Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320

Задание для выполнения курсовой работы


Студенту 4 курса факультета заочного образования специальности "Технология обслуживания и ремонта машин в АПК" Букин И.С. шифр 82

. Рассчитать, построить и дать анализ тяговой характеристики трактора Т-40М, имеющего эксплуатационную массу 3050 кг и работающего на почвенном фоне - стерня.

. Рассчитать, построить анализ динамической характеристики автомобиля КамАЗ-5320, имеющего массу, превышающую в 1,2 раз его конструктивную массу.

. Определить и проанализировать статическую продольную и поперечную устойчивость трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320.

1. Расчет, построение и анализ тяговой характеристики трактора Т-40М


1.1 Определение КПД трансмиссии трактора


На рисунке 1.1 изображена кинематическая схема трансмиссии трактора Т-40М:


Рисунок 1.1 - Кинематическая схема трансмиссии трактора Т-40М


Вычислим КПД трансмиссии на всех передачах


,


где ?ц - КПД цилиндрической пары шестерен;

m - число пар цилиндрических шестерен;

?к - КПД конической пары шестерен;

?г - КПД ведущего участка гусеничного движителя

? - коэффициент, определяющий, какую часть номинального вращающего момента составляет момент холостого хода трансмиссии трактора.

При современном уровне технологии изготовления шестерен и подшипников и при установившемся тепловом режиме трансмиссии тракторов и автомобилей можно принять:


?ц = 0,985…0,990; ?к = 0,975…0,980; ?г = 0,770…0,850; ? = 0,03…0,05


Таблица 1.1 - Характеристики трансмиссии трактора по передачам

ПередачаШестерни, передающие вращающий моментПередаточные числаm?т11-2 (2`) - 13-14-19-20-21-2289,240,76821-2 (2`) - 7-8-19-20-21-2274,940,76831-2 (2`) - 9-10-19-20-21-2263,640,76841-2 (2`) - 11-12-19-20-21-22054,440,76851-2 (2`) - 5-6-19-20-21-2229,440,76861-2 (2`) - 3-4-19-20-21-2220,540,768

1.2 Построение скоростной характеристики двигателя Д-144


На оси абсцисс отметим характерные частоты вращения коленчатого вала:

nн - номинальная частота вращения коленчатого вала;

nм - частота вращения при максимальном крутящем моменте;

nхх - максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу


,


где ?р - степень неравномерности регулятора. У современных автотракторных двигателей ?р = 0,06.0,08.

Для двигателя Д-144:

nн = 1800 об/мин;


nм = 0,6…0,8 nн nм = 0,7 ? 1800 = 1260 об/мин;

об/мин.


На регуляторном участке характеристики (от nхх до nн) и на корректорном участке характеристики (от nн до nм) отметим по два промежуточных значения частоты вращения, которые впишем в таблицу 1.2.

Крутящий момент двигателя, работающего на режиме номинальной мощности:


Н?м


Максимальный крутящий момент:


,


где µ - коэффициент запаса крутящего момента, µ = 10.15 %.


Н?м


На графике строим три точки: Мк. хх = 0, Мк. н и Мк. max, предварительно построив шкалу момента и шкалу частоты вращения (рис.1.2). На регуляторном участке построенные точки соединяют прямой линией, а на корректорном - выпуклой кривой.


Таблица 1.2 - Параметры скоростной характеристики двигателя Д-144

ПараметрыЧастота вращения коленчатого вала, об/минn1 (м) n2n3n4 (н) n5n6n7 (хх) 1260144016201800184818961944Мк, Нм237,9235224206,9130630Ne, кВт31,435,4383925,212,50ge, г/кВт?ч277251245252297,6416?GT, кг/ч8,78,99,39,87,55,22,9

Определяем по графику и вписываем в таблицу 1.2 промежуточные значения кривой крутящего момента.

Вычислим и построим кривую эффективной мощности двигателя Nе при соответствующих значениях крутящего момента.


, кВт


Построение кривой удельного эффективного расхода топлива ge начнем с расхода топлива на режиме номинальной мощности (gе. н. = 252 г/кВт?ч).

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:


трактор автомобиль устойчивость поперечная

, кг/ч


Часовой расход топлива Gт. хх при работе двигателя без нагрузки с максимальной частотой вращения коленчатого вала не превышает обычно 25.30 % расхода топлива на режиме номинальной мощности Gт. н и изменяется на регуляторном участке по линейному закону.

Построив линию расхода топлива, вписываем в табл.1.2 соответствующие значения для регуляторного участка характеристики, рассчитываем и строим окончательно кривую ge:


, г/кВт?ч


1.3 Построение кривой буксования


Величина буксования зависит от удельной силы тяги Дкр, которая представляет собой отношение силы тяги к сцепному весу трактора:


Dкркр/Gсц


Сила тяги трактора при заданных величинах удельной силы тяги и буксования:


Ркр = Dкр ? Gсц, кН


Почвенный фон - стерня, Gсц= 0,85 3050 9,8=25,4 кН.


Таблица 1.3 - Результаты расчета кривой буксования

Dкр00,450,560,640,710,780,820,84?, %051020305070100Ркр, кН011,414,216,318,019,820,821,3

1.4 Определение данных для построения тяговой характеристики трактора Т-40М


касательная сила тяги на ведущих колесах


РК=, кН


сила, идущая на самопередвижение трактора Т-40М по стерне


Рf= кН


где f - коэффициент сопротивления самопередвижению трактора. На стерне для колесных тракторов f = 0,08…0,1.

сила тяги трактора


Ркр=Рк-Pf, кН


теоретическая скорость движения трактора Т-40М

t=, м/с


действительная скорость движения

д=Vt? (1-?/100), м/с


тяговая мощность трактора

кр=Pкр·Vд, кВт


удельный расход топлива

кр=, г/кВт·ч


1.5 Выбор скоростных режимов работы двигателя для расчета данных для построения тяговой характеристики трактора Т-40М


Таблица 1.4 - Расчетные параметры трактора Т-40М по передачам

№ передачиПоказатели работы трактораПоказатели работы двигателяn, об/мин1260144016201800184818961944Мк, Н?м237,9235224206,9130630Ne, кВт31,435,4383925,212,50GT, кг/ч8,78,99,39,87,5 5,22,91 iт=89,2Рк, кН22,8222,5421,4819,8412,476,040,00Pf, кН3,0Ркр, кН19,8219,5418,4816,849,473,040,00?, %5047352331,50Vt, м/с1,061,211,361,511,551,591,63Vд, м/с0,530,640,891,171,511,571,63Nкр, кВт10,5012,5416,3619,6314,274,780,00gкр, г/кВт?ч828,8709,9568,3499,3525,572828,8?2 iт=74,9Рк, кН19,1618,9318,0416,6610,475,070,00Pf, кН3,0Ркр, кН16,1615,9315,0413,667,472,070,00?, %1918139210Vt, м/с1,261,441,621,801,851,901,95Vд, м/с1,021,181,411,641,811,881,95Nкр, кВт16,5118,8321,2222,4113,553,900,00gкр, г/кВт?ч526,8472,7438,2437,3553,7051334,25?3 iт=63,6Рк, кН16,2716,0715,3214,158,894,310,00Pf, кН3,0Ркр, кН13,2713,0712,3211,155,891,310,00?, %87641,50,50Vt, м/с1,491,701,912,122,182,242,29Vд, м/с1,371,581,802,042,152,222,29Nкр, кВт18,1420,6422,1222,7212,642,910,00gкр, г/кВт?ч479,7431,2420,4431,4593,2281786,87?4 iт=54,4Рк, кН13,9113,7513,1012,107,603,680,00Pf, кН3,0Ркр, кН10,9110,7510,109,104,600,680,00?, %43,532,510,50Vt, м/с1,741,992,232,482,552,612,68Vд, м/с1,671,922,172,422,522,602,68Nкр, кВт18, 2020,5921,8922,0211,611,780,00gкр, г/кВт?ч478,0432,3424,9445,0645,8682919,01?5 iт=29,4Рк, кН7,527,437,086,544,111,990,00Pf, кН3,0Ркр, кН4,524,434,083,541,110,000,00?, %1,51,41,310,500Vt, м/с3,213,674,134,594,714,844,96Vд, м/с3,173,624,084,554,694,844,96Nкр, кВт14,3116,0416,6516,095, 200,000,00gкр, г/кВт?ч607,9554,8558,7608,91441,21??

1.6 Анализ тяговой характеристики трактора


Используя совмещенный график потенциальной и на передачах тяговых характеристик трактора (рис.1.4), определим:

оптимальные значения силы тяги и скорости движения трактора:


Ропт = 13,5 кНVопт = 2 м/с


оптимальное значение удельной силы тяги:


Дкр. max = Ркр. max / Gсц = 21/25,4 = 0,83


номинальные значения силы тяги, скорости движения, тягового КПД и максимальные значения тяговой мощности трактора на каждой передаче:


передачаРном, кНVном, м/сN кр. max, кВт116,841,1719,63213,661,6422,41311,152,0422,7249,102,4222,0253,544,5516,09

- диапазоны по силе тяги между рабочими передачами:


Ркр.1-2 = 3,18 кН;

Ркр.2-3 = 2,51 кН;

Ркр.3-4 = 2,05 кН;

Ркр.4-5 = 5,56 кН;

2. Расчет, построение и анализ динамической характеристики автомобиля


2.1 Определение КПД трансмиссии автомобиля


Кинематическая схема трансмиссии автомобиля КамАЗ-5320 показана на рис. 2.1


Рисунок 2.1 - Кинематическая схема трансмиссии автомобиля КамАЗ-5320


КПД трансмиссии:


?т=?цm·?к·?кп


где ?ц - КПД цилиндрической пары шестерен (?ц = 0,985…0,990);

?к - КПД конической пары шестерен (?к = 0,975…0,980);

?кп - КПД карданной передачи, равный 0,99…0,98 в зависимости от угла между валами;

m - число пар цилиндрических шестерен и ЭПР, работающих в трансмиссии на данной передаче.


?т = 0,99m·0,98·0,98 = 0,9604·0,99m


Результаты анализа трансмиссии автомобиля КамАЗ-5320 приведены в табл. 2.1.


Таблица 2.1 - Характеристика трансмиссии автомобиля КамАЗ-5320 по передачам

ПередачаШестерни, передающие вращающий моментmiт?T11-2-12-11-17-18-19-20- (21-22-23-24) 67,820,90421-2-10-9-17-18-19-20- (21-22-23-24) 64,030,90431-2-8-7-17-18-19-20- (21-22-23-24) 62,50,90441-2-6-5-17-18-19-20- (21-22-23-24) 61,530,90451-2-4-3-17-18-19-20- (21-22-23-24) 61,00,904

2.2 Построение внешней скоростной характеристики автомобиля


Крутящий момент двигателя


, Н?м


где Ne - эффективная мощность двигателя, кВт;дв - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.


Таблица 2.2 - Скоростная характеристика автомобильного двигателя КамАЗ-5320

Частота вращения коленчатого вала, об/минn1n2n3n4n510001400180022002600Ne, кВт66,295,6121141154Мк, Н?м632,21652,13641,97612,07565,65

По данным таблицы построим внешнюю скоростную характеристику двигателя, которая показана на рисунке 2.2.


2.3 Определение данных для построения динамической характеристики автомобиля КамАЗ-5320


Касательная сила тяги


РК=, кН,


где K - радиус колеса (из табличных данных RK = 0,484 м)

Скорость движения автомобиля

а=0,105, м/с


Сила сопротивления воздуха

W =, кН


где к - коэффициент обтекаемости, Нс2/м4 (к = 0,6 Нс2/м4)

F - площадь лобового сопротивления, м2 (F = 5,08 м2)

Избыточная сила тяги автомобиля


Рк-Рw, кН


Динамический фактор автомобиля


, кН


где Ga - сила тяжести автомобиля, кН (Ga = 70,80? 1,2 = 85,0 кН)

Расчетные параметры автомобиля по передачам представлены в табл. 2.3


Таблица 2.3 - Расчетные параметры автомобиля по передачам

№ пере- дачиПоказатели работы автомобиляПоказатели работы двигателяnдв, мин-110001400180022002600Мк, Н?м632,21652,13641,97612,07565,651 iт= 7,82РК, кН9,239,529,388,948,26Vа, м/с6,509,0911,6914,2916,89PW, кН0,1290,2520,4170,6230,870Ркw, кН9,119,278,968,327,39D, кН0,1070,1090,1050,0980,0872 iт=4,03РК, кН4,764,914,834,614,26Vа, м/с12,6117,6522,6927,7332,77PW, кН0,4850,9501,5702,3463,276Рк-Рw, кН4,273,963,262,260,98D, кН0,050,0470,0380,0270,0123 iт=2,5РК, кН2,953,053,002,862,64Vа, м/с20,3228,4536,5844,7052,83PW, кН1,2592,4684,0806,0958,513Рк-Рw, кН1,690,58-1,08-3,24-5,87D, кН0,020,007-0,013-0,038-0,0694 iт=1,53РК, кН1,811,861,831,751,62Vа, м/с33, 2046,4859,7673,0586,33PW, кН3,3626,59010,89416,27422,730Рк-Рw, кН-1,56-4,73-9,06-14,52-21,11D, кН-0,018-0,056-0,107-0,17-0,255 iт=1,0РК, кН1,181,221, 201,141,06Vа, м/с50,8071,1291,44111,76132,08PW, кН7,87115,42725,50238,09553, 208Рк-Рw, кН-6,69-14,21-24,30-36,95-52,15D, кН-0,079-0,167-0,286-0,435-0,61

По данным таблицы 2.3 строим график динамической характеристики автомобиля на рис. 2.3


2.4 Анализ динамической характеристики автомобиля


Максимальная и средняя эксплуатационная скорость автомобиля на дороге с коэффициентом суммарного сопротивления дороги ?=0,012


Vа max = 132 м/сVа сред. = 66 м/с


максимальный динамический фактор и критическая скорость движения


DI = 0,109 VI кр = 9,09 м/с

DII = 0,05 VII кр = 12,61 м/с

DIII = 0,02 VIII кр = 20,32 м/с

DIV = - 0,018 VIV кр = 33,20 м/с

DV = - 0,079 VV кр = 50,80 м/с

3. Определение углов продольной и поперечной статической устойчивости трактора и автомобиля


Предельные углы продольной статической устойчивости трактора Т-40М


=450 30/

62061/


Рисунок 3.2 - Схемы сил, действующих на автомобиль при стоянке на предельном подъеме и предельном уклоне


Предельные углы продольной статической устойчивости автомобиля КамАЗ-5320


= 68,51 º

67,04º


Предельные углы на подъеме и спуске из условий сползания автомобиля КамАЗ-5320, стоящего на стерне


= 15,1º

12,4º


>; > - сползание автомобиля начнется раньше опрокидывания.


Рисунок 3.3 - Схема сил, действующих на трактор и автомобиль при стоянке при наклоне вправо и влево


Предельный угол поперечной статической устойчивости, при котором трактор Т-40М не опрокидывается


= 49,94 º


Предельный угол поперечной статической устойчивости, при котором трактор Т-40М не сползает, стоя на стерне


= 35,0º


> - сползание трактора начнется раньше опрокидывания.

Предельный угол поперечной статической устойчивости, при котором автомобиль КамАЗ-5320 не опрокидывается


= 45,29 º


Предельный угол поперечной статической устойчивости, при котором автомобиль КамАЗ-5320 не сползает, стоя на асфальте


= 34,99º


> - сползание автомобиля начнется раньше опрокидывания.

Литература


1. Методические указания к изучению конструкции, основ теории и расчёта трактора и автомобилей и выполнения курсовой работы. ЧГАУ, 2003

. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. М.: КолосС, 2004

. Барский И.Б. Конструирование и расчёт тракторов. М.: Машиностроение, 1980

. Стандарт предприятия. Проекты (работы), курсовые и дипломные. Общие требования к оформлению. СТП ЧГАУ 2-2003


Теги: Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320  Контрольная работа  Транспорт, грузоперевозки
Просмотров: 12881
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320
Назад