Часть 3. Расчет регуляторнойхарактеристики двигателя
3.1. Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя
Расчету подлежат три зависимости: Мк=f (ωд),Nе= f(ωд), Gт= f(ωд).
Максимальную угловую скорость вала двигателя на холостом ходу рассчитывают по формуле
(25)
где δр— степень неравномерности регулятора, принимают равной 0,06…0,08.
Удельный расход топлива на номинальном режиме работы двигателя ge.нпринимают в пределах достигнутого для современных дизелей, 210…250 г/(кВт·ч). Знаяge.ни пользуясь известными зависимостями, находят часовой расход топлива для определенных точек регуляторной характеристики:
—номинальный
режим;
—холостой ход.
На корректорной ветви характеристики значение угловой скорости коленчатого вала двигателя рассчитывают в зависимости от крутящего момента двигателя, а значение удельного эффективного расхода топлива geрассчитывают в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателяωдпо формулам:
(26)
(27)
где y = Мк/ Мн - относительный крутящий момент двигателя;
x =ωд / ωн − относительная угловая скорость коленчатого вала двигателя;kω = ωм / ωд.н — коэффициент приспособляемости дизеля по угловой скорости;а2=1-b2+c2,b2=(1-kω+c2(1-k2м)/(1-kм), c2=(1-kω)/(1-kм)2— постоянные коэффициенты для определенного двигателя.
Остальные параметры двигателя на корректорном участке определяются из следующих соотношений:
эффективная мощность двигателя:
(28)
часовой расход топлива:
(29)
значение угловой скорости коленчатого вала двигателя, соответствующее максимальному крутящему моменту:
(30)
Результаты расчета удобно представить в виде табл. 5. По данным табл. 5 строят регуляторную характеристику дизеля в третьем квадранте, как показано на рис. 8.
Таблица 5
Результаты расчета регуляторной характеристики двигателя
|
y=Мк/Мн |
|
y= kм |
1,20 |
1,10 |
1,05 |
1,00 |
|
|
|
|
|
Мк,Н.м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ωд, рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nе,кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Gт,кг/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ge,г/кВт.ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x=ωд / ωн |
0,50 |
|
|
|
|
1,00 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
xxx |
Часть 4. Расчет и построение теоретическойтяговой характеристиКи трактора тягово-энергетической концепции
4.1. Расчет и построение тяговой характеристики трактора
4.1.1. Общие положения
Тяговая характеристика является основной характеристикой трактора, определяющей его тягово-энергетические показатели. Она представляет собой функциональную зависимость
,
приведенную в подразделе 1.1.
Теоретическую тяговую характеристику рассчитывают и строят для нескольких вариантов, отражающих различные условия работы трактора. Базовой является тяговая характеристика, отражающая показатели работы трактора на стерне.
Исходными данными для построения характеристики являются:
●результаты тягового расчета трактора;
●регуляторная характеристика дизеля;
●зависимость буксования движителей трактора от тяговой нагрузки.
Расчет каждой функциональной зависимости тяговой характеристики проводят по отдельным точкам для разных режимов работы двигателя и значений Ркр. При выполнении расчета на ЭВМ их результаты выводятся на печать в табличной форме. По этим данным строят и анализируют графики теоретической тяговой характеристики.
4.1.2. Расчет зависимостей касательной силы тяги Рк= f (Мк) и теоретической скорости движения трактора νт = f (ωд)
Значение тягового усилия Ркр, создаваемого модульным энергетическим средством (МЭС) вычисляем из уравнения тягового баланса:
,
где K — число ведущих мостов МЭС;J— общее число мостов МЭС (в нашем случаеJ=3);PкjиPfk— касательная сила тяги и сила сопротивления качениюk мостов МЭС, Н.
По значения Мки ωд(см. табл. 5) вычисляют значения касательной силы тягиРкри теоретической скорости трактораνтдля каждой передачи:
(33)
Значение касательной силы тяги Pкkдляjмоста МЭС на каждой передачи определяем по значению крутящего момента двигателяМкk, передаваемом на k мост МЭС:
, (33)
где iтрkи ηтрk — передаточное число и механический КПД ветви трансмиссии, соединяющей двигатель с kмостом МЭС;rкk —расчетный радиус колеса k моста МЭС по ГОСТ 25641-84, м.
Значение крутящего момента двигателя Мкk, передаваемого на kмост МЭС определяем по выражению:
где Мк— значение крутящего момента двигателя по регуляторной характеристике для данного скоростного режима (см. табл. 5),Нм.
По значению угловой скорости двигателя ωд(см. табл. 5),вычисляем значение теоретической скорости базового моста МЭСνт.к:
,
(34)
где iтр.к— передаточное число ветви трансмиссии, соединяющей двигатель с базовогомостом МЭС;rк —расчетный радиус колесабазового моста МЭС, м.