Тяговый расчёт трактора и автомобиля

Департамент кадровой политики образования

Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра "Тракторы и автомобили"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По теме: "Тяговый расчёт трактора и автомобиля"

Выполнил:

Студент 4-го курса ф-та мех-ии с\х Пивкин И.В.

Проверил:

Непомнящих А.А.

Иркутск 2010г.

Содержание

• 1. Тяговый расчет трактора
• 1.1 Тяговый диапазон трактора
• 1.2 Масса трактора
• 1.3 Расчет мощности двигателя
• 1.4 Выбор параметров ведущих колес
• 1.5 Расчет передаточных чисел трансмиссий
• 1.6 Расчет теоретических скоростей движения
• 1.7 Определяем силы тяги на крюке
• 1.8 Буксование трактора
• 1.9 Расчет действительных скоростей движения
• 1.10 Расчет тяговой мощности трактора
• 1.11 Расчет удельного расхода топлива
• 1.12. Тяговый КПД трактора
• 1.13. Расчет и построение теоретической характеристики трактора
• 1.14. Мощностной баланс трактора
• 2. Тяговый расчет автомобиля
• 2.1 Полная масса автомобиля
• 2.2 Подбор шин и определение радиуса колеса
• 2.3 Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала
• 2.4 Расчет и построение скоростной внешней характеристики
• 2.5 Определение передаточного числа главной передачи
• 2.6 Расчет передаточных чисел коробки передач
• 2.7 Расчет и построение динамической характеристики автомобиля
• 2.8 Построение универсальной динамической характеристики автомобиля
• 2.9 Расчет и построение экономической характеристики автомобиля
• 2.10 Определение ускорений автомобиля
• 2.11 Время разгона автомобиля
• 2.12 Путь разгона автомобиля
• 2.13 Определение средней технической скорости и времени движения автомобиля
• Список литературы
• Приложение

1. Тяговый расчет трактора1.1 Тяговый диапазон трактораТяговый диапазон трактора рассчитывается по следующей формуле:, где PH-номинальное тяговое усилие (по заданию); - номинальное тяговое усилие трактора предыдущего тягового класса;= 1,25…1,3 - коэффициент расширения тяговой зоны трактора;Минимальная сила тяги на крюке трактора: ; кН;1.2 Масса трактораЭксплутационная масса трактора рассчитывается по формуле:, кггде =0,55…0,65 - допустимая величина коэффициента использования сцепного веса трактора в данных почвенных условиях;=1 - коэффициент нагрузки ведущих колес, со всеми ведущими колесами; =0,08…0,1 - коэффициент сопротивления качению трактора, для почвенного фона - вспаханное поле;g - ускорение свободного падения.кгОпределяем конструкционную массу кг1.3 Расчет мощности двигателяНоминальная мощность двигателя определяется по формуле:, кВтгде =5,9 - расчетная скорость движения, по заданию, при номинальной силе тяги, км/ч;=0,85…. .0,90 - коэффициент эксплутационной загрузки тракторного двигателя, для гусеничного трактора; - механический КПД.Механический КПД находим по формуле:,где - КПД, учитывающее потери мощности на холостом ходу, принимается =0,96; , - соответствующее КПД цилиндрической и конической пары шестерен, при современной технологии изготовления шестерен трансмиссий,, ; n,m - число пар, соответственно цилиндрических и конических шестерен.МощностькВт Таблица 1.1Регуляторная характеристика двигателя

Выбираем двигатель А-01М (Т-4А), у которого Ne=95,6 кВт

Считаем крутящий момент для всех режимов по формуле:

, Нм; Нм и т.д.

Определяем удельную мощность трактора:

, кВт/г, =10,6 кВт/г

Определяем удельную массу трактора: , кг/кВт

кг/кВт

1.4 Выбор параметров ведущих колесДинамический радиус ведущей звездочки гусеничного трактора подсчитывается по формуле:Значение и принимаются по данным для трактора соответствующего тягового класса.1.5 Расчет передаточных чисел трансмиссийПередаточное число трансмиссии на первой передачи подсчитывается по формуле:,Определяем знаменатель геометрической прогрессии по первому способу:, где -коэффициент допустимой нагрузки двигателя. Рекомендуется =0,85. Отсюда находим заменитель геометрической прогрессии: Передаточные числа подсчитываем следующим образом: ; ; , где i1, i2, iz - общие передаточные числа трансмиссий соответственных передач.; Считаем передаточные числа всех остальных передач: и т.д. Подсчитываем передаточные числа коробки перемены передач: ; ; , где i0 - передаточное число шестерен с постоянным зацеплением, принимаем ., отсюда и т.д. 1.6 Расчет теоретических скоростей движенияЗная VH1 - расчетную скорость на первой передачи (по заданию) и знаменатель геометрической прогрессии, для других основных передач скорость подсчитывают следующим образом:, км/чкм/ч и т.д. Таблица 1.3Определяем промежуточную транспортную скорость: ,где Vz - высшая основная скорость; Vтр. max - максимальная транспортная скорость (по заданию).км/ч1.7 Определяем силы тяги на крюкеРасчетная касательная сила тяги на всех передачах подсчитывается по формуле:; Н=52,2кН и т.д. Сила тяги на крюке трактора на 1-ой передаче при установившемся движении на горизонтальном участке определяется по формуле:кН,где Н=9кН - сила сопротивления качению трактора.кН и т.д. 1.8 Буксование трактораРассчитываем сцепной вес:Н,Далее буксование определяем по графикам, получаем следующие данные:Таблица 1.2Расчет кривой буксования1.9 Расчет действительных скоростей движенияДействительные, или рабочие скорости движения определяют по формуле: км/ч,км/ч и т.д. 1.10 Расчет тяговой мощности трактораМощность на крюке для каждой передачи определяется по формуле:, кВт, кВт и т.д. 1.11 Расчет удельного расхода топливаУдельный расход топлива определяют по формуле:, г/кВт·чг/кВт·ч и т.д. Таблица 1.3 Основные расчетные данные технической характеристики трактора при работе на номинальном режиме1.12 Тяговый КПД трактораТяговый КПД определяется по формуле: и т.д. 1.13. Расчет и построение теоретической характеристики трактораРезультаты расчетов по этому разделу приведены в таблице 1.41.14. Мощностной баланс трактораЭффективная мощность двигателя состоит:, кВтгде - потери мощности на трение в трансмиссии; - затраты мощности на буксование рабочих органов; - мощность подводимая к рабочим органам; - затраты мощности на качения трактора;Nкр - полезная тяговая мощность, берется из таблицы.Для примера подсчитаем для первой передачи:кВт;кВт;кВт;кВт;Nкр=65,56 кН;Получаем: кНЗаполняем таблицу для остальных передач:

Мощностной баланс трактора

2. Тяговый расчет автомобиля2.1 Полная масса автомобиляМассу полностью груженого автомобиля можно определить следующим образом:, кггде - полная масса автомобиля, кг; m0 =1150 кг- масса порожнего автомобиля по прототипу ВАЗ-2121 "Нива", кг; n - число пассажиров включая водителя; -масса багажа, по заданию - 4 человека, кг. 1550 кгОпределяем полный вес автомобиля: Ga=mag=1550·9,81=15206Н2.2 Подбор шин и определение радиуса колесаОпределяем динамический радиус колеса:rk=, мгде d0 =692-диаметр шины без нагрузки, выбираем из таблицы № 9 в методических указаниях, по прототипу, мм; =0,93…0,935 - коэффициент деформации шины.Колеса - дисковые. Шины - бескамерные 6,95-16.rk= м2.3 Расчет мощности и частоты вращения коленчатого валаМощность двигателя необходимую для движения полностью нагруженного автомобиля с максимальной скоростью в определенных дорожных условиях, определяют по формуле:, кВтгде Vmax =130 - заданная максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче, км/ч; , где =0,015…0,025 - коэффициент сопротивления качению, i=0,01…0,015 - величина подъема, отсюда; k=0,15…0,35 - коэффициент обтекаемости лобового сопротивления автомобиля, Нс2/м4; F=1,3…2,8 - площадь лобового сопротивления автомобиля, м2.Подсчитываем КПД: , где =0,99 - КПД карданной передачи.Находим мощность кВтОпределяем максимальную мощность двигателя: кВтНаходим максимальную частоту вращения коленчатого вала:об/мин, где =20…30-коэффициент оборотности, для легковых автомобилей.2.4 Расчет и построение скоростной внешней характеристикиВсе данные занесены в таблицу 2.1, ниже приводятся расчеты только для режима 0,2nmax; остальные данные получаем из таблиц с процентным соотношением из методических указаний.Находим крутящий момент: НмОпределяем часовой расход топлива кг/чТаблица 2.1Скоростная внешняя характеристика двигателя2.5 Определение передаточного числа главной передачиРассчитаем передаточное число главной передачи: Передаточное число главной передачи, оказывает большое влияние на тягово-скоростные качества автомобиля. Увеличение снижает скорость , но увеличивает тяговые качества, и автомобиль может преодолевать большие сопротивления дороги.Находим тяговую мощность ведущих колес при различных передаточных числах, кВт и т.д. Таблица 2.2Так как известно, то передаточные числа , подбирают из условия . Они должны быть меньше соответственно и больше на 10-20%.Принимаем , Таблица 2.2Мощностной баланс автомобиля

Скорость находим по формуле

км/ч

км/ч и т.д. Таблица 2.2

А скорость и находим

км/ч

где V - скорость для , а - скорость для .

км/ч и т.д. Таблица 2.2

Аналогично вычисляют скорости для .

км/ч и т.д. Таблица 2.2

Затем находим мощности на преодоление сопротивления дороги и сопротивление воздуха .

кВт

кВт и т.д. Таблица 2.3

кВт

кВт и т.д. Таблица 2.3

Таблица 2.3

Сопротивлений дороги и воздуха.

2.6 Расчет передаточных чисел коробки передачПередаточное число коробки передач по условию преодоления максимального заданного дорожного сопротивления:Передаточное число коробки передач на первой передачи по условию сцепления равно: ,где =0,6…0,7 - коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой. =0,53-коэффициент нагрузки ведущих колес., принимаем =3,55Дальше по таблице 2.3 в методических указаниях рассчитываем остальные передачи.Таблица 2.4Передаточные числа коробки передач2.7 Расчет и построение динамической характеристики автомобиляВсе расчетные данные по этому разделу приведены в таблице 2.3, здесь приводим расчет для одного режима на одной передачи.Динамический фактор находим по формуле:,где - касательная сила тяги, Н; -сила сопротивления воздуха, НПодсчитываем скорость автомобиля на первой передаче при 0,2nmax: км/чОпределяем величину касательной силы тяги: НОпределяем силу сопротивления воздуха ННаходим динамический фактор:2.8 Построение универсальной динамической характеристики автомобиляДанные для построения занесены в таблицу 2.5 Приведем расчет универсального динамического фактора на первой передачи при 0.2nmaxФормула для подсчета: Таблица 2.52.9 Расчет и построение экономической характеристики автомобиляВсе расчеты по этому разделу приведены в таблице 2.6Приводим расчет для одного пункта:Расход топлива на 100 км. Считаем по формуле:, л/100 км,где - плотность топлива, для бензина 0,725 кг/л.Эффективную мощность двигателя необходимую для движения в заданных дорожных условиях считаем по формуле:Для ориентировочных расчетов удельный расход топлива считаем:, где kn,kN - коэффициенты подбираемые по таблицам приведенным в методических указаниях.Все остальные данные берем из предыдущих расчетов:3,92 кВт г/кВтч л/100 Таблица 2.6Расчет экономической характеристики автомобиля. 2.10 Определение ускорений автомобиляУскорение является одним из параметров преемственности автомобиля. и т.д. где - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля. и т.д. Таблица 2.7где а - коэффициент для легковых (0,05…0,07) и т.д. Таблица 2.7Сопротивление разгона вращающихся масс двигателя

Таблица 2.8

Ускорений и обратных ускорений

2.11 Время разгона автомобиляВремя разгона - это время в секунду, в течение которого автомобиль увеличивает скорость в заданных пределах.По оси абсцисс за а км/ч принято к мм, и масштаб скорости в м•с-1а=10 км/ч в к=10 мм.По оси ординат за в с2•м-1 принято u мм, и масштаб обратных ускоренийпри в=0,2 с2•м-1 принято u=20 ммМасштаб времениПереход площади F ко времени разгона t осуществляется по выражению: и т.д. и т.д. Таблица 2.9Время разгона2.12 Путь разгона автомобиляПуть разгона - это путь в метрах, пройденный автомобилем при увеличении скорости за время от до .Масштаб перевода площади в длину пути в метрах находят аналогично масштабу скорости .Масштаб скорости известен:По оси абсцисс за а км/ч принято к мм, и масштаб скорости в м•с-1а=10 км/ч в к=10 мм.По оси ординат за d секунд принято q мм, и масштаб времени.при d=2 с принято q=10 ммМасштаб времени, Переход площади F ко времени разгона t осуществляется по выражению: и т.д. Таблица 2.10Таблица 2.10Путь разгона2.13 Определение средней технической скорости и времени движения автомобиляСредней технической скоростью называется скорость, полученная делением пройденного пути на время движения автомобиля. км/ч км/ч ч чСписок литературы

1. Непомнящих А.А. Тяговый расчёт трактора и автомобиля. Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Тракторы и автомобили". Издание перераб. и доп.: Иркутск. ИрГСХА. 2003.57с

2. Дурицкий Н.И. Тяговый расчёт автомобиля.

3. Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Теория трактора и автомобиля". Иркутск - 1991.46с

Приложение

Номер передачи	Номер расчетной точки	Данные регуляторной характеристики дизеля	Результаты расчета теоретической тяговой характеристики
		n, об/мин	Ne, кВт	Gт, кг/ч	Mk, Н·м	PК, кН	Pрк, кН	Vт, км/ч		V, км/ч	N, кВт	gкр, г/кВт·ч	т
2	1	1825	18	8,6	94, 19	8,58	0	6,758	0	6,758	0		0
	2	1760	57,5	16,2	312,00	28,42	19,42	6,518	0,020	6,387	34,45	470	0,599
	3	1735	72,5	19,4	399,06	36,35	27,34	6,425	0,028	6,245	47,44	409	0,654
	4	1700	95,6	24	537,05	48,91	39,91	6,295	0,058	5,930	65,75	365	0,688
	5	1600	93,3	23,6	556,88	50,72	41,72	5,925	0,067	5,528	64,06	368	0,687
	6	1450	88,9	22	585,51	53,33	44,33	5,370	0,080	4,940	60,82	362	0,684
	7	1200	77,2	20,3	614,38	55,96	46,96	4,444	0,098	4,008	52,28	388	0,677
4	1	1815	20	9,1	105,23	8,42	0	7,652	0	7,652	0		0
	2	1750	65	17,8	354,71	28,38	19,38	7,378	0,020	7,230	38,92	457	0,599
	3	1720	82,5	21,3	458,07	36,64	27,64	7,252	0,028	7,048	54,12	394	0,656
	4	1700	95,6	24	537,05	42,96	33,96	7,167	0,038	6,895	65,04	369	0,680
	5	1600	93,3	23,6	556,88	44,55	35,55	6,746	0,045	6,442	63,61	371	0,682
	6	1450	88,9	22	585,51	46,84	37,84	6,113	0,051	5,801	60,98	361	0,686
	7	1200	77,2	20,3	614,38	49,15	40,15	5,059	0,060	4,756	53,04	383	0,687
6	1	1810	23	9,6	121,35	8,53	0	8,688	0	8,688	0		0
	2	1730	74	19,6	408,50	28,70	19,70	8,304	0,021	8,130	44,49	441	0,601
	3	1705	94	23,6	526,51	36,99	27,99	8,184	0,028	7,955	61,86	382	0,658
	4	1700	95,6	24	537,05	37,73	28,73	8,160	0,029	7,923	63,24	379	0,662
	5	1600	93,3	23,6	556,88	39,13	30,13	7,680	0,031	7,442	62,28	379	0,668
	6	1450	88,9	22	585,51	41,14	32,14	6,960	0,034	6,723	60,03	367	0,675
	7	1200	77,2	20,3	614,38	43,17	34,17	5,760	0,039	5,535	52,54	386	0,681