Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Механико-технологический институт

Кафедра: «Сельскохозяйственных и мелиоративных машин»

Методические указания

к проведению

Расчетно-практической работы № 1

«Подбор двигателя и построение его скоростной

характеристики»

по курсу

«Энергетические средства и оборудование на автомобильном транспорте»

для специальности 311300 – Механизация сельского хозяйства по специализации «Эксплуатация сельскохозяйственной техники»

дневной и заочной форм обучения

Тюмень 2011

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Составитель: Доцент, к.п.н. А.В. Головкин

Тюменская государственная сельскохозяйственная академия, 2011

1. Общие положения

Для выполнения сельскохозяйственных производственных про­цессов в зависимости от конкретных условий работы могут быть использованы следующие основные виды энергии: тепловая; элек­трическая; энергия воды, ветра и солнца; мускульная энергия жи­вотных и человека.

На современных мобильных сельскохозяйственных агрегатах используют дизельные, карбюраторные, газобаллонные двигатели внутреннего сгорания, эксплуатационные свойства которых рассмотрены далее при решении соответствующих задач.

2. Цель работы

Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов основных понятий в области энергетические средства сельскохозяйственного производства, развитие интереса к избранной специальности.

3. Содержание работы

Основными задачами изучения дисциплины «Энергетические средства и оборудование на автомобильном транспорте» являются:

- формирование у студентов инженерного мышления;

- ознакомление студентов с основными понятиями и определениями в области возобновляемых и невозобновляемых источников энергии;

- создание у студентов основ теоретической подготовки, позволяющей будущим инженерам ориентироваться в производственных процессах и обеспечивающей им возможность использования полученных знаний в своей практической деятельности.

4. Материальное обеспечение

4.1. Методические указания.

2. Задание (приложение).

4.3. Справочный материал.

5. Организация работы

Группа студентов в составе 25 – 30 человек изучает под руководством преподавателя вопросы, входящие в содержание работы.

Каждому студенту в соответствии с его вариантом (приложение) выдается задание:

6. Пример выполнения расчетно-практической работы

Подбор двигателя и построение его скоростной

характеристики

Необходимая мощность двигателя для движения машины с максимальной скоростью определяется:

а) для гусеничной машины: Р_еmax =

Принимая ψ = 0,07 и η_о = 0,85-0,0055·V = 0,85-0,0055·56 = 0,54

Р_еmax = = 394 (кВт)

б) для колесной машины: Р_еmax==

= = 106 (кВт)

Для построения внешней скоростной характеристики двигателя определим текущие значения мощности Р_evпри различной частоте вращения коленчатого вала:

а) для гусеничной машины:

Учитывая, что = 0,1; 0,2.; . . .1,0, а (n_vminдля КД 150-250 мин^-1,

n_vminдля дизельного двигателя – 450 . . . 600 мин^-1), принимаемn_v1= 41,9c^-1=

=(400 мин^-1): 9,55

Это значение n_v1= 400 мин -¹не удовлетворяет условиюn_vmin= 450-600 мин^-1.

Р_еv1= 394 · (0,5 ·0,2 + 1,5 · 0,2²– 1 · 0,2³) = 59,89 (кВт)

n_v2= 62,8 с^-1= (600 мин^-1) : 9,55

Р_еv2= 394 · (0,5 ·0,3 + 1,5 · 0,3²– 1 · 0,3³) = 101,65 (кВт)

n_v3= 83,8 с^-1= (800 мин^-1) : 9,55

Р_еv3= 394 · (0,5 ·0,4 + 1,5 · 0,4²– 1 · 0,4³) = 148,14 (кВт)

n_v4= 104,7 с^-1= (1000 мин^-1)

Р_еv4= 394 · (0,5 ·0,5 + 1,5 · 0,5²– 1 · 0,5³) = 198,97 (кВт)

n_v5= 125,6 с^-1= (1200 мин^-1)

Р_еv5= 394 · (0,5 ·0,6 + 1,5 · 0,6²– 1 · 0,6³) = 244,28 (кВт)

n_v6= 146,5 с^-1= (1400 мин^-1)

Р_еv6= 394 · (0,5 ·0,7 + 1,5 · 0,7²– 1 · 0,7³) = 295,5 (кВт)

n_v7= 167,5 с^-1= (1600 мин^-1)

Р_еv7= 394 · (0,5 ·0,8 + 1,5 · 0,8²– 1 · 0,8³) = 334,9 (кВт)

n_v8= 188,4 с^-1= (1800 мин^-1)

Р_еv8= 394 · (0,5 ·0,9 + 1,5 · 0,9²– 1 · 0,9³) = 368,78 (кВт)

n_v9= 209, 4 с^-1= (2000 мин^-1)

Р_еv9= 394 · (0,5 ·1 + 1,5 · 1²– 1 · 1³) = 394 (кВт)

б) для колесной машины:

n_v1= 33,5 с^-1= (320 мин^-1) : 9,55

Р_еv1= 106 · (0,5 ·0,1 + 1,5 · 0,1²– 1 · 0,1³) = 6,78 (кВт)

n_v2= 67,0 с^-1= (640 мин^-1)

Р_еv2= 106 · (0,5 ·0,2 + 1,5 · 0,2²– 1 · 0,2³) = 16 (кВт)

n_v3= 100,5 с^-1= (960 мин^-1)

Р_еv3= 27,4 (кВт)

n_v4= 134 с^-1= (1280 мин^-1)

Р_еv4= 39,5 (кВт)

n_v5= 167,5 с^-1= (1600 мин^-1)

Р_еv5= 53,45 (кВт)

n_v6= 201 с^-1= (1920 мин^-1)

Р_еv6= 66,5 (кВт)

n_v7= 234,5 с^-1= (2240 мин^-1)

Р_еv7= 78,52 (кВт)

n_v8= 268 с^-1= (2560 мин^-1)

Р_еv8= 89 (кВт)

n_v9= 301,5 с^-1= (2880 мин^-1)

Р_еv9= 97,65 (кВт)

n_v10= 335 с^-1= (3200 мин^-1)

Р_еv10= 106 (кВт)

Текущие значения крутящего момента двигателя определяются по формуле: Т_еv=

а) для гусеничной машины:

n_v1 = 41,9 c^-1 T_ev1 = (H· м)

n_v2 = 62,8 c^-1 T_ev2 = (H·м)

n_v3 = 83,8 c^-1 T_ev3 = (H·м)

n_v4 = 104,7 c^-1 T_ev4 = (H·м)

n_v5 = 125,6 c^-1 T_ev5 = (H·м)

и далее по аналогии.

б) для колесной машины:

n_v1 = 33,5 c^-1 T_ev1 = (H·м)

n_v2 = 67 c^-1 T_ev2 = (H·м)

и далее по аналогии.

Полученные расчетные данные сводим в таблицу:

а) для гусеничной машины: Таблица 1.

nv	мин^-1	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
	с^-1	41,9	62,8	83,8	104,7	125,6	146,5	167,5	188,4	209,4
Pev	кВт	59,89	101,65	148,14	198,97	244,28	295,5	334,9	368,78	394
Tev	кН·м	1,43	1,62	1,77	1,90	1,94	2,02	2,0	1,96	1,89

б) для колесной машины: Таблица 2.

nv	мин^-1	320	640	960	1280	1600	1920	2240	2560	2880	3200
	с^-1	33,5	67,0	100,5	134	167,5	201	234	268	301,5	335
Pev	кВт	6,78	16,0	27,4	39,5	53,45	66,5	78,52	89,0	97,65	106
Tev	кН·м	200	240	270	290	320	330	340	330	320	315

По данным значениям величин Р_еv и T_ev строится внешняя скоростная характеристика двигателя

Рис.1. Скоростная характеристика двигателя гусеничной машины (таблица 1)

Рис. 2. Скоростная характеристика двигателя колесной машины

(таблица 2)

Вывод: Из существующих двигателей близким по величине

максимальной мощности и скоростной характеристике

является двигатель марки ЗИЛ-131.