Методика проведения тяговых испытаний

 

Перед началом тяговых испытаний трактор должен поработать в течение

0,5…1 часа, чтобы прогрелись двигатель, силовая и ходовая части. Тяговая характеристика снимается для каждой передачи отдельно, а затем наносится на общий график.

При снятии тяговой характеристики на каждой передаче проводится не менее 12 опытов. Один опыт проводят при холостом ходе трактора (Ркр = 0), четыре – пять – с неполной нагрузкой, три - четыре опыта – при наибольшей мощности двигателя и три – четыре – с перегрузкой для выявления наибольшего тягового усилия.

Процесс проведения тяговых испытаний (снятие тяговой характеристики) заключается в следующем: в начале подготовительного участка тракторист по сигналу старшего включает заданную передачу, полную подачу топлива и выезжает на линию, сохраняя прямолинейность движения (нагрузку на крюке устанавливают в начале подготовительного участка). При подходе к границе участка, сигнальщик поднятием руки даёт команду "приготовиться", в момент пересечения визирной линии начала мерного участка передними колесами или радиатором трактора, взмахом руки дает сигнал о начале опыта, одновременно включая секундомер. По команде сигнальщика тракторист переключает подачу топлива из мерного бачка, а счетчики оборотов ведущих колес отсчитывают обороты. Начиная с этого момента, производится замер крюкового усилия. В конце мерного участка, в момент его переключения, сигнальщик даёт отмашку о конце опыта и выключает секундомер. Во время опыта на пути мерного участка, измеряют и регистрируют следующие параметры: тяговое усилие трактора, продолжительность опыта, расход топлива за опыт, обороты ведущих колес.

Кроме того, измеряется: температура охлаждающей жидкости системы охлаждения, масла в картере и топлива в мерном бачке.

Результаты замеров заносятся в журнал динамометрирования (таблица 3.2).

Обработка результатов производится по следующим формулам:

 

- средняя скорость поступательного движения трактора:

 

м/с

где L – длина мерного участка, м;

t оп - продолжительность опыта, с.

- Мощность, развиваемая трактором на крюке:

кВт

где РКР - среднее усилие на крюке трактора, Н;

 

- Буксование ведущих колес:

 

где nр, nх, – соответственно число оборотов ведущих колес при прохождении мерного участка под нагрузкой и на холостом ходу.

 

- Вес израсходованного топлива за опыт:

г

 

где W0 – объём топлива, израсходованного за опыт, см3;

g20 – плотность топлива при 20 ºС;

а – средняя температурная поправка;

t – температура топлива во время опыта в ºС.

 

- Часовой расход топлива:

кг/ч

- Удельный расход топлива:

г/кВт ·ч

- Тяговый к.п.д. трактора:

- Коэффициент запаса тягового усилия:

где - тяговое усилие при максимальной крюковой мощности.

 

- Коэффициент использования веса трактора:

где G – конструктивный вес трактора, Н.

 

Результаты расчетов по вышеприведенным зависимостям заносятся в журнал динамометрирования (таблица 3.2) и по ним строится график тяговой характеристики трактора в функции крюкового усилия (Ркр).

После построения тяговой характеристики, её основные данные вносят в сводную ведомость (таблица 3.3.) и анализируют полученные данные.

 

Таблица 3.2.

№ опыта Пройденный путь L, м Продолжит. опыта, tоп Среднее усилие на крюке, Ркр Расход топлива за опыт, W0, см3 Число обо- ротов веду- щих колёс Темпе- ратура, ºС Скорость трактора V, м/с Мощность на крюке N кр, , кВт Буксование, δ Расход топлива  
за опыт, G оп часовой, Gт удельній, g кр      
правого левого среднее топливо масло вода  
 
                                 
                                 
                                 

 

 


 

Таблица 3.3 - Сводная ведомость результатов испытаний трактора _____________ № __________

 

  Вид поля   Передача Наибольшая мощность Nкр, кВт При наибольшей тяговой мощности N кр max Наибольшее тяговое усилие, Р кр max При наибольшем тяговом усилии Р кр max   При холостом ходе Запас тягового усилия, % Степень использования сухого веса трактора при наибольшей тяговой мощности
Поступательная скорость V, м/с Часовой расход топлива Gт, кг/час Тяговое усилие Р крн, Н Буксование δ, % Тяговый к.п.д. η тяг Поступательная скорость, м/с Буксование, % Поступательная скорость, м/с Часовой расход топлива Gт, кг/час
                             
                             
                             
                               

 

Наибольшая эффективная мощность двигателя _________ кВт

 

Сухой вес трактора равен _______ Н.

 
 

Контрольные вопросы

 

1. Как снимается тяговая характеристика трактора и для чего?

2. Какие отступления от ГОСТ 7057-81 были сделаны при снятии тяговой характеристики?

3. Какое оптимальное усилие трактора было получено на выбранной передаче тяговых испытаний трактора?

4. Почему резко падает мощность на крюке трактора при усилиях свыше оптимального?

5. Чем ограничивается максимальная загрузка трактора на высоких и низких передачах?

6. Какие требования предъявляются к почвенному фону и трактору при тяговых испытаниях?

 

Литература

 

1. ГОСТ 7057-81. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний. М.: 1981. (С. 7-9, 22-23).

2. Скотников В.А., Мащинский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1966. (с.154-157).

 

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТНОГО БАЛАНСА

И КПД ТРАКТОРА

Цель работы. Лабораторная работа проводится с целью определения абсолютного значения составляющих мощностного баланса трактора и КПД в полевых условиях.

Балансом мощности называется уравнение распределения мощности двигателя на преодоление различных видов сопротивления и полезную работу.

 

Баланс мощности и к.п.д. трактора при работе его без вала отбора мощности определяется путем сопоставления результатов (снятия тяговой характеристики) с результатами лабораторного испытания двигателя.

 

Оборудование для работы:

 

1. Испытуемый трактор Т-25

2. Загрузочный трактор МТЗ-80

3. Тяговый динамометр на 2 т.с.

4. Трос

5. Рулетка на 10 м и 20 м.

6. вешки 1,9 – 2,0 (4 шт.)

7. Секундомер

8. Тахометр

 

Порядок проведения опытов

 

В основу проведения лабораторной работы положена методика снятия тяговой характеристики. Номер передачи и почвенный фон определяются преподавателем. Перед началом работы трактор должен быть прогрет для того, чтобы стабилизировался тепловой режим двигателя, силовой передачи и ходовой части.

На выбранном участке поля испытуемый трактор сначала протягивается тягачом для определения сопротивления качению Pf , затем испытуемый трактор загружается ступенчато загрузочным трактором на одной из передач. Нагрузка на крюке меняется от 0 (холостой ход) до максимальной возможности мощности двигателя или предельной величине буксования. Количество опытов должно быть не менее 12. Четыре – пять опытов проводятся с неполной нагрузкой, три – четыре – при наибольшей мощности двигателя и три – четыре – с перегрузкой для выявления наибольшего тягового усилия.

Подача топлива при любой нагрузке должна быть максимальной. При проведении работы за время прохождения трактором зачетной длины гона, замеряются и регистрируются следующие параметры: тяговое усилие трактора, продолжительность опыта, пройденный путь, обороты колес, сопротивление качению, обороты двигателя. Кроме того, фиксируют режим двигателя (температура воды и масла). Данные замеров заносятся в журнал замеряемых и расчетных величин (таблица 4.1).

Используя замеряемые величины, и регуляторную характеристику двигателя производят обработку результатов по нижеследующим формулам. Результаты расчетов заносят в таблицу 4.1.

 

- скорость поступательного движения:

м/с

 

где L – длина пути, м; t оп –продолжительность опыта, с.

 

- буксование трактора:

где nр и nx – соответственно числа оборотов ведущих колес под нагрузкой и на холостом ходу.

 

- касательная сила тяги ведущих колес:

Рк = Р кр + Рf ,

 

где = Р кр и Рf - соответственно усилие на крюке и сила сопротивления качению.

 

- мощность на ведущих колесах:

кВт

 

- мощность двигателя:

кВт

где η тр – к.п.д. трансмиссии;

где ηх – к.п.д., учитывающий потери мощности на прокручивание трансмиссии вхолостую, ηх = 0,96;

ηц – к.п.д. цилиндрической пары, ηц = 0,985;

ηк – к.п.д. конической пары, ηк = 0,975

а, в - соответственно, количество цилиндрических и конических пар, находящихся в зацеплении на данной передаче.

 

- мощность, теряемая в трансмиссии:

кВт

 

- мощность, теряемая на буксование:

 

кВт;

 

- мощность, затрачиваемая на качение:

кВт;

- полная мощность на крюке:

кВт;

- к.п.д., учитывающий потери на буксование:

- к.п.д ., учитывающий потери на качение:

- тяговый к.п.д.:

или

 

После обработки экспериментальных данных строятся графики баланса мощности и к.п.д. трактора в зависимости от тягового усилия.

Контрольные вопросы

 

1. Какие необходимо замерить параметры для определения мощности, теряемой на качение?

2. В данной лабораторной работе, какие составляющие баланса мощности трактора не замерялись (отсутствовали)?

3. Какое оптимальное усилие трактора по результатам опытов?

4. Почему снижается тяговый к.п.д. ( η тяг) при уменьшении и увеличении усилия на крюке от оптимального?

5. Как определяются потери мощности в трансмиссии?

6. Что называется потенциальной тяговой характеристикой, какой её вид?

 

Литература

 

1. Скотников В.А., Мащинский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1966. (с.106-111).

2. Гуськов В.В. Тракторы. Часть 2. Теория. Вышейшая школа. Минск, 1977. (С.136-144).

 

 


 

Таблица 4.1.

 

Замеряемые величины Рассчитываемые величины
Усилие на крюке, Ркр   Путь L, м Время опыта, tоп с Обороты колёс Сопротивление качению, Рf Скорость V, м/с Усилие на колесе, Рк Буксование δ, % Мощности, кВт к.п.д.
nпр nл nср N е N к N тр N δ N f N кр η тр η δ η f ηтяг
                                       
                                       

 

 

 

 

 

 
 


 


Лабораторная работа № 5

 

ПОСТРОЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

АВТОМОБИЛЯ ________________ПО ДАННЫМ СТЕНДОВЫХ

ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЯ

 

Цель работы: освоить метод расчета и построения экономической характеристики автомобиля по результатам стендовых испытаний двигателя.

Экономическая характеристика автомобиля показывает зависимость расхода топлива на 100 км пути пробега от скорости движения для заданных дорожных условий и веса машины.

Экономическая характеристика может быть построена:

- по результатам дорожных испытаний автомобиля;

- по результатам стендовых испытаний двигателя;

- расчетным путем.

Для построения экономической характеристики по результатам стендовых испытаний двигателя необходимо иметь техническую характеристику автомобиля, коэффициент сопротивления дороги ψ и результаты снятия дроссельных характеристик автомобильного двигателя (зависимость мощности и часового расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала при различных положениях дроссельной заслонки карбюратора).

Техническая характеристика автомобиля __________

Конструктивный вес машины, G0 _________ Н

Вес перевозимого груза, Gг __________ Н

Коэффициент полезного действия трансмиссии, η тр __________

Площадь лобового сопротивления, F __________ м2

Коэффициент обтекаемости, К __________

Радиус качения колес, rк __________ м

Передаточное число трансмиссии, iтр __________

Коэффициент сопротивления дороги, ψ __________

 

Дроссельные характеристики двигателя ГАЗ-51 представлены в таблице 5.1.

( по результатам стендовых испытаний).

Используя табличные данные, строятся графики зависимостей мощности двигателя от частоты вращения коленвала Nе=(n), (рисунок 5.1, график а) и часового расхода топлива Gт =f(n) – (средний график б).

Кривые соответствуют нескольким положениям дроссельной заслонки.

Результаты стендовых испытаний позволяют построить экономическую характеристику автомобиля при установившемся движении.

 

 

Таблица 5.1 – Дроссельные характеристики двигателя ГАЗ-51.

 

Открытие дроссель- ной заслон- ки, % Частота вращения коленвала n, м-1 Часовой расход топлива Gт, кг/ч Мощность, Ne Удельный расход топлива ge, г/кВт ∙ ч
  л.с.   кВт  
 
 
10,90 40,5 29,8
  11,41 44,0 32,4
  12,64 49,7 36,5
  13,75 55,0 40,3
  14,38 60,0 44,2
  14,64 62,5 46,0
  15,20 63,5 46,8
  15,53 63,0 46,3
 
10,59 38,5 28,2
  11,65 43,8 32,2
  12,26 47,6 35,0
  13,20 52,0 38,0
  13,62 54,7 40,2
  14,35 58,3 42,8
  14,72 60,1 44,0
 
7,7 26,0 19,2
  8,58 30,8 22,7
  10,05 40,0 29,4
  11,10 44,6 32,8
  11,86 49,0 36,0
  12,52 51,5 38,4
  13,42 53,0 39,6
 
6,5 22,4 16,5
  7,35 25,0 19,2
  8,21 31,0 22,8
  9,20 36,0 26,5
  10,12 42,0 30,8
  11,40 48,0 35,3
  11,83 50,0 36,8
  12,21 50,0 36,8
  12,30 49,5 36,4

 

Для этого, задавшись технической характеристикой машины и дорожным сопротивлением (ψ), определяют затраты мощности на движение машины:

 

(1)

 

где Рψ– сила сопротивления дороги:

 

(2)

 

Рw –сила сопротивления воздуха:

 

(3)

 

V– скорость движения автомобиля, км/ч принимается в пределах изменения частоты вращения коленвала двигателя.

Расчеты, выполненные по формуле (1) заносятся в таблицу 5.2. и строится график на верхнем графике а.

 

Таблица 5.2 – Затраты мощности на движение автомобиля.

 

Частота вращения коленвала n, мин-1 Скорость движения V, км/ч Сопротивление дороги Рψ , Н Сопротивление воздуха Рw , Н Мощность, затрачиваемая на движение Ne , кВт
         
         
и т.д.        

 

Точки пересечения этой кривой с кривыми мощности двигателя Ne определяют максимальные скорости установившегося движения автомобиля при каждом положении дроссельной заслонки.

Через точки пересечения проводятся вертикальные прямые до пересечения с соответствующими кривыми часового расхода топлива (средний график б) и определяют по графику часовые расходы топлива Gт, необходимые для движения автомобиля по заданной дороге (ψ)с различными скоростями, которые подставляются в формулу (4).

Топливную экономичность автомобиля определяют по формуле (4):

 

 

л/100 км (4)

 

где ρ т – плотность топлива; принимается ρ т = 0,75 кг/л;

V – скорость автомобиля; определяется по зависимости

 

км/ч

Расчеты, выполненные по формуле (4), сводятся в таблицу 5.3. и строится график экономической характеристики автомобиля QS = f(V) (график 6)

 

Таблица 5.3.

Обороты двигателя n, об/мин Скорость автомобиля V, км/ч Часовой расход топлива Gт, кг/ч Расход топлива на 100 км пути Qs, л/100 км
       
       
       

 

Контрольные вопросы

1. Дать определение экономической характеристики автомобиля.

2. По графику определить оптимальную скорость движения автомобиля.

3. Почему расход топлива на 100 км пути пробега возрастает при уменьшении и увеличении скорости от оптимальной?

4. Как влияет изменение передаточного числа главной передачи на топливную экономичность автомобиля?

 

Литература

1. Скотников В.А., Мащинский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1966.

2. Яковлев Н.А., Диваков Н.В. Теория автомобиля. Высшая школа, М.: 1962.

3. Артамонов М.Д., Илларионов В.А. Основы теории и конструкции

автомобиля. М.: Машиностроение, 1974.

 

 

Рисунок 5.1.