Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Методические указания к изучению конструкции, основ теории и расчёта трактора и автомобилей и выполнения курсовой работы. ЧГАУ, 2003. Значения промежуточных точек вписываем в таблицу 1.2 и вычисляем часовой расход топлива Gт для корректорного участка характеристики: Е — коэффициент, определяющий, какую часть номинального вращающего момента составляет момент холостого хода трансмиссии трактора… Читать ещё >

Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Задание для выполнения курсовой работы

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

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

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

3. Определить и проанализировать статическую продольную и поперечную устойчивость трактора Т-40 М 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 з_ц — КПД цилиндрической пары шестерен;

m — число пар цилиндрических шестерен;

з_к — КПД конической пары шестерен;

з_г — КПД ведущего участка гусеничного движителя

е — 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:

з_ц = 0,985…0,990; з_к = 0,975…0,980; з_г = 0,770…0,850; е = 0,03…0,05

Таблица 1.1 — Характеристики трансмиссии трактора по передачам


Передача	Шестерни, передающие вращающий момент	Передаточные числа	m	з_т
	1−2 (2`) — 13−14−19−20−21−22	89,2		0,768
	1−2 (2`) — 7−8-19−20−21−22	74,9		0,768
	1−2 (2`) — 9−10−19−20−21−22	63,6		0,768
	1−2 (2`) — 11−12−19−20−21−220	54,4		0,768
	1−2 (2`) — 5−6-19−20−21−22	29,4		0,768
	1−2 (2`) — 3−4-19−20−21−22	20,5		0,768

1.2 Построение скоростной характеристики двигателя Д-144

На оси абсцисс отметим характерные частоты вращения коленчатого вала:

n_н _- номинальная частота вращения коленчатого вала;

n_м _- частота вращения при максимальном крутящем моменте;

n_хх _- максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу

где д_р _- степень неравномерности регулятора. У современных автотракторных двигателей д_р = 0,06.0,08.

Для двигателя Д-144:

n_н = 1800 об/мин;

n_м = 0,6…0,8 n_н n_м = 0,7 • 1800 = 1260 об/мин;

об/мин.

На регуляторном участке характеристики (от n_хх до n_н) и на корректорном участке характеристики (от n_н до n_м) 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: М_к_. _хх = 0, М_к_. _н и М_к_. _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


Параметры	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
	n₁ ₍_м₎	n₂	n₃	n₄ ₍_н₎	n₅	n₆	n₇ ₍_хх₎

М_к_, Нм	237,9			206,9
N_e_, кВт	31,4	35,4			25,2	12,5
g_e_, г/кВт•ч					297,6
G_T_, кг/ч	8,7	8,9	9,3	9,8	7,5	5,2	2,9

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

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

кВт

Построение кривой удельного эффективного расхода топлива g_e начнем с расхода топлива на режиме номинальной мощности (g_е_. _н_. = 252 г/кВт•ч).

Удельный эффективный расход топлива при максимальном крутящем моменте (g_е_. _м_.) на 8.12% больше, чем на режиме номинальной мощности. Учитывая изложенное, строим точки g_е_. _н_. и g_е_. _м_. и соединяем их вогнутой кривой.

Значения промежуточных точек вписываем в таблицу 1.2 и вычисляем часовой расход топлива G_т для корректорного участка характеристики:

трактор автомобиль устойчивость поперечная

кг/ч Часовой расход топлива G_т_. _хх при работе двигателя без нагрузки с максимальной частотой вращения коленчатого вала не превышает обычно 25.30% расхода топлива на режиме номинальной мощности G_т_. _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 g_e:

г/кВт•ч

1.3 Построение кривой буксования

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

D_кр=Р_кр/G_сц

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

Р_кр = D_кр • G_сц, кН

Почвенный фон — стерня, G_сц= 0,85 3050 9,8=25,4 кН.

Таблица 1.3 — Результаты расчета кривой буксования


D_кр	0,45	0,56	0,64	0,71	0,78	0,82	0,84
д, %
Р_кр, кН	11,4	14,2	16,3	18,0	19,8	20,8	21,3

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

касательная сила тяги на ведущих колесах

Р_К=, кН

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

Р_f= кН

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

сила тяги трактора

Р_кр=Р_к-P_f, кН

теоретическая скорость движения трактора Т-40М

V_t=, м/с

действительная скорость движения

V_д=V_t• (1-д/100), м/с

тяговая мощность трактора

N_кр=P_кр· V_д, кВт

удельный расход топлива

g_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


№ передачи	Показатели работы трактора	Показатели работы двигателя
		n, об/мин
		М_к, Н•м	237,9			206,9
		N_e, кВт	31,4	35,4			25,2	12,5
		G_T, кг/ч	8,7	8,9	9,3	9,8	7,5	5,2	2,9
i_т=89,2	Р_к_{, к}Н	22,82	22,54	21,48	19,84	12,47	6,04	0,00
	P_f_, кН	3,0
	Р_кр_, кН	19,82	19,54	18,48	16,84	9,47	3,04	0,00
	д, %						1,5
	V_t_, м/с	1,06	1,21	1,36	1,51	1,55	1,59	1,63
	V_д_, м/с	0,53	0,64	0,89	1,17	1,51	1,57	1,63
	N_кр_, кВт	10,50	12,54	16,36	19,63	14,27	4,78	0,00
	g_кр_, г/кВт•ч	828,8	709,9	568,3	499,3	525,572	828,8
i_т=74,9	Рк, кН	19,16	18,93	18,04	16,66	10,47	5,07	0,00
	Pf, кН	3,0
	Ркр, кН	16,16	15,93	15,04	13,66	7,47	2,07	0,00
	д, %
	Vt, м/с	1,26	1,44	1,62	1,80	1,85	1,90	1,95
	Vд, м/с	1,02	1,18	1,41	1,64	1,81	1,88	1,95
	Nкр, кВт	16,51	18,83	21,22	22,41	13,55	3,90	0,00
	gкр, г/кВт•ч	526,8	472,7	438,2	437,3	553,705	1334,25
i_т=63,6	Рк, кН	16,27	16,07	15,32	14,15	8,89	4,31	0,00
	Pf, кН	3,0
	Ркр, кН	13,27	13,07	12,32	11,15	5,89	1,31	0,00
	д, %					1,5	0,5
	Vt, м/с	1,49	1,70	1,91	2,12	2,18	2,24	2,29
	Vд, м/с	1,37	1,58	1,80	2,04	2,15	2,22	2,29
	Nкр, кВт	18,14	20,64	22,12	22,72	12,64	2,91	0,00
	gкр, г/кВт•ч	479,7	431,2	420,4	431,4	593,228	1786,87
i_т=54,4	Рк, кН	13,91	13,75	13,10	12,10	7,60	3,68	0,00
	Pf, кН	3,0
	Ркр, кН	10,91	10,75	10,10	9,10	4,60	0,68	0,00
	д, %		3,5		2,5		0,5
	Vt, м/с	1,74	1,99	2,23	2,48	2,55	2,61	2,68
	Vд, м/с	1,67	1,92	2,17	2,42	2,52	2,60	2,68
	Nкр, кВт	18, 20	20,59	21,89	22,02	11,61	1,78	0,00
	gкр, г/кВт•ч	478,0	432,3	424,9	445,0	645,868	2919,01
i_т=29,4	Р_к_{, к}Н	7,52	7,43	7,08	6,54	4,11	1,99	0,00
	P_f_, кН	3,0
	Р_кр_, кН	4,52	4,43	4,08	3,54	1,11	0,00	0,00
	д, %	1,5	1,4	1,3		0,5
	V_t_, м/с	3,21	3,67	4,13	4,59	4,71	4,84	4,96
	V_д_, м/с	3,17	3,62	4,08	4,55	4,69	4,84	4,96
	N_кр_, кВт	14,31	16,04	16,65	16,09	5, 20	0,00	0,00
	g_кр_, г/кВт•ч	607,9	554,8	558,7	608,9	1441,21

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:

Р_опт = 13,5 кНV_опт = 2 м/с

оптимальное значение удельной силы тяги:

Д_кр_. _max = Р_кр_. _max / G_сц = 21/25,4 = 0,83

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


передача	Р_ном, кН	V_ном, м/с	N _кр_. _max, кВт
	16,84	1,17	19,63
	13,66	1,64	22,41
	11,15	2,04	22,72
	9,10	2,42	22,02
	3,54	4,55	16,09

— диапазоны по силе тяги между рабочими передачами:

Р_кр_.1_-2 = 3,18 кН;

Р_кр_.2_-3 = 2,51 кН;

Р_кр_.3_-4 = 2,05 кН;

Р_кр_.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:

з_т=з_ц^m· з_к·з_кп

где з_ц — КПД цилиндрической пары шестерен (з_ц = 0,985…0,990);

з_к — КПД конической пары шестерен (з_к = 0,975…0,980);

з_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.

з_т = 0,99^m· 0,98·0,98 = 0,9604· 0,99^m

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

Таблица 2.1 — Характеристика трансмиссии автомобиля КамАЗ-5320 по передачам


Передача	Шестерни, передающие вращающий момент	m	i_т	з_T
	1−2-12−11−17−18−19−20- (21−22−23−24)		7,82	0,904
	1−2-10−9-17−18−19−20- (21−22−23−24)		4,03	0,904
	1−2-8−7-17−18−19−20- (21−22−23−24)		2,5	0,904
	1−2-6−5-17−18−19−20- (21−22−23−24)		1,53	0,904
	1−2-4−3-17−18−19−20- (21−22−23−24)		1,0	0,904

2.2 Построение внешней скоростной характеристики автомобиля

Крутящий момент двигателя

Н•м

где N_e _- эффективная мощность двигателя, кВт;

n_дв — частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.

Таблица 2.2 — Скоростная характеристика автомобильного двигателя КамАЗ-5320


	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
	n₁	n₂	n₃	n₄	n₅

N_e, кВт	66,2	95,6
М_к, Н•м	632,21	652,13	641,97	612,07	565,65

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

Р_К=, кН,

где

R_K — радиус колеса (из табличных данных R_K = 0,484 м)

Скорость движения автомобиля

V_а=0,105, м/с

Сила сопротивления воздуха

P_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

Р_к-Р_w, кН

Динамический фактор автомобиля

кН

где G_a _- сила тяжести автомобиля, кН (G_a = 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; дачи	Показатели работы автомобиля	Показатели работы двигателя
		n_дв, мин^-1
		М_к, Н•м	632,21	652,13	641,97	612,07	565,65
i_т= 7,82	Р_К, кН	9,23	9,52	9,38	8,94	8,26
	V_а, м/с	6,50	9,09	11,69	14,29	16,89
	P_W, кН	0,129	0,252	0,417	0,623	0,870
	Р_к-Р_w, кН	9,11	9,27	8,96	8,32	7,39
	D, кН	0,107	0,109	0,105	0,098	0,087
i_т=4,03	Р_К, кН	4,76	4,91	4,83	4,61	4,26
	Vа, м/с	12,61	17,65	22,69	27,73	32,77
	P_W, кН	0,485	0,950	1,570	2,346	3,276
	Рк-Рw, кН	4,27	3,96	3,26	2,26	0,98
	D, кН	0,05	0,047	0,038	0,027	0,012
i_т=2,5	Р_К, кН	2,95	3,05	3,00	2,86	2,64
	Vа, м/с	20,32	28,45	36,58	44,70	52,83
	P_W, кН	1,259	2,468	4,080	6,095	8,513
	Рк-Рw, кН	1,69	0,58	— 1,08	— 3,24	— 5,87
	D, кН	0,02	0,007	— 0,013	— 0,038	— 0,069
i_т=1,53	Р_К, кН	1,81	1,86	1,83	1,75	1,62
	Vа, м/с	33, 20	46,48	59,76	73,05	86,33
	P_W, кН	3,362	6,590	10,894	16,274	22,730
	Рк-Рw, кН	— 1,56	— 4,73	— 9,06	— 14,52	— 21,11
	D, кН	— 0,018	— 0,056	— 0,107	— 0,17	— 0,25
i_т=1,0	Р_К, кН	1,18	1,22	1, 20	1,14	1,06
	Vа, м/с	50,80	71,12	91,44	111,76	132,08
	P_W, кН	7,871	15,427	25,502	38,095	53, 208
	Рк-Рw, кН	— 6,69	— 14,21	— 24,30	— 36,95	— 52,15
	D, 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 Ш=0,012

V_а _max = 132 м/сV_а _с_ред. = 66 м/с

максимальный динамический фактор и критическая скорость движения

D_I = 0,109 V_I _кр = 9,09 м/с

D_II = 0,05 V_II _кр = 12,61 м/с

D_III = 0,02 V_III _кр = 20,32 м/с

D_IV = - 0,018 V_IV _кр = 33,20 м/с

D_V = - 0,079 V_V _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 є

67,04є

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

= 15,1є

12,4є

>; > - 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 є

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

= 35,0є

> - сползание трактора начнется раньше опрокидывания.

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

= 45,29 є

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

= 34,99є

> - сползание автомобиля начнется раньше опрокидывания.

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

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

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

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

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой