С-петербург

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Автомобили и тракторы»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ТЯГОВОМУ

И ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

ТРАКТОРОВ

для студентов IV курса инженерно-технологического факультета по специальности 110301.65 Механизация сельского хозяйства

С-ПЕТЕРБУРГ

Методические указания составлены доц. Смирновым М.А. и ст. преп. Фомичёвым А.И.

Под общей редакцией проф. Картошкина А.П.

Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией инженерно-технологического факультета.

Протокол № от 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................ 4

1. Постановка задачи и выбор расчётных коэффициентов................ 5

2. Определение эксплуатационной силы веса трактора..................... 7

3. Определение максимальной мощности и построение расчетной внешней скоростной характеристики двигателя............................................ 9

4. Определение количества передач в трансмиссии 15

5. Определение передаточных чисел в трансмиссии на основных передачах и расчет теоретических скоростей движения..................................... 24

6. Построение тягово-динамических характеристик трактора.......... 29

7. Построение характеристик топливной экономичности трактора.. 33

8. Баланс мощности трактора.............................................................. 38

Литература....................................................................................... 43

Приложение I

Рекомендуемые единицы измерения................................................ 44

Приложение II

Основные параметры колесных и гусеничных тракторов............ 45

Приложение III

Параметры регуляторных характеристик дизелей для тракторов прототипов 50

Приложение IV

Шины пневматические для тракторов и сельскохозяйственных машин 51

I

ВВЕДЕНИЕ

В условиях эксплуатации для тракторов характерны различные скоростные и нагрузочные режимы, а также почвенно-климатические и дорожные условия.

Большое влияние на динамические и топливно-экономические показатели, производительность машинно-тракторных агрегатов оказывает техническое состояние двигателей, а также агрегатов трансмиссии и ходовой части тракторов.

В этой связи целью выполнения студентами курсовой работы является закрепление академических знаний, полученных при изучении раздела «Основы теории и расчёта трактора», путём получения количественных характеристик и закономерностей изменения показателей работы тракторов. При этом предусматривается анализ влияния режимов работы, технического состояния и условий эксплуатации тракторов на основные показатели их работы, чтобы в практической инженерной работе обеспечить эффективную и экономичную работу тракторов.

В процессе выполнения курсовой работы студенты получают также навыки самостоятельной работы при использовании справочной и другой литературы.

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ТРАКТОРА С МЕХАНИЧЕСКОЙ СТУПЕНЧАТОЙ ТРАНСМИССИЕЙ.

1. Постановка задачи и выбор расчетных коэффициентов

Рассматриваем тяговый расчет вновь проектируемого трактора.

Исходными данными для расчета являются:

1) тип трактора (колесный или гусеничный)

2) назначение трактора (общего назначения, универсально-пропашной или специальный).

3) номинальная сила тяги на крюке (в дальнейшем )

4) рабочая скорость движения при номинальной тяге;

5) прототип для вновь проектируемого трактора (аналог из ранее

выпускавшихся отечественных или зарубежных тракторов).

Указанные параметры выбираются студентом самостоятельно из таблицы 1 в соответствии с последней (П) цифрой номера зачётной книжки.

В процессе тягового расчета трактора необходимо определить следующие величины и зависимости:

1) эксплуатационную силу веса трактора G;

2) максимальную мощность двигателя N _max, а также рассчитать и построить внешнюю скоростную характеристику двигателя по мощности и крутящему моменту;

3) количество передач m в трансмиссии;

4) общие передаточные числа i_m в трансмиссии на каждой передаче;

5) рассчитать и построить тягово-динамические и топливно-экономические характеристики для проектируемого трактора;

6) определить составляющие мощностного баланса на расчетном режиме движения и построить график баланса мощности; рассчитать максимальный тяговый к.п.д. на каждой передаче

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА

Таблица 1

П ПП
	4К2 2/6	4К2 2/8	4К2 2/10	4К2 2/12	4К2 6/6	4К2 6/8	4К2 6/10	4К2 6/12	4К2 9/6	4К2 9/8
	4К2 9/12	4К2 14/6	4К2 14/8	4К2 14/10	4К2 14/12	4К4 6/6	4К4 6/8	4К4 6/10	4К4 6/12	4К4 9/6
	4К4 9/10	4К4 9/12	4К4 14/6	4К4 14/8	4К4 14/10	4К4 14/12	4К4 20/6	4К4 20/8	4К4 20/10	4К4 20/12
	4К4 30/8	4К4 30/10	4К4 30/12	4К4 50/6	4К4 50/8	4К4 50/10	4К4 50/12	Г 20/4	Г 20/6	Г 20/8
	Г 30/6	Г 30/8	Г 40/4	Г 40/6	Г 40/8	Г 50/4	Г 50/6	Г 50/8	Г 60/4	Г 60/6

Обозначения, принятые в табл.1:

4К2 и 4К4 – колёсная формула (четыре колеса, 2 или 4 ведущие);

Г – гусеничный трактор; первое число – номинальная сила тяги на крюке в кН; второе число – рабочая скорость движения при номинальной силе тяги, км/ч. Прототип студент выбирает по данным Приложения №II.

Результаты расчета зависят от выбора значений коэффициентов взаимодействия движителя трактора с поверхностью движения: коэффициента сопротивления самопередвижению ¦, сцепления j _с и допускаемого буксования [ d].

Коэффициенты взаимодействия тракторного движителя с почвой приведены в таблице 2.

Вид поверхности движения студент выбирает в соответствие с предпоследней (ПП) цифрой номера зачётной книжки: чётные (0, 2, 4, 6, 8) – стерня сухая; нечётные (1, 3, 5, 7, 9) – поле, подготовленное под посев.

Студент должен понимать, как изменяются тяговые показатели трактора при переходе с одной поверхности движения на другую.

2. Определение эксплуатационной силы веса трактора

Условием для расчета эксплуатационной силы веса трактора является требование обеспечить по сцеплению движителей с почвой номинальную силу тяги на крюке на расчетном виде поверхности движения

Расчетная формула выводится из уравнения тягового баланса:

G = (1)

Коэффициент сцепного веса l, для колесного трактора 4К2 следует взять равным 0,75. Для колесного 4К4 и гусеничного тракторов он равен единице (l = 1).

КОЭФФИЦИЕНТЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ ¦ И СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИЖИТЕЛЕЙ ТРАКТОРА

Таблица 2

Вид поверхности движения	Колёсный	Гусеничный
¦		¦
Асфальт (бетон)	0,02	0,8 0,85	-	-
Дорога грунтовая	0,04	0,65 0,75	0,06 0,07	0,9
Плотная залежь	0,06	0,70 0,80	0,06 0,07	0,9 1,0
Стерня сухая	0,1	0,7	0,07	0,9
Поле, подготовленное под посев	0,16 0,18	0,3 0,5	0,1	0,6 0,7
Дорога снежная укатанная	0,05	0,2 0,3	0,06	0,20 0,25

Полученное расчетное значение веса следует сравнить с техническими параметрами трактора - прототипа.(Приложение II).

Пример

Определить эксплуатационную силу веса гусеничного с/х трактора общего назначения (пахотного) тягового класса 3 тс (30 кН).

Результаты расчета сравнить с прототипом.

Воспользуемся расчетной формулой:

Значение коэффициентов возьмем из таблицы для расчетного вида поверхности движения (поле, подготовленное под посев):

.

Тогда величина номинальной эксплуатационной силы веса получится равной:

Эксплуатационная сила веса трактора ДТ-75М в комплектации С1 (с гидронавесным устройством и тремя выносными силовыми цилиндрами) равна 63,70 кН, а в комплектации СЗ (без агрегатов гидронавесной системы) - 59,7 кН. Для трактора ВТ-100 – 75,8 кН.

Таким образом, результаты расчета близко соответствуют параметрам серийной машины. Масса проектируемого трактора будет, очевидно, равна 6000 кг.