Расчет тяговой характеристики трактора NH =70 л. с., G=3400 кг., n= 1750 об/мин., g= 185 г/элс. ч., Размер шин - 12-38, Тип пути - стерня. Начинаем с расчета и построения регулярной характеристики дизеля. Лист (миллиметровка) разбиваем осями координат на четыре квадрата. По оси ординат вниз откладываем значения номинального момента двигателя (Н М). МН = (Н М) где, NH - мощность двигателя номинальная, л. с. nH - номинальная частота вращения двигателя. nH = 1750 об/мин. МН = = 281,004 (Н М) Максимальный момент Мmax = KM * MH = 281 * 1.2 = 337.2 Н М где, KM - коэффициент приспособленности KM = 1,15….1,25 (Кутьков Г.М. стр.124) Через точки МН и Мmax параллельно оси абцис проводим вспомогательные линии. На оси обцис слева от точки 0 (в отрицательной области) откладываем значение WH , NE , GT , и в квадрате III строим регулярною характеристику двигателя. Для этого на ось абцис наносим значение номинальной угловой скорости коленчатого двигателя WH и опускаем перпендикуляр до пересечения со вспомогательной линией, проведенной через точку МН . Рассчитываем максимальную угловую скорость вала двигателя Wxx = WH = WH =1.14 WH где, буксирование δ =0,13 (Кутьков Г.М. стр.492, приложение 3), при φк = 0,7 (Кутьков Г.М. стр.491, приложение 1). Номинальная угловая скорость WH = = = 184.21 рад/с где, 1рад = 57°, nH = 1750 об/мин - число оборотов коленчатого вала двигателя при номинальной мощности. Wxx = 1.14 WH = 1.14 * 184.2 = 210 рад/с. nxx =11.4nH = 1.14 * 1750 = 1995 об/мин. Откладываем значение Wxx на оси абцис и соединяем эту точку с точкой WH на вспомогательной линии MH . Степени снижения частоты вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте α = 0,75…0,65 (Андреев А.Ф. стр.105). Находим значение угловой скорости вала двигателя при максимальном моменте WM = где, KW = = =1.4 WM = = α* WH =0.7 * 184.2 =128,95 рад/с nM =0.7 * 1750 = 1225 об/мин. Мощность двигателя при Мmax NЕ M = = = 43.24 л. с. Зная удельный расход топлива g, находим часовой расход топлива в конкретных точках регуляторной характеристики (Кутьков Г.М., стр 130). При номинальном режиме GTH = 10-3 g * NH = 10-3 *185 * 70 = 12.95 кг/ч На холостом ходу (Кутьков Г.М., стр 130). GTX = (0.2÷0.3) GTH = 0.25 * 12.95 = 3.24 кг/ч. При максимальной мощности GTMax = (0.7÷0.8) GTH = 0.75 * 12.95 = 9.71 кг/ч. Откладываем в III квадрате GTH , GTX , GTMax . Рассчитываем передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей (Кутьков Г.М., стр 127). Для колесных тракторов теоретическая скорость 1-й передачи рабочего диапазона VTMin = VT 1 принимаем равной 8 - 10 км/ч. Наивысшую теоретическую скорость для 4-й передачи VTMax = VT 4 рабочего диапазона скоростей принимаем равной 15-17 км/ч. Радиус колеса 12-38 принимаем RK = = 0.79 м. Принимаем для расчета теоретические скорости по передачам; VT 1 = 9 км/ч = 2,5 м/с и VT 4 = 16 км/ч = 4,45 м/с. Рассчитываем передаточные числа трансмиссии. I1 = = = 58.21 I4 = = = 32.7 Передаточные числа в пределах рабочего диапазона разбиваем по передачам согласно закону геометрической прогрессии (Кутьков Г.М., стр 128), знаменатель которой gi = = = = 0.83 где, Z= 4 - число передач. Должно соблюдаться условие gi ≥ , где, KM = 1.15÷1.2 тогда gi = = 0,83, т. е условие соблюдено. Тогда: I2 = I1 * gi = 58.2 * 0.83 = 48.31 I3 = I2 * gi = 48.3 * 0.83 = 40.1 Расчет и построение зависимостей касательной силы тяги PK = ƒ (MK ) выполняем следующим образом. В выражении PK подставляем значение номинального крутящего момента MH и передаточное число IТР на данной передаче. PK = У механической трансмиссии = 0,88÷0,93 (Кутьков Г.М. стр.112) т.к. трактор колесный = 1. PK1 = = 18635 H. PK2 = = 15467 H PK3 = = 12837 H PK4 = = 10469 H В квадрате IVстроим лучевой график касательных сил тяги по передачам в зависимости от крутящего момента двигателя. Для этого влево от точки 0 по оси абцис в выбранном масштабе, одинаковом для всех сил PK , PKP и Pf , откладываем полученное расчетом значение силы Pf cучетом заданного агрофона (Кутьков Г.М. стр.491) Pf = ƒK *G= 0.11* 34000 = 3740 H и отмечаем точку 01 которая является началом точки отчета для силы PK , а точка 0 - для силы PKP . Полученные ранее значения PK откладываем на линии MH иэту точку соединяем с точкой 01 , продолжив до пересечения с линией MMax . В квадрате IIстроим график теоретической скорости движения трактора по передачам в зависимости от угловой скорости вала двигателя VT = ƒ (Wg) Расчеты проводим при Wg= WH для каждой передачи. VT 1 = = = 2.50 м/с. VT 2 = = = 3,01 м/с. VT 3 = = = 3,63 м/с. VT 4 = = = 4,45 м/с. Полученные значения VT откладываем на линии, проведенной из точки WH на регулярной характеристике перпендикулярно оси абцисс, и соединяем с началом координат. Начало отсчета для графиков VT выбираем на оси ординат так (точка 0”), чтобы графики теоретических скоростей находились в верхней части квадрата II. На каждой передачи находим значение крутящего момента двигателя соответствующее силе сопротивления качения Pf при движении трактора без тяговой нагрузки, т.е. при PKP = 0. Эти значения крутящего момента двигателя находятся в точках пересечения линий PK = ƒ (MK ) с осью MK . Так для I-ой передачи это точка 1, а соответствующая этому моменту угловая скорость вала двигателя - точка 2. Поднимаясь по вертикали вверх от точки 2 до пересечения с лучом VT 1 = ƒ (Wg) I-ой передачи, найдем теоретическую скорость (точка 3) движения трактора без тяговой нагрузки на I-ой передачи. Эту скорость на всех передачах принято считать действительной скоростью движения трактора без тяговой нагрузки, т.е. допускают, что при PKP = 0 буксование колес также равно нулю (δ = 0). Точку 3 и аналогичные точки на остальных передачах переносим на ось ординат (точка4). Они являются началом функциональных зависимостей действительной скорости трактора от тяговой нагрузки. VTP = ƒ (PKP ). В приложении 3 (Кутьков Г.М. стр.492) берем данные по трактору колесной формулы 4 к 2 по стерне. φКР = ; PKP = φКР * GTP При номинальном тяговом усилии для колесных тракторов формулы 4 к 2 φКРН = 0,37 ÷ 0,39 (Кутьков Г.М. стр 97) Откладываем в квадрате Iзначения буксования δ в зависимости от значений PKP (по оси абцисс). Рассчитаем VTP при номинальной нагрузке VTP = VT * (1 - δ) V1 = 2.5 (1-0.06) = 2.35 м/с V2 = 3,01 (1-0.04) = 2.89 м/с V3 = 3,63 (1-0.03) = 3,52 м/с V4 = 4,45 (1-0.02) = 4,36 м/с Для каждой передачи из точек пересечения PK с линией MH проводим вертикально вверх до пересечения с графиком δ и значение δ подставляем в формулу VTP . Максимальная крюковая сила на каждой передаче PKP =PK - Pf PKP1 = 18635-3740 = 14895 H = 14.90 kH PKP2 = 15467-3740 = 11727 H = 11.73 kH PKP3 = 12837-3740 = 9097 H = 9.10 kH PKP4 = 10469-3740 = 6729 H = 6.73 kH Максимальная крюковая мощность на каждой передаче NKP = PKP * VTP NKP 1 = 14895 * 2.35 = 35003 Нм/с (Вт) = 35 кВт NKP 2 = 11727 * 2.89 = 33909 Нм/с (Вт) = 33,91 кВт NKP 3 = 9097 * 3,52 = 32024 Нм/с (Вт) = 32,02 кВт NKP 4 = 6729 * 4,36 = 29345 Нм/с (Вт) = 29,35 кВт На вертикальных линиях построенных ранее от MH откладываем значения NKP 1, NKP 2, NKP 3, NKP 4 и соединяем эти точки с точкой 0. При максимальном крутящем моменте WM = 129 рад/с, тогда скорость трактора на каждой передаче VM = (1 - δ) VM 1 = (1 - 0.08) = 1.61 м/с VM 2 = (1 - 0.05) = 2 м/с VM 3 = (1 - 0.03) = 2,46 м/с VM 4 = (1 - 0.03) = 3,02 м/с От точек пересечения PK с горизонтальной линией MMax проводим вертикальные линии через IVи Iквадраты и откладываем на них значения VM . Тогда крюковая сила при максимальном крутящем моменте PM = PK Max - Pf PK Max берем из графиков PK в IVквадрате PM 1 = 22170 - 3740 = 18430 Н = 18,43 кН PM 2 = 18560 - 3740 = 14820 Н = 14,82 кН PM 3 = 15530 - 3740 = 11790 Н = 11,79 кН PM 4 = 12770 - 3740 = 9030 Н = 9,03 кН Крюковая мощность на каждой передаче при MMax NM = PM * VM NM 1 = 18430 * 1.61 = 29672 Нм/с (Вт) = 29,67 кВт NM 2 = 14820 * 2 = 29684 Нм/с (Вт) = 29,68 кВт NM 3 = 11790 * 2,46 = 29051 Нм/с (Вт) = 29,05 кВт NM 4 = 9030 * 3,02 = 27284 Нм/с (Вт) = 27,28 кВт Тяговой КПД определяем по формуле: ηт = , где NНЭ = = 51,75 кВт, тогда ηт1 = = 0,68, ηт2 = = 0,66,ηт3 = = 0,62, ηт4 =