- •1.1 Определение тягового усилия на первой основной рабочей передаче
- •1.2 Минимальное тяговое усилие
- •1.3 Скорость движения на первой основной передаче
- •1.4 Эксплуатационный вес трактора
- •1.5 Номинальная мощность двигателя
- •1.6 Определение крутящего момента двигателя
- •1.11 Передаточные числа трансмиссии и скорости движения
1.4 Эксплуатационный вес трактора
Эксплуатационный вес трактора определяют из соображений реализации номинального тягового усилия при допустимом буксовании на стерне нормальной влажности. В зависимости от типа движителя и колесной формулы эксплуатационный вес подсчитывают по одному из выражений. Колесная формула 4К2 соответствует колесному трактору с задним ведущим мостом, с управляемыми передними колесами меньшего размера. Формула 4К4а соответствует колесному трактору с двумя ведущими мостами, с управляемыми передними колесами меньшего размера. Формула 4К46 соответствует колесному трактору с. двумя ведущими мостами, с колесами равного размера.
для колесных тракторов 4К2
1.3
где к — коэффициент использования сцепного веса.
Для колесных тракторов 4К2 к = 0,75—0,80;
для колесных тракторов 4К4а к = 0,45—0,50;
для колесных тракторов 4К46 к = 0,55—0,60;
для гусеничных тракторов к = 0,65—0,70.
Чем больше коэффициент перегрузки по тяге χn, тем больше значение к выбирают. Для нашего трактора-прототипа будем использовать
к = 0,77
ƒ — коэффициент сопротивления качению принимают для стерни в соответствии с типом движителя, в нашем случае ƒ = 0,09;
λк — коэффициент нагрузки задних ведущих колес (равен 0,65—0,70). Для нашего случая принимаем λк = 0,67.
1.5 Номинальная мощность двигателя
Номинальную мощность двигателя рассчитывают из необходимости обеспечения заданных тягово-скоростных показателей трактора с учетом запаса мощности по формуле
1.4
где Рк max — максимальная касательная сила тяги на первой передаче, кН;
VТ1 — теоретическая скорость трактора на первой передаче, м/с;
тр — механический КПД трансмиссии трактора на первой передаче;
χэ — коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя, находится в пределах 0,85—0,90. Для гусеничных и колесных тракторов 4К4 несколько выше, чем для колесных 4К2. Для нашего трактора-прототипа принимаем χэ = 0,9
Максимальную касательную силу тяги определим по формуле
Рк max = Рк max + Рƒ 1.5
Рк max = 15400 + 3254,3 = 18654 Н =18,655кН
где Рƒ — сила сопротивления качению (кН), определим по выражению
Рƒ = ƒ * Gтр 1.6
Рƒ = 0,09 * 36159 = 3254,3Н = 3,25кН
Теоретическую скорость на первой передаче определим по формуле:
1.7
где V1 — действительная скорость трактора на первой передаче, м/с;
δдоп — допустимый коэффициент буксования.
Буксование определяют по потере скорости, вызванной смещением несущего основания (почвы) или контактной части колеса (гусеницы) под действием крутящего момента на ведущих колесах в сторону противоположную движению трактора. Коэффициент буксования:
1.8
Буксование, неизбежное для трактора, в значительной степени влияет на его тягово-экономические показатели. Буксование зависит от многих факторов, в частности от типа и состояния почвы (почвенного фона), ее твердости, плотности, влажности, значения касательной силы тяги, вертикальной нагрузки (сцепного веса) на ведущие колеса или гусеницы, типа движителя, числа ведущих колес, типа и состояния протектора, давления воздуха в шинах и др. Работа тракторов с буксованием выше допустимого значения δдоп не является рациональной и не рекомендуется в эксплуатации. Для нашего случая δдоп = 0,18
Механический коэффициент полезного действия оценивает потери энергии в трансмиссии трактора. Они возникают вследствие трения в зацеплении шестерен, подшипниках, сальниках, перебалтывания масла, а также учитывают затраты энергии на привод масляных насосов рулевого управления и переключения режимов в коробках с переключением режимов в коробках с переключением без разрыва потока энергии на привод насоса гидронаве,сной системы, компрессора тормозной системы.
Механический КПД определяют по формуле
1.9
тр = 0,957 * 0,98 * (1 – 0,05) * 0,95 = 0,842
где ц, кон — соответственно КПД цилиндрической (0,985—0,99) и конической (0,975—0,98) пар шестерен. Принимаем для нашего расчета: ц = 0,99, кон = 0,98;
nц, nкон — соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен, находящихся в зацеплении при включенной первой основной рабочей передаче (определяют по кинематической схеме трактора-прототипа)
ξ — коэффициент, учитывающий потери от вращения валов и шестерен. Для прогретой трансмиссии и при действии крутящего момента, близкого к номинальному, он равен 0,03—0,05, будем считать ξ = 0,04
гс — КПД, учитывающий затраты энергии на привод насосов гидронавесной системы управления и привод компрессора, гс = 0,93—0,95, в нашем подсчете будем считать гс = 0,94
Механический КПД гусеничного трактора дополнительно учитывает потери энергии на трение в ведущем участке гусеничной цепи г = 0,97—0,98. Меньшее значение имеют тракторы с эластичной подвеской. В нашем подсчете его учитывать не надо.
Подставляя все значения в формулу 1.4, получаем: