2.1 На основе задания по теме «Комплектование МТА» составить таблицу исходных данных с показателями эксплутационных свойств МТА (приложение 4).
2.2 Рассчитать полные удельные энергозатраты агрегатов по передачам:
, кДж/га, (2.1)
где qгаi – погектарный расход топлива МТА на i-й передаче, кг/га (приложение 4);
H – теплотворная способность топлива, кДж/кг. Принять H=4,2·104 кДж/кг.
Результаты расчетов записать в таблицу (приложение 5).
2.3 Рассчитать величину эффективного КПД (he) дизеля:
, (2.2)
где qe – удельный эффективный расход топлива дизеля, г/кВт-ч. Его значения взять из приложения 6.
2.4 Рассчитать удельные эффективные энергозатраты:
, кДж/га. (2.3)
2.5Вычислитьудельное сопротивление машин.
Для пахотных агрегатов при различных скоростях:
, кН/м, (2.4)
где Кvi – удельное сопротивление плуга на i-й передаче, кН/м2;
а – глубина вспашки, м.
Для непахотных агрегатов со сцепкой удельное сопротивление определяется по формуле:
, кН/м, (2.5)
где Ксц – удельное сопротивление сцепки, кН.
|
|
, кН/м, (2.6)
где mсц – масса сцепки, т;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
fсц – коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки;
Bм – ширина захвата одной сельскохозяйственной машины, м;
nм – количество машин в агрегате при работе на данной передаче.
2.6Рассчитать удельные тяговые энергозатраты (энергозатраты на тягу машин).
, кДж/га. (2.7)
2.7 Рассчитать величину тягового КПД трактора:
. (2.8)
2.8 Рассчитать полезные удельные энергозатраты МTA:
, кДж/га, (2.9)
где h схм – КПД сельхозмашин. Его значение принимается в пределах: для плугов hпл=0,50…0,60; для культиваторов hкульт=0,35…0,40; для сеялок hсеял=0,32…0,35; для борон, катков hбк=0,30…0,33.
2.9 Рассчитать энергетический КПД агрегатов:
(2.10)
и провести проверку правильности его расчета по формуле:
. (2.11)
2.10 По наибольшей величине энергетического КПД агрегатов выбрать наиболее рациональный состав и скорость работы МТА.
2.11 Рассчитать, на сколько процентов полные удельные энергозатраты пахотных МТА больше по сравнению с непахотными:
, (2.12)
где Ао.п, Ао.н – полные удельные энергозатраты соответственно пахотных и непахотных агрегатов, кДж/га.
2.12 Изобразить графически структуру энергетического КПД (рис. 3) и энергозатрат МТА (рис. 4).
Рисунок 3 – Энергетический КПД агрегатов
а
б
Рисунок 4 – Структура энергозатрат пахотного (а)
и непахотного (б) МТА на … передаче
В заключении работы на основе анализа удельных энергозатрат (Ае, Ат, Апол), величин КПД (ηе, ηт, ηсхм), режимов использования МТА (Ркр, Vр) укажите возможные пути (3–4 варианта) повышения энергетической эффективности использования агрегата.
|
|
Приложение 1
Исходные данные для расчета эксплуатационных показателей МТА
№ варианта | Трактор | Передача | Передаточ-ное отноше-ние транс-миссии i0 | Буксование движителей трактора δ, % | |
агрофон – стерня | агрофон – поле, подготовленное под посев | ||||
К – 701 | 1р-2 | 164,0 | 12,3 | 15,1 | |
1р-3 | 137,2 | 11,3 | 12,5 | ||
1р-4 | 112,0 | 9,2 | 10,6 | ||
Т – 150К | 64,9 | 9,4 | 11,3 | ||
55,4 | 7,9 | 9,1 | |||
48,6 | 6,4 | 7,2 | |||
МТЗ – 82 | 68,0 | 12,6 | 15,1 | ||
57,4 | 10,0 | 11,2 | |||
49,1 | 8,7 | 10,1 | |||
МТЗ – 80 | 68,0 | 13,4 | 16,1 | ||
57,4 | 12,4 | 14,3 | |||
49,1 | 10,1 | 11,6 | |||
Т – 40АМ | 67,6 | 10,7 | 12,4 | ||
49,4 | 9,2 | 10,6 | |||
41,8 | 5,7 | 6,7 | |||
МТЗ-100 | 57,2 | 12,4 | 14,3 | ||
46,4 | 10,1 | 11,6 | |||
38,2 | 9,6 | 10,7 | |||
Т – 150 | 37,5 | 1,8 | 4,5 | ||
32,1 | 1,5 | 3,2 | |||
29,7 | 1,4 | 2,3 | |||
ВТ-100Д | 31,0 | 5,1 | 7,7 | ||
25,2 | 4,9 | 5,9 | |||
20,4 | 4,1 | 4,9 | |||
МТЗ-102 | 57,2 | 9,4 | 14,6 | ||
46,4 | 8,2 | 13,2 | |||
38,2 | 7,3 | 12,7 | |||
ДТ-75М | 35,7 | 1,3 | 4,0 | ||
32,1 | 1,2 | 3,1 | |||
28,9 | 1,0 | 2,5 | |||
Т – 4А | 59,2 | 5,5 | 11,3 | ||
51,2 | 5,4 | 9,5 | |||
45,8 | 5,3 | 7,5 | |||
№ варианта | Трактор | Передача | Передаточ-ное отноше-ние транс-миссии i0 | Буксование движителей трактора δ, % | |
агрофон – стерня | агрофон – поле, подготовленное под посев | ||||
РТ-М-160 (на сдвоенных кол.) | 3р-1 | 52,7 | 8,9 | 10,5 | |
3р-2 | 42,3 | 7,4 | 8,9 | ||
3р-3 | 34,9 | 6,0 | 6,8 | ||
МТЗ-102 | 78,2 | 13,0 | 17,3 | ||
64,3 | 11,6 | 16,1 | |||
53,3 | 10,4 | 15,4 | |||
МТЗ – 80 | 142,5 | 15,0 | 18,3 | ||
83,5 | 14,0 | 17,1 | |||
68,0 | 13,4 | 16,2 | |||
К-701 | 2р-1 | 80,4 | 8,9 | 13,9 | |
2р-2 | 66,6 | 7,1 | 11,3 | ||
2р-3 | 55,6 | 6,3 | 9,8 | ||
ВТ-150 | 31,0 | 5,1 | 7,7 | ||
25,2 | 4,9 | 5,9 | |||
20,4 | 4,1 | 4,9 | |||
Т – 150 | 32,0 | 1,5 | 3,2 | ||
29,7 | 1,4 | 2,3 | |||
27,0 | 1,2 | 1,9 | |||
К – 744Р1 | 1р-2 | 164,0 | 12,3 | 15,1 | |
1р-3 | 137,2 | 11,3 | 12,5 | ||
1р-4 | 112,0 | 9,2 | 10,6 | ||
Т – 40М | 73,0 | 14,2 | 17,0 | ||
68,7 | 13,2 | 15,7 | |||
57,6 | 10,7 | 12,3 | |||
ДТ – 75 | 39,7 | 1,7 | 6,0 | ||
35,7 | 1,3 | 4,0 | |||
32,1 | 1,2 | 2,0 | |||
РТ-М-160 | 3р-2 | 42,3 | 21,4 | 27,1 | |
3р-3 | 34,9 | 9,5 | 11,6 | ||
3р-4 | 28,5 | 6,6 | 7,3 | ||
Т -150К | 55,4 | 7,9 | 9,1 | ||
48,6 | 6,4 | 7,2 | |||
41,4 | 5,3 | 6,4 | |||
К-701 | 1р-1 | 198,9 | 14,1 | 17,3 | |
1р-2 | 164,0 | 12,3 | 15,1 | ||
1р-3 | 137,2 | 11,3 | 12,5 | ||
№ варианта | Трактор | Передача | Передаточ-ное отноше-ние транс-миссии i0 | Буксование движителей трактора δ, % | |
агрофон – стерня | агрофон – поле, подготовленное под посев | ||||
РТ-М-160 (на сдвоенных колесах) | 3р-2 | 42,3 | 7,4 | 8,4 | |
3р-3 | 34,9 | 6,0 | 6,8 | ||
3р-4 | 28,5 | 5,0 | 5,5 | ||
К-701 | 2р-2 | 66,6 | 7,1 | 11,3 | |
2р-3 | 55,6 | 6,3 | 9,8 | ||
2р-4 | 46,3 | 5,8 | 8,2 | ||
ВТ-100Д | 38,4 | 5,9 | 8,9 | ||
31,0 | 5,1 | 7,7 | |||
25,2 | 4,9 | 5,9 | |||
МТЗ-100 | 46,4 | 10,1 | 11,6 | ||
38,2 | 9,6 | 10,7 | |||
31,6 | 8,9 | 9,8 | |||
К-744Р1 | 1р-1 | 198,9 | 14,1 | 17,3 | |
1р-2 | 164,0 | 12,3 | 15,1 | ||
1р-3 | 137,2 | 11,3 | 12,5 | ||
МТЗ-102 | 46,4 | 8,2 | 13,2 | ||
38,2 | 7,3 | 12,7 | |||
31,6 | 6,6 | 11,5 | |||
ВТ-150 | 38,4 | 5,9 | 8,9 | ||
31,0 | 5,1 | 7,7 | |||
25,2 | 4,9 | 5,9 |
Приложение 2
Величины коэффициентов сцепления и сопротивления передвижению для гусеничных (Г) и колесных (К) тракторов на стерне и поле,
подготовленном под посев (П.П.П.)
Стерня | П.П.П. | |||
К | Г | К | Г | |
μ | 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 | 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 | 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8 | 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 |
fтр | 0,08... 0,10 | 0,09... 0,11 | 0,16... 0,18 | 0,12... 0,14 |
Приложение 3
Эксплуатационные показатели МТА при работе
на разных передачах и почвенных фонах
Показатели | Состояние поля (агрофон) | |||||
стерня | П.П.П. | |||||
передача | передача | |||||
Ркн, кН | ||||||
Рсц, кН | ||||||
Рдв, кН | ||||||
Рf, кН | ||||||
Рα, кН | ||||||
Ркр, Ркр*, кН | ||||||
Рк, кН | ||||||
Vр, м/с | ||||||
Nеф, Nеф*, кВт | ||||||
Nе, кВт | ||||||
Nтр, Nтр*, кВт | ||||||
Nf, кВт | ||||||
Nd, N*d, кВт | ||||||
Nα, кВт | ||||||
Nкр, Nкр*, кВт | ||||||
Nкр, кВт |
Приложение 4
Показатели эксплуатационных свойств МТА
№ | Наименование показателей | Ед. изм. | Пахотный агрегат | Непахотный агрегат | ||||||
передача | передача | |||||||||
Рабочая скорость движения МТА Погектарный расход топлива Удельное сопротивление машины: непахотный – Км пахотный – Кпл=Кvi·а | м/с кг/га кН/м |
Приложение 5
|
|
Результаты расчета энергозатрат МТА
№ | № передачи трактора | Значения удельных энергозатрат и КПД | |||||||
Полные Ао, кДж/га | КПД ηе | Эффективные Ае, кДж/га | Тяговые Ат, кДж/га | КПД тяговый ηт | Полезные Апол, кДж/га | Энергетический КПД агрегата ηэ.МТА | |||
Пахотный агрегат | |||||||||
Непахотный агрегат | |||||||||
Приложение 6
Основные характеристики тракторов
№ | Марка трактора | Марка дизеля | Номинальная мощность двигателя, Nен, кВт | Номинальные обороты кол. вала двигателя, nн, об/мин | Уд. расход топлива, qе, г/кВт-ч. | Радиус колеса (ведущей звездочки) r0, м | Масса трактора, т |
К-744Р1 | ЯМЗ-238НД-5 | 0,78 | 14,9 | ||||
К-701 | ЯМЗ-240Б | 0,78 | 12,5 | ||||
К-700 | ЯМЗ-238НБ | 0,78 | 11,9 | ||||
Т-150К | Д-260.4 | 154,4 | 0,70 | 8,0 | |||
Т-150 | СМД-60 | 121,4 | 0,38 | 7,0 | |||
РТ-М-160 | ЯМЗ-236Д2 | 117,6 | 0,75 | 6,4 | |||
РТ-М-160 (на сдвоенных кол.) | ЯМЗ-236Д2 | 117,6 | 0,75 | 7,0 | |||
ВТ-150 | Д-442ВИ | 0,36 | 8,2 | ||||
ВТ-100Д | Д-442-24 | 88,0 | 0,36 | 8,0 | |||
Т-4А | А-01М | 99,4 | 0,38 | 7,0 | |||
МТЗ-100 | Д-245 | 73,5 | 0,72 | 4,0 | |||
МТЗ-102 | Д-245 | 73,5 | 0,72 | 4,2 | |||
ДТ-75М | СМД-17Н | 73,6 | 0,36 | 6,3 | |||
МТЗ-80 | Д-240 | 55,2 | 0,72 | 3,2 | |||
МТЗ-82 | Д-240 | 55,2 | 0,72 | 3,4 | |||
Т-40М | Д-144 | 39,0 | 0,71 | 2,72 | |||
Т-40АМ | Д-144 | 39,0 | 0,71 | 2,90 |
Плаксин Алексей Михайлович
Зырянов Антон Павлович
Расчет показателей тягового баланса
и баланса мощности МТА
Энергетический анализ
машинно-тракторного агрегата