Расчет и выбор типа двигателя трактора МТЗ-82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельный расход топлива  для номинального и максимального  режимов:

                                                                                           (4.13)

- на номинальном режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- на режиме максимального  крутящего момента:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.3 – Данные для  построения тяговой характеристики

Режимы работы	Пере-дача	Основные тягово-динамические и экономические  показатели трактора
			V, км/ч				δ,%
Холостой ход	1	0	7,49	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		200090,32	3,98	22,21	11,066	605,58	0,436
Максимальный момент		24580,59	2,36	28,6	13,45	686,9	0,436
Холостой ход	2	0	7,94	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		18741,62	4,22	21,96	11,066	612,47	0,436
Максимальный момент		22977,73	2,5	28,33	19,45	693,8	0,436
Холостой ход	3	0	8,42	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		17468,83	6,46	31,34	11,066	429,16	0,185
Максимальный момент		21456,05	2,65	28,08	13,45	700,37	0,436
Холостой ход	4	0	8,42	0	4,05	0	0
Номинальная мощность		16269,42	7,1	32,08	11,066	419,26	0,155
Максимальный момент		20039,58	2,81	27,77	13,45	709,36	0,436
Холостой ход	5	0	9,46	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		15135,81	7,74	32,54	11,066	413,33	0,132
Максимальный момент		18692,3	2,98	27,51	13,45	735,3	0,436
Холостой ход	6	0	10,03	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		14065,45	8,43	32,03	11,066	404,44	0,107
Максимальный момент		17420,2	4,58	27,14	13,45	496,45	0,183
Холостой ход	7	0	10,63	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		13058,36	9,02	32,71	11,066	408,69	0,099
Максимальный момент		16223,28	5,04	26,81	13,45	491,16	0,152
Холостой ход	8	0	11,27	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		12102,39	9,71	32,64	11,066	412,07	0,085
Максимальный момент		15095,53	5,48	26,4	13,45	479,9	0,13
Холостой ход	9	0	13,90	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		9110,93	12,45	31,50	11,066	426,98	0,049
Максимальный момент		1153,7	7	24,92	13,45	493,6	0,99
Холостой ход	10	0	31,91	0	4,035	0	0
Номинальная мощность		1831,67	29,02	15,22	11,066	883,7	0,005
Максимальный момент		2915,91	17,67	14,45	13,45	772,2	0,1

5. Анализ тяговой характеристики

Построенную тяговую характеристику анализируют следующим образом:

1. Выбирают две лесохозяйственные машины, с которыми может агрегатироваться данный трактор.
2. Определяют тяговое сопротивление машины (орудия) расчетным путем или принимают по литературным данным.
3. По теоретической тяговой характеристике определяют оптимальную передачу, действительную скорость движения, часовой и удельный расходы топлива для трактора в агрегате с этими машинами.
4. Определяют, как изменяются эти показатели при переходе от оптимальной на повышенную или пониженную передачу.
5. Определяют коэффициент запаса тягового усилия на одной из передач и объясняют от чего он зависит. Коэффициент запаса тягового усилия определяется по выражению:

                                                              (5,1)

6. Пользуясь кривыми определяют на одной из передач, на сколько увеличится удельный расход топлива при уменьшении тяговой нагрузки трактора от 100 до 50 % (0,5 Р_крн) и объясняют причины этого увеличения.
1. Выбираем:

а) Плуг навесной ПЛН-4-35: ширина захвата - 140 см, глубина обработки - 30 см, масса – 650 кг.

b) Борона дисковая тяжелая БДТ-3: ширина захвата - 300 см, обработки – 20 см, масса – 1828 кг.

2) Расчет тягового сопротивления  машины:

1. В практических расчетах сопротивление плуга R_т, Н можно определить по упрощенной формуле:

R_т=KaB,                                                         (5.2)

K – удельное тяговое усилие машины,

а – глубина вспашки,

В – ширина захвата.

R_пл = 4,0∙30∙140 = 16800 Н,

2. При бороновании тяговое сопротивление орудия рассчитывается по формуле:

R_б=K_бB_б,                                                     (5.3)

где К_б – удельное сопротивление бороны, Н/м,

В_б – ширина захвата бороны, м.

R_б = 5000∙3 = 15000 Н.

3. Выбираем оптимальную передачу:

1. Для ПЛН-4-35 – подходит 3-я передача; V=6.4 км/ч, G_T=12.8 кг/ч, g_кр=429,16  г/кВт ч.

 

2. Для  БДТ-3 – подходит 4-я передача; V=7,1 км/ч, G_T=12,6 кг/ч, g_кр=419,26 г/кВт ч.

4. При переходе от оптимальной передачи на повышенную наблюдается, как и на ПЛН-4-35, так и на БДТ-3, увеличение действительной скорости и часового расхода, но уменьшение удельного расхода топлива. А при переходе от оптимальной передачи на пониженную действительная скорость и часовой расход уменьшаются, а удельный расход топлива увеличивается (таблица 5.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1 - Переходы на повышенную или пониженную передачи

 

Передача	V, км/ч	GT, кг/ч	gкр , г/кВт ч
ПЛН-4-35
2	4,2	11,8	533,7
3	6,4	12,8	454,1
4	7,1	13,8	386,2
БДТ-3
3	6,5	12,9	430
4	7,1	12,6	419,2
5	7,8	13,0	410,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Определение нагрузок на оси и колеса машины

6.1 Определение нормальных реакций дороги на колеса трактора при работе с прицепом

При движении транспортной машины на оси и колеса действуют  реакции, нормальные и параллельные опорной поверхности. Определение нормальных реакций необходимо для выполнения условий устойчивости и управляемости, анализа сцепных и тяговых качеств. Суммарные реакции служат исходным материалом для проведения прочностных расчетов деталей подвески и ходовой системы машины. В целях упрощения расчетов рассматриваются случаи установившегося движения машины с малой скоростью, когда j = 0 я P_w = 0.

Нормальные реакции дороги на колеса трактора могут иметь разные значения в зависимости от внешних  сил и моментов, действующих на машину во время работы. Рассмотрим случай ускоренного движения трактора с прицепом на подъем под углом а к горизонту (рисунок 6.1).

Для удобства дальнейших вычислений переносим силу тягового сопротивления по направлению ее действия до пересечения с плоскостью, проходящей через ось ведущих колес нормально к поверхности пути. Новую точку приложения назовем условной точкой прицепа. Высота ее над поверхностью пути определяется из соотношения

                                          (6.1)

где l_кр - продольное расстояние от действительной точки прицепа до ведущих колес;

- угол наклона линии  тягового сопротивления на крюке  к поверхности пути;

- высота точки прицепа.

 

 

Чтобы определить нормальную реакцию дороги действующую на передние колеса, составим уравнение моментов всех сил относительно точки Ог и сделав преобразования, получим формулу для определения реакции

 

Здесь и далее принимаем 

 

 

 

Нормальную реакцию дороги определим по следующему выражению:

(6.3)

 

 

При установившемся движении трактора с прицепом на горизонтальном участке реакции имеют следующие значения:

                                          

 

 

 

 

Кода трактор стоит  неподвижно без прицепа на горизонтальном участке, реакции будут определяться зависимостями

 

 

 

 

2. Определение нормальных реакций почвы на колеса трактора при работе с навесными машинами

Следует различать два  положения навесной машины: транспортное и рабочее. В транспортном положении  на машину действует только сила веса, которая передается на колеса. В рабочем положении, помимо веса машины, необходимо учитывать реакции почвы, действующие на ее рабочие органы и опорные колеса.

При поднятой навесной машине нормальные реакции почвы на колеса трактора можно определить по уравнениям, заменив в них продольную и вертикальную координаты а и h центра тяжести трактора соответствующими координатами а_агр и h_arp центра тяжести навесного агрегата, понимая под агрегатом совокупность трактора с рабочей машиной.

Для нахождения значений а^ и составим уравнение моментов относительно точки О₂ (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2- Силы, действующие  на навесную машину в продольной

плоскости

 

 

где G_arp - вес навесного агрегата;

G_н - вес навесной машины;

а_н и h_н - соответственно продольная и вертикальная координаты центра      тяжести навесной машины;

 - угол наклона к горизонту поверхности, на которой стоит агрегат.

Отсюда, учитывая, что G_arp = G+G_н, получаем:

 

 

 

 

 

 

 

При определении нормальных реакций почвы на передние и задние колеса трактора с работающей навесной машиной можно представить реакции почвы, действующие на рабочие органы навесной машины, результирующей реакцией R, расположенной в продольно-вертикальной плоскости. У основных почвообрабатывающих машин точка приложения реакции R лежит примерно в вертикальной плоскости, проходящей через центр тяжести машины. Сложив реакцию R с весом машины G_н, получим результирующую силу R_рез, наклоненную под углом θ к горизонту. Разложим ее на две составляющие: горизонтальную: R_x, которую можно как тяговое сопротивление машины, и вертикальную R_x·tgθ, которая является результирующей всех вертикальных сил, действующих на машину (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 - Силы, действующие  на навесную машину в продольной

плоскости во время работы

Величина нормальной реакции  почвы Y_н на опорные колеса навесной машины может быть определена из условия равновесия машины относительно мгновенного центра вращения О_н, который находится на ведущей схеме в точке пересечения тяг навесного устройства.

 

где m и l_к - соответственно плечи сил R_pcз и Y_н относительно мгновенного центра вращения навесной машины.

Результирующая вертикальная сила R_xtgθ = G_н + R_y = Y_n. Определим теперь, чему равны нормальные реакции почвы на колеса трактора при работе с навесной машиной. Примем, что работа производится на горизонтальном участке, и движение агрегата имеет установившийся характер. Составив уравнение моментов действующих сил относительно точки О₂ (рисунок 6.4) и уравнение их проекций на вертикальную ось, находим значение реакций Y_n и Y_k.

 

 

 

 

 

 

 

где – продольная база навесной машины.

 

Рисунок 6.4 - Силы, действующие  на тракторный агрегат в продольной плоскости

 

 

7. Продольная и поперечная устойчивость машин