Технико-экономические показатели тракторов
Технико-экономические показатели тракторов определяются динамическими, экономическими показателями двигателя и тягово-сцепными качествами движителей.
К динамическим показателям двигателя относятся: крутящий момент, частота вращения коленчатого вала и мощность. Эти показатели определяются при испытании двигателей на испытательном стенде.
Крутящий момент (МКР, Нм) определяется по формуле:
МКР=Т·r
где Т – сила, действующая на плече равном радиусу кривошипа, Н; r – радиус кривошипа коленчатого вала, м.
Частота вращения коленчатого вала (n, с-1) определяется тахометром.
В поршневых двигателях внутреннего сгорания различают следующие понятия мощности.
Индикаторная мощность (Ni, кВт) – это мощность в цилиндрах двигателя, определяется по индикаторной диаграмме или по формуле для четырехтактного двигателя:
,
где Рi – среднее удельное давление (МПа); Vn – рабочий объем цилиндра, л; n – частота вращения коленчатого вала, с-1; i – количество цилиндров.
Эффективная мощность (Nе, кВт) – это мощность двигателя, отдаваемая рабочей машине или трансмиссии и определяется по формуле:
,
где Мкр – крутящий момент на коленчатом валу, Н/м; n – частота вращения коленчатого вала, с-1; i – количество цилиндров.
Литровая мощность (Nл, кВт/л) – это отношение номинальной мощности двигателя к рабочему объему и определяется по формуле:
,
где Nн – номинальная мощность, кВт; Vр – рабочий объем цилиндров, л.
Потери мощности на трениеопределяются механическим коэффициентом полезного действия (hм):
Степень использования в двигателе теплоты сгоревшего топлива с учетом всех потерь тепловых и механических оценивается эффективным коэффициентом полезного действия (hе):
ηе=ηi·ηм,
где ηi – индикаторный коэффициент полезного действия.
Экономические показатели двигателя определяются удельным расходом топлива (ge, г/кВт·ч)
,
где Gm – часовой расход топлива, кг/ч.
Тягово-сцепные качества трактора определяются тяговым и мощностным балансом.
Уравнение, показывающее, как реализуется касательная сила тяги, называется тяговым балансом.
Касательная сила (Pk, Н) определяется по формуле:
,
где Мвед – момент на ведущих колесах; r – радиус качения без скольжения.
Крутящий момент на ведущих колесах определяется по формуле:
Мвед=Мкр·ηmp·i,
где Мкр – крутящий момент двигателя, H·м; ηmp – коэффициент полезного действия трансмиссии.
Касательная сила по сцеплению движителей (Рκφ, кН) определяется по формуле:
Рκφ=Gсц·ψ,
где Gсц – сцепная масса трактора, кг; ψ – коэффициент сцепления.
При установившемся движении получим:
,
где Рк – касательная сила тяги; Ркр – тяговое сопротивление; G – масса трактора; α – угол наклона поверхности пути; Рf – сила сопротивления качению трактора.
Сила сопротивления качению трактора зависит от конструктивных показателей трактора, веса, расположения центра тяжести, конструкции ходовой части, а также от свойств и состояния грунта и определяется по формуле:
,
где f – коэффициент сопротивления качению трактора.
Уравнение, показывающее зависимость эффективной мощности Nе двигателя от преодолеваемых трактором сопротивлений, называется мощностным балансом:
Nе=Nmp+Nδ+Nf±Nu±Ni+Nкр+Nпр+Nвом,
где Nmp – потери мощности в трансмиссии; Nδ – потери мощности на буксование; Nf – потери мощности на качение трактора; Nu – потери мощности на преодоление инерционных сил; Ni – потери мощности на преодоление подъемов; Nкр – мощность для преодоления сопротивления рабочих машин; Nпр – потери мощности на привод вала отбора мощности; Nвом – мощность, передаваемая через вал отбора мощности.
Потери мощности в трансмиссии определяются по формуле:
Nmp=Ne(1-ηmp),
где ηmp – коэффициент полезного действия трансмиссии.
Потери мощности на буксование определяются по формуле:
Nδ=(Ne-Nmp)·δ,
где δ – буксование трактора.
или
.
где nн – число оборотов ведущих колес под нагрузкой; nх – число оборотов ведущих колес на холостом ходу; Vт – теоретическая скорость движения, м/с; Vр – рабочая скорость движения, м/с.
Потери мощности на качение трактора (Nf, кВт) определяются по формуле:
Nf=Pкач·Vр·10-3=G·f·Vр·10-3,
где Pкач – сила сопротивления качению, Н; G – масса трактора, кг; f – коэффициент сопротивления качению.
Мощность, необходимая для изменения скорости движения определяется по формуле:
Nu=Pu·Vp·10-3,
где Pu – сила инерции, Н.
Мощность, используемая при преодолении подъема определяется по формуле:
Ni=Pпод·Vp·10-3=Gsinα·Vp·10-3,
где Pпод – сила сопротивления движению на подъеме, Н.
Мощность, затраченная на тягу агрегатируемых машин или прицепов, определяется по формуле:
,
где Ркр – тяговое усилие, Н.
Мощность, расходуемая на вращение механизмов машин от вала отбора мощности, определяется по формуле:
,
где МВОМ – крутящий момент вала отбора мощности, Н·м; nВОМ – частота вращения вала отбора мощности, мин-1.
Мощность, расходуемая на механические потери при передаче ее от двигателя к ВОМ:
где ηпр – КПД привода ВОМ.
Степень использования эффективной мощности двигателя на полезную работу трактора оценивается общим коэффициентом полезного действия или тяговым коэффициентом:
Контрольные вопросы
Для подготовки к экзамену
1. Классификация тракторов по: назначению, тяговому усилию, ходовой части и остову. Модели, обозначения и компоновка агрегатов, узлов и механизмов.
2. Классификация автомобилей по: назначению, типу шасси и типу двигателей. Модели, обозначения и компоновка агрегатов, узлов и механизмов.
3.Общие сведения о ДВС, их классификация, механизмы, системы, понятия и определения.
4.Общие сведения о силовых передачах (трансмиссиях). Назначение и классификация. Примеры применения.
5. Механические трансмиссии. Агрегаты, механизмы и их назначение.
6. Сцепления, их назначение и виды. Классификация, схемы и детали фрикционных сцеплений. Пояснить на одной из машин.
7. Промежуточные соединения и карданные передачи. Назначение и классификация. Примеры применения.
8. Коробки передач, их назначение и классификация по: типу шестеренной передачи, способу зацепления, числу валов, процессу переключения передач. Примеры применения.
9. Передачи тракторов и автомобилей, их оптимальное количество и группы: основные, транспортные и замедленные, высшие и низшие. Примеры применения.
10. Раздаточные коробки и ходоуменьшители, их назначение и область применения. Привести примеры их установки на машинах.
11. Ведущие мосты колесных машин, их назначение и количество. На примере одной из машин перечислить основные механизмы и их предназначение.
12. Главная передача и дифференциал, их назначение и принцип действия. Пример применения механизма блокировки дифференциала.
13. Задний мост гусеничного трактора, его назначение, устройство и работа.
14. Конечные передачи (колесные редукторы), их назначение, устройство, принцип действия. Особенности применения на тракторе Т-150К.
15. Ходовая часть машины, ее назначение и элементы: несущая система, движитель и подвеска.
16.Проходимость машины и её показатели, зависящие от: устройства ходовой части, тягово-сцепных качеств, удельного давления на почву, колеи и просвета. Дать пояснения и привести примеры.
17. Остовы колесных и гусеничных машин, их назначение, классификация и устройство. Привести примеры.
18. Подвески колесных машин, их назначение, составные части и принцип действия.
19. Амортизаторы. Назначение, устройство и принцип действия.
20. Движители колесных машин, их назначение и деление на: ведущие, управляемые ведомые и комбинированные. На примерах машин пояснить устройство и особенности различных колес.
21. Ходовая часть гусеничного трактора, ее назначение, составные части.
22. Общие сведения об электрическом оборудовании и электрических схемах.
23. Аккумуляторные батареи. Назначение, устройство, процесс зарядки и разрядки, пример маркировки.
24. Генераторы с вращающейся обмоткой возбуждения. Назначение, область применения, устройство и работа.
25. Генераторы с неподвижной обмоткой возбуждения. Назначение, область применения, устройство и работа.
26. Регуляторы напряжения, их назначение и два основных состояния. Схема и работа контактно-транзисторного регулятора.
27. Система батарейного зажигания. Схема, приборы и их назначение.
28. Прерыватель-распределитель системы батарейного зажигания, его назначение и устройства для изменения угла опережения зажигания.
29. Системы электрического пуска. Назначение, устройство и работа стартера.
30. Приборы и системы освещения, световой и звуковой сигнализации, их назначение и область применения.
31. Механизм навески трактора. Назначение, устройство, работа и регулировки.
32. Гидравлическая система навески трактора. Назначение, агрегаты, их устройство и принцип действия.
33. Тягово-сцепные устройства трактора: прицепное устройство, гидрофицированный крюк, автоматическая сцепка.
34. Механизмы отбора мощности. Назначение, места установки, виды приводов, частота вращения.
35. Рабочее оборудование автомобилей: подъемный механизм грузового автомобиля, буксирное и опорно-сцепное устройства.
36. Механический и гидравлический догружатели ведущих колес трактора, их устройства и принцип действия.
37. Назначение и способы регулировки глубины обработки почвы.
38. Вспомогательное оборудование машин. Назначение и средства, улучшающие тягово-сцепные качества, повышающие проходимость машины и создающие удобства и комфортность управления
39. Работоспособность машин. Виды отказов и планово-предупредительный характер ТО.
40. Виды и периодичность ТО.
41. ЕТО тракторов.
42. ЕТО автомобилей.
43. Организация ТО, обеспечение безопасности жизнедеятельности при ТО.
44. Органы управления и КИП легковых и грузовых автомобилей. Их назначение и классификация.
45. Органы управления и КИП колесных и гусеничных тракторов. Их назначение и классификация.
46. Пусковые устройства дизеля. Их назначение и краткие характеристики. Узлы и механизмы пускового двигателя.
47. КШМ двухтактного пускового двигателя. Его назначение, узлы и детали.
48. ГРМ и рабочий процесс двухтактного пускового двигателя.
49. Однорежимный регулятор пускового двигателя. Его назначение, устройство и принцип действия.
50. Назначение, устройство и принцип действия силовой передачи пускового дизеля.
51. Назначение и общие сведения о рулевых управлениях. Схемы поворотов и стабилизации управляемых колес мобильных машин.
52. Рулевое управление легкового автомобиля ВАЗ. Назначение, устройство, принцип действия и ТО.
53. Рулевое управление грузового автомобиля ЗИЛ. Назначение, устройство, принцип действия и ТО.
54. Рулевое управление универсально-пропашного трактора «Беларусь». Назначение, устройство, принцип действия и ТО.
55. Рулевое управление трактора Т-150К. Назначение, устройство, принцип действия и ТО.
56. Механизмы поворотов гусеничных тракторов. Назначение, устройство, принцип действия и ТО.
57. Тормозные системы. Общие сведения, виды и нормативы качества тормозных систем.
58. Тормозные механизмы. Назначение, классификация, устройство и принцип действия.
59. Тормозные приводы, их назначение и классификация. Примеры применения на мобильных машинах сельскохозяйственного назначения.
60. Тормозные системы с механическим приводом. Устройство, принцип действия и регулировки.
61. Тормозные системы с гидравлическим приводом. Область применения, принципиальная схема, компоновка узлов и деталей. Тормозные жидкости.
62. Назначение, устройство и работа гидровакуумного усилителя тормозной системы автомобиля «Жигули».
63. Тормозные системы с пневматическим приводом. Область применения, схема компоновки узлов и деталей, принцип действия.
64. Назначение, устройство и работа компрессора и регулятора давления тормозной системы с пневматическим приводом.
65. Назначение, устройство и работа комбинированного тормозного крана и тормозных камер тормозной системы с пневматическим приводом.
66. Тормозные системы прицепа. Схема компоновки узлов и деталей, принцип работы.
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Богатырев А.В., Лехтер В.Р. Тракторы и автомобили /Под ред. А.В. Богатырева. – М.: Колос С, 2005. – 400с.: ил.
2. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. – М.: Колос С, 2004. – 504 с.: ил.
Дополнительная:
1. Богатырев А.В. и др. Автомобили / Под редакцией А.В. Богатырева. – М.: Колос С, 2002. – 496 с.: ил.
2. Практикум по тракторам и автомобилям. / В.А. Чернышев, А.В. Богатырев, А.В. Корбут, М.Л. Насоновский. – М.: Колос, 1996.
Методические указания:
1. Шабунин А.А. и др. Система зажигания карбюраторных двигателей. – Челябинск, ЧГАУ, 2004.
2. Шабунин А.А.. и др. Аккумуляторные батареи, системы освещения и сигнализации, КИП. – Челябинск, ЧГАУ, 2004.
3. Дудин Б.М. и др. Система пуска дизельных двигателей. – Челябинск, ЧГАУ, 2004.
4. Дудин Б.М. и др. Оборудование раздельно-агрегатной гидравлической системы тракторов. – Челябинск, ЧГАУ, 2004.
5. Шабунин А.А. и др. Генераторы переменного тока. Электрические стартеры. – Челябинск, ЧГАУ, 2005.
6. Лепехин А.Т. и др. Дополнительное и вспомогательное оборудование мобильных машин. – Челябинск, ЧГАУ, 2006.
7. Лепехин А.Т. и др. Движители колесных машин. – Челябинск, ЧГАУ, 2001.
8. Краснокутский В.В. и др. Отечественные легковые автомобили. Основные сведения и характеристики. – Челябинск, ЧГАУ, 2004.
9. Краснокутский В.В. и др. Отечественные грузовые автомобили. Основные сведения и характеристики. – Челябинск, ЧГАУ, 2004.
10. Лепехин. А.Т., Поликутин Н.Г., Шабунин А.А. Зерноуборочные комбайны. Общие сведения и характеристики. – Челябинск, ЧГАУ, 2005.
11. Лепехин А.Т. и др. Двигатели, электрооборудование и эксплуатация автомобилей – Челябинск, ЧГАУ, 2000.
12. Лепехин А.Т. и др. Шасси и техническое обслуживание автомобилей. – Челябинск, ЧГАУ, 2000.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Цель изучения дисциплины и ее объем.. 3
2 Указания к выполнению контрольной работы.. 4
3 Технико-экономические показатели тракторов. 7
Контрольные вопросы.. 11
Рекомендуемая литература. 13
Приложение. 15
| Министерство сельского хозяйства рф |
| ИНСТИТУТ АГРОЭКОЛОГИИ | |
| филиал фгбоу впо “челябинская государственная агроинженерная академия” |
Приложение