2.6 Выбор числа передач. Определение номинальной мощности

Выбор числа передач

К группе основных передач обычно добавляют одну-две более низких и повышенных транспортных передач. Соотношениями между основными передачами чаще всего берутся по принципу геометрической прогрессии

где q- знаменатель геометрической прогрессии

Перемножив эти равенства, получим :

Так как между скоростями и соответствующими им передаточными числами трансмиссии имеется обратно пропорциональная зависимость, то уравнение геометрического ряда передач может быть написано в следующей форме:

Скорость движения трактора через частоту вращения коленчатого вала двигателя и передаточное число трансмиссии выражается как:

V=м/с.

Определение номинальной мощности

Требуемая номинальная мощность двигателя определяется исходя из найденных ранее тяговых усилий и скорости трактора:

N_m=, кВТ

где η_m- коэффициент полезного действия трансмиссии (см. таблицу 3) (механический коэффициент потерь на трение);

μ- коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя, учитывая резерв мощности, μ=0,8…0,9;

V₁- скорость движения на низшей основной передаче

Таблица 4

Коэффициент полезного действия трансмиссии

Трактор	Значение коэффициента
Колесный 4х2 Колесный 4х4 Гусеничный	0,85…0,90 0,70…0,85 0,80…0,90

3. Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя

Регуляторная характеристика строится на основании данных, полученных расчетным путем по эмпирическим формулам. При этом эффективная мощность определяется по формуле:

N_ех=N_ен,кВт,

где N_ен- номинальная мощность двигателя, кВт;

n_н– номинальная частота вращения вала двигателя, мин^-1(по заданию);

N_ех– мощность двигателя при соответствующей частоте вала двигателя, кВт.

Значения n_хвыбираются произвольно через определенный интервал (например, 200, 300, 400 и т.д.), но так, чтобы число полученных точек характеристики было не менее 7.

Крутящий момент М_кдвигателя определяется по формуле:

М_кх=9550, Нм

Эффективный удельный расход топлива находится из выражения:

g_ех = g_ен, г^.МДж^-1,

где g_ен- эффективный удельный расход топлива при номинальной мощности, г^.МДж^-1 (берется из расчета двигателя).

Значение n_хвыбирается таким же, как и при определении эффективной мощности.

Абсолютный расход топлива определяется по формуле:

G_ах=g_ех^.N_ех^.10^-3, г^.с^-1

Результаты расчетов заносятся в таблицу 5.

Для построения регуляторной характеристики на горизонтальной оси наносят номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя (n_н). Из точкиn_нпроводят вертикальную прямую до пересечения с кривыми М_к,N_е,G_аиg_е, которые обозначены точками а,b, с,d(рис. 2).

На горизонтальной оси откладывается точка n_хх, соответствующая максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Численное значение точки n_ххопределяется по коэффициенту неравномерности регулятора двигателя-прототипа () по зависимости:

n_хх = (1+)n_н

Для построения регуляторной ветви графика абсолютного расхода топлива на вертикальной прямой, проведенной через точку n_хх, откладываются в принятом масштабе значения абсолютного расхода топлива, соответствующие частоте вращения вала двигателя на холостом ходу и обозначаются буквойG_ахх.

Для существующих тракторов G_аххлежит в пределах (0,25 …0,35)G_ан.

Здесь G_ан. – абсолютный расход топлива на номинальном режиме.

Соединяют точки с и G_ахх. Прямая с - G_аххявляется регуляторной ветвью расхода топлива (рис. 2).

Удельный расход топлива при работе двигателя на холостом ходу равен бесконечности. Для построения регуляторной ветви удельного расхода топлива определяют две промежуточные точки d^, иd^,,. Для этого наносят произвольно точкиn^,иn^,,и из них проводят вертикальные прямые до пересечения с регуляторной ветвью эффективной мощности и абсолютного расхода топлива.

Деля полученные значения абсолютного расхода топлива на эффективную мощность (на вертикали соответствующей n^,), находим удельный расход топлива (точкаd^,). В такой же последовательности находятg_едля другой точкиd^,,.

Рис. 2 Регуляторная характеристика тракторного двигателя

Найденные значения параметров двигателя занести в таблицу 5.

По полученным значениям строится регуляторная характеристика двигателя в зависимости от крутящего момента М_кв левой нижней части графика тяговой характеристики (рис 3). Шкала моментов откладывается вниз по осиY, а значения частоты вращения вала двигателя, мощности абсолютного расхода топлива по оси Х влево от точки О.

Таблица 5

Обозначения	n мин^-1	Nе, кВт	Мк, Н^.м	Gа, r^.с^-1	gе,, r^.МДж^-1
n1 …………….. n6 n7 (nH) n^, n^,, nхх

Передаточное число на первой передаче определяют для номинального режима работы двигателя:

i_тр=

Передаточное число на высшей передаче определяют из условия обеспечения транспортной скорости Vпри номинальной частоте вращения коленчатого двигателя пренебрегая при этом буксование движителя.

i_m=

Для определения передаточных чисел промежуточных передач при их распределении по геометрической прогрессии используют знаменателем прогрессии

q=

Для гусеничных тракторов при распределении передаточных чисел промежуточных передач по арифметической прогрессии

Δi=; гдеm– число передач