Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ООБРАЗОВАНИЯ
«ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет заочного образования
Кафедра «Тракторы и автомобили»
РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАКТОРА И АВТОМОБИЛЯ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ТА. РАХТА . 00.055 ПЗ
Студент: Вологжин М.В.______________________________
Группа: 45 АТ-ССО, шифр 11055
Нормоконтролер
уч. степень, звание:__________________________________
Руководитель
должн., уч. степень, звание: Бердов Е.И._________________
Челябинск 2014
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Студенту 4 курса факультета заочного образования специальности ТС в АПК – ССО
Вологжина Максима Вячеславовича шифр 11055
1. Построить и дать анализ тяговой характеристики трактора Т-150К имеющего эксплуатационную массу 7900 кг и работающего на почвенном фоне пашня.
2. Построить и дать анализ динамической характеристики автомобиля ГАЗ-3307, имеющего массу, превышающую в 1,5 раза его конструктивную массу.
3. Проанализировать статическую продольную и поперечную устойчивость трактора Т-150К и автомобиля ГАЗ-3307.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Расчет, построение и анализ тяговой характеристики трактора ………….4
1.1 Определение и анализ тяговой характеристики трактора ………………4
1.2 Построение скоростной характеристики двигателя …………………….5
1.3 Построение кривой буксования …………………………………………..8
1.4 Выбор скоростных режимов работы двигателя для расчета данных
для построения тяговой характеристики трактора …………………………………9
1.5 Определение данных для построения тяговой характеристики ……….10
l.6 Анализ тяговой характеристики трактора ……………………………….12
2 Характеристика автомобиля ……………………………………………….14
2.1 Определение коэффициента полезного действия
трансмиссии автомобиля ……………………………………………………………14
2.2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя …………15
2.3 Методика определения данных для построения
динамической характеристики автомобиля ……………………………………….16
2.4 Анализ динамической характеристики автомобиля ……………………18
3 Определение углов продольной и поперечной статической
устойчивости трактора и автомобиля ……………………………………………...19
3.1 Расчетные схемы ………………………………………………………….19
3.2 Определение углов продольной и поперечной статической
устойчивости трактора и автомобиля ……………………………………………...19
3.3 Сравнение полученных углов устойчивости с углами «трения»
в продольном и поперечном направлениях и заключение о безопасности
работы на данных машинах с точки зрения возможного опрокидывания……….22
Список литературы……………………………………………………………24
Приложения……………………………………………………………………25
1 РАСЧЕТ, ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА
Вычертить кинематическую схему трансмиссии (рисунок 1.1) трактора, указанного в задании, и, используя уравнение (1), найти значения КПД трансмиссии на всех передачах. Значения передаточных чисел, КПД и количества пар цилиндрических шестерен, передающих крутящий момент на каждой передаче, занесены в таблицу 1.1.
КПД трансмиссии:
ηт = ηmц · ηк · ηr · (1-e), (1)
ηт=0,993∙0,98∙(1-0,05)=0,90
где ηт , ηк - КПД соответственно цилиндрической (или эпициклического планетарного ряда (ЭПР)) и конической пары шестерен;
m - число пар цилиндрических шестерен и ЭПР, работающих в трансмиссии на данной передаче;
ηr - КПД ведущего участка гусеничного движителя (для гусеничных тракторов);
e - множитель, определяющий, какую часть номинального вращающего момента двигателя (Мдвн) составляет момент холостого хода трансмиссии трактора.
При современном уровне технологии изготовления шестерен и подшипников и при установившемся тепловом режиме трансмиссии тракторов и автомобилей можно принимать:
ηц = 0,985...0,990; ηк = 0,975...0,980;
ηr = 0,97...0,99; e = 0,03...0,05.
Рисунок 1.1 -Кинематическая схема трансмиссии трактора Т-150К
А – Главный фрикцион (сцепление); В – коробка передач; С – ходоуменьшитель; D – раздаточная коробка; F – насос гидравлической системы коробки
передач; Н – центральная (главная) передача с дифференциалом;
J – центральный тормоз; К – колесный редуктор; L – насос навесной системы;
М – редуктор независимого ВОМ; N – насос муфты редуктора ВОМ
Таблица 1.1 Характеристика трансмиссии трактора по передачам
|
Передача |
Шестерни, передающие вращающий момент |
Передаточное число |
m |
n |
η |
|
4 |
1-2-17-18-21-20-К |
37,9 |
3 |
1 |
0,90 |
|
5 |
3-4-15-16-21-20-К |
27,7 |
3 |
1 |
0,90 |
|
6 |
5-6-15-16-21-20-К |
23,4 |
3 |
1 |
0,90 |
|
7 |
7-8-15-16-21-20-К |
20,6 |
3 |
1 |
0,90 |
|
8 |
1-2-15-16-21-20-К |
17,64 |
3 |
1 |
0,90 |
1.2 Построение скоростной характеристики двигателя
Для трактора со ступенчатой трансмиссией изменение нагрузки на крюке и, следовательно, нагрузки на двигатель при неизменном положении рычага управления регулятором приводит к изменению частоты вращения коленчатого вала, которое сопровождается изменением крутящего момента, мощности, часового и удельного расходов топлива и других величин.
Изменение энергетических и топливо - экономических показателей двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении рычага управления регулятором называется скоростной характеристикой.
В курсовой работе скоростная характеристика представляется в табличной и графической формах.
Таблица 1.2 - Параметры внешней скоростной характеристики двигателя СМД-62 при работе с регулятором
|
Параметры и размерность |
Частота вращения, об/мин |
||||||
|
nм 1260 |
1540 |
1820 |
nн 2100 |
2142 |
2184 |
nхх 2226 |
|
|
Ne, кВт |
89 |
106 |
120 |
129 |
87 |
43,5 |
0 |
|
Мк, Н∙м |
674,6 |
655 |
625 |
586,6 |
395 |
200 |
0 |
|
ge, г/кВт∙ч |
278 |
264 |
256 |
252 |
286 |
348 |
∞ |
|
GT, кг/ч |
25 |
28,4 |
30,8 |
32 |
24 |
16 |
8 |
На оси абсцисс отмечаются характерные частоты вращения коленчатого вала:
nм = (0,6 ... 0,8) nн (2)
nм=0,6х2100= 1260
где nн- номинальная частота вращения;
nм - частота вращения при максимальном крутящем моменте;
nхх - максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу;
nхх=(1+δр) nн (3)
nхх=(1+0,06)2100=2226
где δр - степень неравномерности регулятора. У современных автотракторных двигателей δр = 0,06... 0,08.
На регуляторном участке характеристики (от nхх до nн) намечаются два, а на корректорном (nн от до nм) - три значения частоты вращения, которые вписываются в таблицу 1.2.
Затем вычисляют крутящий момент двигателя, работающего на режиме номинальной мощности:
Мк.н= 9550∙Nе.н/nн, Н∙м, (4)
Мк.н= 9550∙129/2100=586,6
максимальный крутящий момент:
Мк.mах=Мк.н(100+µ) ·10-2, Н∙м, (5)
Мк.mах=586,6(100+15)∙10-2=674,6
где µ - коэффициент запаса крутящего момента, µ = 15…20 %.
Определяем по графику и вписываем в таблицу 1.2 промежуточные значения кривой крутящего момента.
Вычисляем и строим кривую эффективной мощности двигателя Nе, при соответствующих значениях крутящего момента.
, кВт (6)
Ne=674,6∙1260/9550=89 кВт
Построение кривой удельного эффективного расхода топлива gе начинают с расхода топлива на режиме номинальной мощности.
Удельный эффективный расход топлива при максимальном крутящем моменте (gе.м) на 8... 12 % больше, чем на режиме номинальной мощности.
Учитывая изложенное, строим точки gе.н и gе.м и соединяем их вогнутой кривой. Значения промежуточных точек вписываем в таблицу 1.2 и вычисляем часовой расход топлива Gт для корректорного участка характеристики:
, кг/ч. (7)
GT=252∙129/1000=32
Часовой расход топлива Gт.хх при работе двигателя без нагрузки с максимальной частотой вращения коленчатого вала не превышает обычно 25... 3 0% расхода топлива на режиме номинальной мощности Gт.н и изменяется на регуляторном участке по линейному закону. Построив линию расхода топлива, вписывают в табл. 1.2 соответствующие значения GT для регуляторного участка характеристики, рассчитывают и строят окончательно кривую gе.
При тяговом расчете трактора принимается, что на заданном почвенном фоне для каждого типа движителя величина буксования зависит от удельной силы тяги Дкр, которая представляет собой отношение силы тяги к сцепному весу трактора:
Дкр=Ркр/Gсц. (6)
Для колесных тракторов со всеми ведущими колесами и для гусеничных тракторов сцепной вес равен эксплуатационному весу трактора.
Определяем силу тяги трактора при заданных величинах удельной силы тяги и буксования [6] по формуле:
Ркр = Дкр· Gсц (7)
Ркр=0,27∙79=21,3кН
Результаты расчета кривой буксования записываем в табл. 1.3. и строим кривую буксования (рис.1.3).
Таблица 1.3 - Результаты расчета кривой буксования
|
Дкр |
0 |
0,27 |
0,38 |
0,47 |
0,55 |
0,64 |
0,67 |
0,69 |
|
δ, % |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
100 |
|
Ркр, КН |
0 |
21,3 |
30 |
37,1 |
43,5 |
50,6 |
52,9 |
54,5 |
1.4 Выбор скоростных режимов работы двигателя для расчета данных для построения тяговой характеристики трактора
На графике скоростной характеристики (см. рисунок 1.2) выбираем несколько скоростных режимов работы двигателя (об/мин).
Таблица 1.6 - Расчетные параметры работы трактора по передачам
|
№ передачи |
Показатели работы трактора |
Показатели работы двигателя |
||||||
|
nм1260 |
1540 |
1820 |
nн2100 |
2142 |
2184 |
nхх2226 |
||
|
Mк.м 674,6 |
655 |
625 |
Mк.н 586,6 |
395 |
200 |
0 |
||
|
Nе.м 89 |
106 |
120 |
Nе.н 129 |
87 |
43,5 |
∞ |
||
|
Gт.м 25 |
28,4 |
30,8 |
Gт.н 32 |
24 |
16 |
Gт.хх 8 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
4 iт1=37,9 |
Pк, кН |
31,4 |
30,5 |
29,1 |
29,3 |
18,4 |
9,3 |
0 |
|
Pf, кН |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
|
|
δ, % |
5,1 |
4,9 |
4,6 |
3,0 |
2,0 |
0 |
0 |
|
|
Pкр, кН |
21,9 |
21 |
19,6 |
12,7 |
8,9 |
-0,2 |
-9,5 |
|
|
Vt, м/с |
2,4 |
3 |
3,5 |
4,1 |
4,2 |
4,2 |
4,3 |
|
|
Vд, м/с |
2,3 |
2,9 |
3,3 |
4,0 |
4,1 |
4,2 |
4,3 |
|
|
Nкр, кВт |
50,4 |
60,9 |
64,7 |
50,8 |
36,5 |
0 |
0 |
|
|
gкр, г/кВт-ч |
1260 |
1729,6 |
1992,8 |
1625,6 |
876 |
0 |
0 |
|
|
5 iт2=27,7 |
Pк, кН |
23 |
22,3 |
21,3 |
19,9 |
13,4 |
6,8 |
0 |
|
Pf, кН |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
|
|
δ, % |
3,2 |
2,9 |
2,8 |
2,4 |
0,9 |
0 |
0 |
|
|
Pкр, кН |
13,5 |
12,8 |
11,8 |
10,4 |
3,9 |
-2,7 |
-9,5 |
|
|
Vt, м/с |
3,3 |
4,1 |
4,8 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
|
|
Vд, м/с |
3,2 |
4,0 |
4,7 |
5,4 |
5,6 |
5,8 |
5,9 |
|
|
Nкр, кВт |
43,2 |
51,2 |
55,5 |
56,2 |
21,8 |
0 |
0 |
|
|
gкр, г/кВт-ч |
1080 |
1454,1 |
1709,4 |
1798,4 |
523,2 |
0 |
0 |
Продолжение таблицы 1.6
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
6 iт3=23,4 |
Pк, кН |
19,4 |
18,8 |
18 |
16,9 |
11,4 |
5,7 |
0 |
|
|
Pf, кН |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
||
|
δ, % |
2,3 |
2,2 |
2 |
1,7 |
0,4 |
0 |
0 |
||
|
Pкр, кН |
9,9 |
9,5 |
8,5 |
7,4 |
1,9 |
-3,8 |
-9,5 |
||
|
Vt, м/с |
3,95 |
4,8 |
5,7 |
6,6 |
6,7 |
6,9 |
7 |
||
|
Vд, м/с |
3,9 |
4,7 |
5,6 |
6,5 |
6,7 |
6,9 |
7 |
||
|
Nкр, кВт |
38,6 |
44,7 |
47,6 |
48,1 |
12,7 |
0 |
0 |
||
|
gкр, г/кВт-ч |
647,7 |
635,3 |
647,1 |
665,3 |
1889,8 |
0 |
0 |
||
|
7 iт4=20,6 |
Pк, кН |
17,1 |
16,6 |
15,8 |
14,8 |
10 |
5,1 |
0 |
|
|
Pf, кН |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
||
|
δ, % |
1,8 |
1,6 |
1,5 |
0,2 |
0,1 |
0 |
0 |
||
|
Pкр, кН |
7,6 |
7,1 |
6,3 |
5,3 |
0,5 |
-4,4 |
-9,5 |
||
|
Vt, м/с |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
7,4 |
7,5 |
7,6 |
7,9 |
||
|
Vд, м/с |
4,4 |
5,4 |
6,4 |
7,4 |
7,5 |
7,6 |
7,9 |
||
|
Nкр, кВт |
33,4 |
38,3 |
40,3 |
39,2 |
3,8 |
0 |
0 |
||
|
gкр, г/кВт-ч |
748,5 |
741,5 |
764,3 |
816,3 |
6315,8 |
0 |
0 |
||
|
8 iт5=17,64 |
Pк, кН |
14,6 |
14,2 |
13,5 |
12,7 |
8,6 |
4,3 |
0 |
|
|
Pf, кН |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
9,5 |
||
|
δ, % |
1,2 |
1,1 |
0,9 |
0,8 |
0 |
0 |
0 |
||
|
Pкр, кН |
5,1 |
4,7 |
4 |
3,2 |
-0,9 |
-5,2 |
-9,5 |
||
|
Vt, м/с |
5,2 |
6,4 |
7,6 |
8,7 |
8,9 |
9,0 |
9,3 |
||
|
Vд, м/с |
5,1 |
6,3 |
7,5 |
8,6 |
8,9 |
9,0 |
9,3 |
||
|
Nкр, кВт |
26 |
29,6 |
30 |
27,5 |
0 |
0 |
0 |
||
|
gкр, г/кВт-ч |
961,5 |
959,5 |
1026,7 |
1163,6 |
0 |
0 |
0 |
1.5 Определение данных для построения тяговой характеристики
Задаваясь принятыми частотами вращения коленчатого вала двигателя и соответствующими этим частотам крутящими моментами, определяем величины для каждой передачи и заносим в таблицу 1.6:
-теоретическую скорость движения трактора:
Vt=0,105Rк·n/iт,м/с (8)
Vt=0,105∙0,7∙1260/37,9=2,4
-касательную силу тяги на ведущих колесах:
Рк=Мдв·iт·ηт·10-3/Rк, кН (9)
Рк=674,6∙37,9∙0,86∙10-3/0,7=31,4
-силу, сопротивления самопередвижению трактора:
Pf=f·G·g·10-3,кН (10)
Pf=0,12∙7900∙10∙10-3=9,5кН
-силу тяги трактора:
Pкр=Pк-Pf,кН (11)
Pкр=31,4-9,5=21,9кН
где f - коэффициент сопротивления самопередвижению трактора на пашне стерне 0,12...0,18 ;
G - эксплуатационная масса трактора, кг;
Rк - радиус ведущего колеса, м ;
iT - передаточное число трансмиссии на данной передаче;
ηт - КПД трансмиссии на данной передаче;
-действительную скорость движения:
Vд=Vt(1-δ/100),м/с (12)
Vд=2,4∙(1-5,1/100)=2,3м/с
где δ- буксование трактора при соответствующем Ркр, % (из рис. 1.3);
-тяговую мощность трактора:
Nкр= Pкр· Vд, кВт (13)
Nкр=21,9∙2,3=50,4кВт
-удельный расход топлива:
gкр = Gт·103/Nкp, г/кВт-ч (14)
gкр =25000/50,4=1260г/кВтч
По данным таблицы 1.6 на миллиметровой бумаге строится тяговая характеристика трактора на рабочих передачах (рисунок 1.4).
Проведя плавные кривые, касающиеся кривых тяговой мощности и действительной скорости движения трактора на различных передачах (пунктирные кривые на рисунке 1.4), получают потенциальную характеристику трактора.
l.6 Анализ тяговой характеристики трактора
Тяговая характеристика трактора Т – 150К, снятая на пашне, показывает изменение всех показателей по передачам. Используя совмещенный график потенциальной и на передачах тяговых характеристик трактора (рисунок 1.4), определяем:
- оптимальные значения силы тяги и скорости движения трактора:
4 передача:
Pкр= 15,7 кН; Vд = 4 м/с;
5 передача:
Pкр= 8,5 кН; Vд = 6 м/с;
6 передача:
Pкр= 6,2 кН; Vд = 7,2 м/с;
7 передача:
Pкр= 4,3 кН; Vд = 8 м/с;
8 передача:
Pкр= 1,9 кН; Vд = 15 м/с;
- максимальные значения тяговой мощности на примере четвертой передачи определяются точками, лежащими на пересечении кривых с вертикалью, проведенной через точку Nкp макс = 57,7 кВт; по величине Nкp макс определяют тяговый КПД , =64,7/129 = 0,5 трактора, чем выше КПД, тем меньше удельный тяговый расход топлива;
- номинальные значения силы тяги, скорости движения, тягового КПД и максимальные значения тяговой мощности трактора на каждой передаче:
4 передача:
Pкр= 19,6 кН; Vд = 3,3 м/с; Nкр=64,7 кВт; η = 0,5;
5 передача:
Pкр= 10,4 кН; Vд = 5,4 м/с; Nкр= 56,2 кВт; η = 0,44
6 передача:
Pкр= 7,4 кН; Vд = 6,5 м/с; Nкр= 48,1 кВт; η = 0,37;
7 передача:
Pкр= 6,3 кН; Vд = 6,4 м/с; Nкр= 40,3 кВт; η = 0,31
8 передача:
Pкр= 4 кН; Vд = 7,5 м/с; Nкр= 30 кВт; η = 0,23
- минимальное значение коэффициента загрузки трактора на рабочих передачах составляет 1,2…1,8 и определяется по тяговой характеристике коэффициентом запаса тягового усилия, который представляет собой отношение максимального тягового усилия к номинальному;
- диапазоны по силе тяги между рабочими передачами располагаются между вертикалями, проведенными через вершины Nкp макс на каждой передаче: например между первой и второй.
2 ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ
2.1 Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля
Определить коэффициенты полезного действия на всех передачах:
ηт = ηmц · ηк · ηкп (15)
ηт =0,992∙0,98=0,94
где ηкп - КПД карданной передачи, равной 0,99...0,98 в зависимости от угла между валами;
m - число пар цилиндрических шестерен и ЭПР, работающих в трансмиссии на данной передаче.
Результаты анализа трансмиссии автомобиля заносятся в таблице 2.1
Таблица 2.1- Характеристика трансмиссии автомобиля по передачам
|
Передача |
Шестерни, передающие вращающий момент |
m |
n |
iт |
ηт |
|
1 |
4-8-1-5-11-12 |
2 |
1 |
44,26 |
0,94 |
|
2 |
4-8-2-6-11-12 |
2 |
1 |
21,10 |
0,94 |
|
3 |
4-8-3-7-11-12 |
2 |
1 |
11,68 |
0,94 |
|
4 |
4-С-11-12 |
1 |
1 |
6,83 |
0,965 |
|
5 |
11-12 |
0 |
1 |
6,83 |
0,98 |
Рисунок 2.1 - Кинематическая схема трансмиссии автомобиля ГАЗ-3307.
2.2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Построение внешней скоростной характеристики двигателя (рисунок 2.2) производится по экспериментальным данным. Крутящий момент двигателя при этом определяется по формуле (4).
Мк.н= 9550∙27/1000=257,9Нм
Результаты расчетов занесены в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Скоростная характеристика автомобильного двигателя
|
Частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин |
|||||||
|
1000 |
1400 |
1800 |
2200 |
2600 |
3000 |
3200 |
|
|
Nе, кВт |
27 |
40,5 |
52,9 |
65,4 |
75,3 |
83,1 |
84,6 |
|
Mк, Нм |
257,9 |
276,3 |
280,7 |
283,8 |
276,5 |
264,5 |
252,5 |
|
G т |
9,5 |
14,2 |
18,0 |
21,4 |
24,5 |
27,0 |
28,3 |
По данным таблицы 2.2. на миллиметровой бумаге строим график внешней скоростной характеристики двигателя (рисунок 2.2).
2.3 Методика определения данных для построения динамической характеристики автомобиля
На внешней скоростной характеристике двигателя выбираем семь значений крутящего момента и соответствующие им частоты вращения коленчатого вала двигателя (см.рисунок 2.2), значения которых заносим в таблицу 2.2. Для каждого режима работы двигателя на каждой передаче определяем:
- касательная сила тяги:
Pк=Mдв·iт·ηт·10-3/Rк,кН (16)
Pк=257,9∙44,26∙0,94∙103/0,47=22,83кН где Rк - динамический радиус колес, определяется исходя из размеров шин с учетом коэффициента деформации шин, равного 0,47 или по справочным данным автомобиля, например:
Rк-=0,0254(d/2+0,8B),м (17)
где d - посадочный диаметр обода колеса, дюймы;
В - ширина профиля шин, дюймы;
- скорость движения автомобиля:
Vа=0,105·Rк•n/iт,м/с (18)
Vа=0,105∙0,47∙1000/44,26=0,95м/с
- сила сопротивления воздуха:
PW=k·F·Va2·10-3,кН (19)
PW=0,5∙3,6∙0,952/1000=0,0019кН
где к =0,50...0,65 - коэффициент обтекаемости (коэффициент сопротивления воздуха), Н-с /м4 (приложение 7);
F=3,6 - площадь лобового сопротивления, м2 (приложение 6).
Произведение k∙F называется фактором сопротивления воздуха;
- избыточная сила тяги автомобиля:
Pк-PW,kH (20)
Pк-PW=22,83-0,0019=22,83
- динамический фактор автомобиля:
D=(PK-PW)/Gа (21)
D=22,83/48,75=0,70
где Ga –сила тяжести автомобиля с грузом, кН.
Ga=3250∙1,5∙10/1000=48,75кН
Результаты расчетов по приведенным формулам заносены в таблицу 2.3.
Таблица 2.3- Расчетные параметры работы автомобиля по передачам
|
№ № передач |
Показатели работы автомобиля |
Показатели работы двигателя |
||||||
|
1000 |
1400 |
1800 |
2200 |
2600 |
3000 |
3200 |
||
|
257,9 |
276,3 |
280,7 |
283,8 |
276,5 |
264,5 |
252,5 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
I iтр=44,26 |
Pк, кН |
22,83 |
24,46 |
24,85 |
25,12 |
24,48 |
23,41 |
22,35 |
|
Va, м/с |
0,95 |
1,33 |
1,71 |
2,09 |
2,47 |
2,85 |
3,04 |
|
|
PW, кН |
0,0019 |
0,0038 |
0,0063 |
0,0094 |
0,013 |
0,0176 |
0,02 |
|
|
Pк-PW, кН |
22,83 |
24,46 |
24,84 |
25,11 |
24,47 |
23,49 |
22,33 |
|
|
D |
0,70 |
0,75 |
0,76 |
0,77 |
0,75 |
0,72 |
0,69 |
|
|
II iтр=21,10 |
Pк, кН |
10,88 |
11,66 |
11,85 |
11,98 |
11,67 |
11,16 |
10,66 |
|
Va, м/с |
1,99 |
2,79 |
3,58 |
4,38 |
5,18 |
5,97 |
6,37 |
|
|
PW, кН |
0,0086 |
0,0168 |
0,028 |
0,042 |
0,058 |
0,77 |
0,088 |
|
|
Pк-PW, кН |
10,87 |
11,64 |
11,82 |
11,94 |
11,61 |
11,08 |
10,07 |
|
|
D, |
0,33 |
0,36 |
0,36 |
0,37 |
0,36 |
0,34 |
0,31 |
Продолжение таблицы 2.3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
III iтр=11,68 |
Pк, кН |
6,03 |
6,046 |
6,56 |
6,63 |
6,46 |
6,18 |
5,9 |
|
Va, м/с |
3,6 |
5,03 |
6,47 |
7,91 |
9,35 |
10,79 |
11,51 |
|
|
PW, кН |
0,028 |
0,055 |
0,091 |
0,135 |
0,189 |
0,251 |
0,286 |
|
|
Pк-PW, кН |
6,0 |
6,4 |
6,47 |
6,45 |
6,27 |
5,93 |
5,62 |
|
|
D, |
0,184 |
0,196 |
0,199 |
0,198 |
0,193 |
0,182 |
0,173 |
|
|
IV iтр=6,83 |
Pк, кН |
3,62 |
3,87 |
3,94 |
3,98 |
3,88 |
3,71 |
3,54 |
|
Va, м/с |
6,15 |
8,61 |
11,1 |
13,53 |
15,99 |
18,45 |
19,68 |
|
|
PW, кН |
0,082 |
0,160 |
0,266 |
0,395 |
0,552 |
0,735 |
0,837 |
|
|
Pк-PW, кН |
3,54 |
3,71 |
3,68 |
3,59 |
3,33 |
2,98 |
2,7 |
|
|
D, |
0,109 |
0,114 |
0,113 |
0,110 |
0,102 |
0,092 |
0,083 |
|
|
V iтр=6,83 |
Pк, кН |
3,67 |
3,93 |
4,0 |
4,04 |
3,94 |
3,77 |
3,6 |
|
Va, м/с |
6,15 |
8,61 |
11,1 |
13,53 |
15,99 |
18,45 |
19,68 |
|
|
PW, кН |
0,082 |
0,160 |
0,266 |
0,395 |
0,552 |
0,735 |
0,837 |
|
|
Pк-PW, кН |
3,59 |
3,77 |
3,74 |
3,65 |
3,39 |
3,04 |
2,76 |
|
|
D, |
0,111 |
0,116 |
0,115 |
0,112 |
0,104 |
0,094 |
0,085 |
По данным таблицы 2.3. строим график динамической характеристики автомобиля (рисунок 2.3).
2.4 Анализ динамической характеристики автомобиля
Пользуясь графиком динамической характеристики дается краткий ана лиз динамических качеств автомобиля по передачам. При этом определяется:
- максимальная и средняя эксплуатационная скорость движения автомобиля на дороге с коэффициентом суммарного сопротивления ψ = 0,5 составляет Vмакс= 19,68м/с, Vср= 8,5м/с;
- максимальный динамический фактор при движении автомобиля на каждой передаче составляет на первой передаче 0,77, на второй 0,37, на третей 0,199; на четвертой 0,144 ; на пятой 0,116;
- критическая скорость движения автомобиля на первой передачеVкр=3,04м/с, на второй Vкр=6,37м/с, на третей Vкр=11,51м/с.; на четвёртой 19,68 м/с; на пятой 19,68м/с;
3 УСТОЙЧИВОСТИ ТРАКТОРА И АВТОМОБИЛЯ
3.1 Расчетные схемы
Расчетные схемы для неподвижно стоящих трактора и автомобиля на уклоне, подъеме на наклоне вправо и влево изображены на рисунке 3.1. Ширину колеи, базу и координаты центра тяжести берем из технической характеристики машин (приложения 4, 6).
Для трактора Т-150К:
База 2860 мм
Колея 1680/1860 мм
Расстояние по горизонтали от центра
тяжести до оси ведущих колес 1820 мм
Высота центра тяжести над уровнем почвы 966 мм
Для автомобиля ГАЗ-3307:
База автомобиля 3700 мм
Ширина колеи передних колес 1630 мм
Ширина колеи задних колес 1690 мм
Расстояние по горизонтали от задней
оси до центра тяжести 1750 мм
Высота центра тяжести над опорной
поверхностью 820 мм
3.2 Определение углов продольной и поперечной статистической устойчивости трактора и автомобиля.
Устойчивость тракторов и автомобилей характеризуется их способностью работать на продольных и поперечных уклонах без опрокидывания. В связи с этим различают продольную и поперечную устойчивость тракторов и автомобилей.
Наибольший угол подъема, на котором трактор или автомобиль может стоять без опрокидывания, назовем предельным статическим углом подъема и обозначим его Схема внешних сил и моментов, действующих в этом случае на колесный трактор, показана на рисунке 3.1.
Предельный статический угол подъема для автомобиля определяется по формуле:
tg = а / hц.т. , (22)
где а и hц.т. — соответственно продольная и вертикальная координаты центра тяжести трактора.
tg = 1750/820=2,14
= 650
Предельный статический угол уклона для автомобиля определяется по формуле:
tg = (L – а) / hц.т. , (23)
где L – база автомобиля;
tg = (3700-1750)/820=2,38
=670
Предельный статический угол подъема для колесного трактора определяется по формуле:
tg = а0 / hц.т. , (24)
где а0 - продольное расстояние от центра тяжести трактора до центра ведущих колес;
tg = 1820 /966 = 1,88
= 620
Предельный статический угол уклона для гусеничного трактора определяется по формуле:
tg = (L - а0) / hц.т. , (25)
tg = (2860-1820) / 966 = 1,07
= 470
Предельным статическим углом поперечного уклона назовем наибольший угол уклона, на котором трактор или автомобиль может стоять, не опрокидываясь набок и не сползая вниз. Угол поперечного уклона, на котором машина начинает опрокидываться, обозначим .
Предельный статический угол поперечного уклона для автомобиля определяется по формуле:
tg= 0,5B/ hц.т. , (26)
где В — ширина колеи колес автомобиля
Для передних колес:
tg= 0,5 1630/ 820 = 0,993
= 450
Для задних колес:
tg= 0,5 1690/820 = 1,03
= 460
Предельный статический угол поперечного уклона для гусеничного трактора определяется по формуле:
tg= 0,5 (B +b) / hц.т. , (27)
где b – ширина гусениц;
В – ширина колеи трактора
tg= 0,5 1680 / 966 = 0,869
= 410
3.3 Сравнение полученных углов устойчивости с углами «трения» в продольном и поперечном направлениях и заключение о безопасности работы на данных машинах с точки зрения возможного опрокидывания.
Центр тяжести автомобилей находится приблизительно посредине продольной базы, поэтому у них значения предельных статических углов подъема и уклона почти одинаковы, они не меньше 600. Для колесных тракторов предельные статические углы продольной устойчивости находятся в пределах 45…650.
Предельные статистические углы поперечного уклона и подъема для колесного трактора находятся в пределах 40…500, а для автомобиля больше 450.
Если статические углы подъема и уклона трактора больше значений, определяемых формулами (24), (25), то аварийного опрокидывания не произойдет.
На боковую устойчивость могут также влиять динамические явления, возникающие при внезапном падении элементов ходовых органов в канаву или расположенную ниже террасу, при быстром наезде движителей на какой-либо выступ или при совместном действии обоих факторов. По имеющимся данным боковое опрокидывание трактора часто возникает из-за микронеровностей поверхности пути.
Учитывая рассчитанные углы продольной и поперечной устойчивости, автомобиль ГАЗ-3307 является устойчивым против опрокидывания в бок, при действии на него боковой силы. Опрокидывание автомобиля вперед или назад в практике встречается редко, так как база автомобиля всегда больше колеи и, следовательно, его продольная устойчивость превышает поперечную.
Чтобы предотвратить опрокидывание, водитель всегда должен управлять автомобилем так, чтобы, не допускать чрезмерного возрастания боковых сил и сохранять достаточный запас силы сцепления колес с дорогой. Для этого следует избегать крутых поворотов на большой скорости, резкого торможения, соблюдать осторожность на скользкой дороге и при наличии поперечного наклона полотна дороги и т. д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. - М.: Агропромиздат. 1986. -383с.
2. Гуськов В.В. Тракторы. Теория. - М.: Машиностроение, 1988.
3. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. - М.: Колос. 1972. -384с.
4. Тракторы и автомобили. Под. ред. В.А. Скотникова. - М: Агропромиздат. 1986-383с.
5. Стандарт предприятия. Проекты (работы) курсовые и дипломные. Общие требования к оформлению. СТП ЧГАУ 2-96. Челябинск, 1996.
6. Методические указания к выполнению курсовой работы по темам:
«Расчет, построение и анализ тяговой характеристики трактора», «Расчет, построение и анализ динамической характеристики автомобиля», «Определение углов статической устойчивости трактора и автомобиля»., Челябинск • 2010.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
ТА. РАХТА.00.055 ПЗ
Разраб.
Вологжин М.В.
Провер.
.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Лит.
Листов
ЧГАА гр.45-АТ
Кафедра Тракторы и автомобили
Изм.
ист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
ТА. РАХТА 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
ХТА. 00.071 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
. 00.071 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
20
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
21
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
00.071 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
22
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
23
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24
ТА. РАХТА. 00.055 ПЗ