ведущего колеса;

Мн - номинальный крутящий момент двигателя:

Мн = 9,55Nн/nн, кНм, (26)

Мн = 9,55·100/1780=0,5365 кНм;

Расчетный радиус ведущего колеса гусеничного трактора (радиус начальной окружности звездочки) определяется по формуле:

rк = lзвzк/(2p), (27)

где lзв - шаг звена гусеницы;

zк - число активно действующих зубьев ведущих колес (звездочек) гусеничного движителя.

Радиус ведущей звездочки принимаем по трактору -прототипу.

rк=0,355 м (прил. 3)

iтр.1 = (30+ 6,7) · 0,355/(0,97·0,5365·0,88·0,97)=29,329.

Передаточные числа трансмиссии остальных передач определяют в зависимости от принятого варианта построения ряда передач. Если при переходе с одной передачи на другую предусматривается одинаковая степень загрузки двигателя, то значения передаточных чисел будут представлять собой геометрический ряд. Для получения одинаковых интервалов между номинальными значениями тяговых усилий на смежных передачах применяют арифметический ряд. Если нужны одинаковые интервалы между скоростями движения, то выбирают гармонический ряд.

Наиболее часто используется геометрический ряд передач. Тогда знаменатель ряда:

q = {(Рн+ Pf)/[k1(Рмин+ Pf)]}1/z, (28)

где z - число основных, рабочих передач трактора.

q = {(30+ 6,7)/[0,97· (15,75+ 6,7)]}1/4=1,139,

Значения передаточных чисел трансмиссии на других передачах определяют по формуле:

iтр.j = iтр.1/qj-1, (28)

где j - номер рабочей передачи, j = 1, 2, …, z.

iтр.2 = 29,329/1,1392-1=25,750,

iтр.3 = 29,329/1,1393-1=22,607,

iтр.4 = 29,329/1,1394-1=19,848,

5.2 Передаточные числа трансмиссии для транспортных передач

Передаточные числа трансмиссии на транспортных передачах определяют исходя из необходимости выполнения работ в интервале скоростей движения от номинальной на высшей рабочей передаче Vнz до номинальной на высшей транспортной - максимальной транспортной скорости движения Vнм. Поэтому передаточное число трансмиссии для высшей транспортной передачи следует определять по формуле:

iтр.м = prкnн/(30Vнм), (29)

iтр.м = 3,14·0,355·1780/(30·4,86)=13,610,

тогда знаменатель ряда транспортных передач

qт = (iтр.z/iтр.м)1/м, (30)

qт = (19,484/13,610)1/2=1,208,

где м - число транспортных передач.

Значения передаточных чисел на остальных транспортных передачах:

iтр.l = iтр.z/qlт, (31)

где l - номер транспортной передачи, l = 1, 2, ... ,м.

iтр.l = 19,848/1,208=16,430.

5.3 Корректировка передаточных чисел трансмиссии

Требуемые расчетные значения передаточных чисел коробки передач определяют по формуле (расчет произвести только для основных передач):

iкj = iтр.j/(iгпiкп) = iтр.j/iо, (32)

где iгп, iкп - соответственно передаточные числа главной и конечной передач: iгпiкп = iо.

Затем по кинематической схеме коробки передач, определяют, какие шестерни находятся в зацеплении на каждой из расчетных передач и подбирают для них целые числа зубьев в соответствии с требуемыми передаточными числами. Рассчитывают действительные значения передаточных чисел iтр.j. Они будут несколько отличаться от расчетных. Для единичной шестеренной передачи требуемое количество зубьев шестерни Zш (ведущая шестерня) и колеса Zк (ведомая шестерня) можно определить по формулам:

Zш = ZS/(i + 1);

Zк = ZS - Zш = iZS/(i + 1),

где ZS - суммарное количество зубьев передачи ZS = Zш + Zк;

i - требуемое передаточное число передачи.

Значения Zш и Zк округляются до ближайшего целого числа.

Значение ZS можно принять таким же, как и у трактора-прототипа, или близким к нему. Числа зубьев шестерен, уточненные значения передаточных чисел трансмиссии и номинальной скорости движения трактора (без учета буксования) заносятся в табл. 4. В расчетно-пояснительной записке приводится рисунок с кинематической схемой трансмиссии трактора.

Таблица 4. Уточненные значения передаточных чисел трансмиссии

6. Регуляторная характеристика двигателя

Регуляторная характеристика двигателя (Рис. 2) устанавливает взаимосвязь между частотой вращения коленчатого вала ne, эффективной мощностью Ne, часовым Gт и удельным эффективным ge расходами топлива и развиваемым им крутящим моментом Мк. Расчет производится для внешней характеристики двигателя, получаемой при настройке регулятора на максимальную частоту вращения коленчатого вала. Необходимо различать следующие основные режимы работы двигателя:

1. Холостой ход: Мк = 0.

2. Номинальный (максимальной мощности): Мк = Мн.

3. Максимального крутящего момента: Мк = Ммакс.

Работа с недогрузкой - регуляторные ветви характеристики: 0 £ М £ Мн.

Работа с перегрузкой - перегрузочные (корректорные, безрегуляторные) ветви характеристики: Мн £ М £ Ммакс.

При работе двигателя с недогрузкой графики изменения частоты вращения вала n = f1(Мк) и часового расхода топлива Gт= f2(Мк) с достаточной степенью точности можно аппроксимировать прямыми линиями:

- частота вращения вала двигателя

n = nх - (nх - nн)k3, (33)

где nх - частота вращения вала двигателя при холостом ходе:

nх = nн(2 + dр)/(2 - dр) » (1 + dр)nн; (34)

dр - степень (коэффициент) неравномерности регулятора двигателя. Для современных тракторных дизелей dр = 0,07…0,10.;

nх = 1780(2 + 0,85)=1931 мин-1;

k3- коэффициент загрузки двигателя:

k3= Мк/Мн; (35)

- эффективная мощность двигателя

Nе = Мкnе/9550, квт; (36)

- часовой расход топлива

Gт = Gтх + (Gтн - Gтх) ·k3, кг/ч, (37)

Gтн - часовой расход топлива, соответствующий номинальной загрузке двигателя:

Gтн= 10-3·gен·Nн, кг/ч; (38)

Страницы: 1, 2, 3, 4