Характеристики двигателя и трактора и их анализ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ

ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА

Методические указания для студентов бакалавриата всех форм обучения по направлению 110800.62 Агроинженерия (профиль «Технические системы в агробизнесе»)

ИЖЕВСК 2014

УДК 631.3-027

ББК 30.82

3-15

Методические указания составлены на основе ФГОС ВПО по направлению бакалавриата «Агроинженерия» (профиль «Технические системы в агробизнесе»), утвержденный приказом МОН РФ 9 ноября 2009 г.

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА протокол №___ от «___» ________ 20__.

Рецензент: Д.А. Вахрамеев - кандидат тех. наук, доцент кафедры «Тракторы, автомобили и сельскохозяйственные машины»

Составители: Ю.Г. Корепанов, Н.Г. Касимов, М.З. Салимзянов, Ф.Р. Арсланов

Методические указания для практических занятий по эксплуатации машинно-тракторного парка: метод. указания /Сост.: Ю.Г. Корепанов, Н.Г. Касимов, М.З. Салимзянов, Ф.Р. Арсланов – Ижевск: ФГБОУ ВПО ИжГСХА, 2014.-72с.

В методических указаниях даны взаимоувязанные задания с методикой выполнения, как с преподавателем на занятиях, так и для самостоятельного решения ряда проблемных задач, используя справочные материалы, литературу по эксплуатации МТП. Указания рассчитаны для студентов по направлению «Агроинженерия» (профиль «Технические системы в агробизнесе»).

УДК 631.3-027

ББК 30.82

©Корепанов Ю.Г., Н.Г. Касимов, М.З. Салимзянов,Ф.Р. Арсланов, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………………..….……...4

Таблица перевода основных единиц измерения…………………….......................5

ЗАДАНИЕ № 1. Характеристики двигателя и трактора и их анализ…..…….......6

ЗАДАНИЕ № 2. Определение составляющих тягового баланса и баланса мощности трактора……..……………………… ...……………………..…….16

ЗАДАНИЕ № 3. Комплектование машинно-тракторных агрегатов………….…21

ЗАДАНИЕ № 4. Расчет технико-экономических показателей машинно-тракторного агргата……………………………..………………………………29

ЗАДАНИЕ № 5. Разработка операционной технологической карты выполнения сельскохозяйственной работы…………………………………………....…..…36

ЗАДАНИЕ № 6. Методика составления годового плана проведения технических обслуживаний и ремонтов……………………………………………...…………40

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Данные тормозных испытаний двигателей….. ………….…………………….44

2. Эксплуатационные показатели тракторов ДТ-75, К-700, К-701, МТЗ-80, МТЗ-82………………………….…….…….…………………..……48

3. Краткая техническая характеристика колесных тракторов…………….……..59

4. Краткая техническая характеристика тракторов «Кировец»............................60

5. Краткая техническая характеристика гусеничных тракторов………………..61

6. Краткая техническая характеристика тракторных прицепов………………...62

7. Краткая техническая характеристика сельскохозяйственных машин……………………………………………………………………..……..63

8. Современные трактора Российских заводов.......………………………………66

9. Программа контроля выполнения заданий №3, 4, 5…………………………..68

ЛИТЕРАТУРА………………………………………….…………………………..70

ПРЕДИСЛОВИЕ

Выполняя расчетные задания, студент предварительно прорабатывает соответствующие разделы курса (см. программу дисциплины «Эксплуатация машинно-тракторного парка» по специальности 311300).

Главная особенность построения данных заданий – сквозная схема их решения. Величины, рассчитанные в предыдущих заданиях, используются в последующих. Это позволяет студенту увидеть отдельные параметры в их взаимоувязке, взаимообусловленности, проводить решение задачи в полном объеме.

Для увеличения количества вариантов задач, в задание включены некоторые тракторы устаревших марок, но пока широко используемых в хозяйствах страны.

В качестве основного первоисточника получения студентом справочного и нормативного материала названа книга Н.Э.Фере и др. «Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка», издание 2-е, М., «Колос», 1978г, в списке литературы названы и другие первоисточники. Часть справочных материалов приведена в приложениях (См. «содержание»). Ссылка на первоисточники в тексте методических указаний дана в квадратных скобках.

Все расчеты выполняются в системе СИ. Таблица перевода основных единиц приведена.

Таблица перевода основных единиц измерения

Величина	Размерность
В старой системе	В системе СИ	Соотношение

Сила	кгс	Н (Ньютон)	1 кгс = 9,81 Н; 1Н = 0,1019 кгс
Масса	кг*сек²/м	кг
Момент силы	кгс*м	Н.м	1 кгс*м = 9,81 Н.м
Работа, энергия	кгс* м	Нм, Дж (Джоуль) 1Нм = 1 Дж	1 кгсм = 9,81 Нм = 9,81 Дж
	дсч	кВт*ч	1дсч = 27х10⁴кгсм = 264,8710⁴Дж 1 кВтч = 36,7210⁴кгс*м = 3600 кДж
Количество теплоты	ккал	кДж	1 ккал = 427 кгс*м = 4,19 кДж
Мощность	кгс*м/с	Вт	1 кгсм/с = 9,81 Вт 1 Вт = 1 Нм/с = 1 Дж/с
	л.с.	кВт	1 л.с. = 0,735 к Вт 1 кВт = 1,36 л.с.
Давление (напряжение)	кгс/см²	Н/м² = Па (Паскаль)	1 кгс/см²= 9,80615*10⁴ Па = 98,1 кПа
	1 мм вод. ст.	Па (Паскаль)	1 мм вод.ст. = 1 кгс/м²=9,81 Н/м² 1 Па = 0,1019 мм вод.ст. = 0,1019 кгс/м²
Формула момента силы	М = 716,2 кгсм, М= - М – кНм; N – кВт, n – с^-1 N – л.с., n – об/мин., М= - М – кН*м; N – кВт, n – об/мин
Формула мощности двигателя	N = л/c N = 6,28 М ; n = - N – кВт, М – кНм, n – с^-1 N=0,105 М ; n = N – кВт, М – кН. N = 0,106 М ; n = - N – кВт, М – кНм, n – об/мин
Формула мощности (из баланса мощности трактора)	N = л.с. N = N – кВт; Р – кН; V – км/ч. Р – кгс, V – км/ч

ЗАДАНИЕ № 1

Характеристики двигателя и трактора и их анализ

1. Построить графики регуляторной характеристики двигателя в функции частоты вращения коленчатого вала (на максимальном и пониженном скоростных режимах), в функции эффективной мощности и крутящего момента (на максимальном скоростном режиме), используя данные тормозных испытаний.

2. По построенным графикам и соответствующим формулам определить перечисленные в таблице 1.2 величины и занести их в соответствующую колонку таблицы.

3. Построить график изменения удельного расхода топлива в процентах от удельного расхода при максимальной мощности в зависимости от степени загрузки двигателя (на максимальном скоростном режиме). Охарактеризовать эксплуатационные факторы, влияющие на величину удельного расхода топлива и обеспечивающие наименьшее его значение.

4. Определить средний допустимый, а также максимальный и минимальный моменты сопротивления на коленчатом валу.

5. Дать общую оценку эксплуатационным показателям двигателя, показать преимущества всережимного регулирования двигателя при эксплуатации.

6. Построить график экспериментальной тяговой характеристики трактора на заданном (основном) фоне поля и определить основные показателя трактора по передачам, соответствующие:

а) холостому ходу трактора;

б) максимальной тяговой мощности;

в) максимальной силе тяги.

Полученные данные записать в таблицу 1.4. Сюда же записать аналогичные данные на втором фоне поля (по заданию).

7. По графику тяговой характеристики трактора и данным таблицы 1.4 проследить закономерности изменения основных показателей в зависимости от фона поля, передачи трактора и загрузки на крюке и проанализировать их.

8. Построить потенциальную характеристику трактора и дать обоснование выбора основной рабочей передачи трактора.

9. Вычислить тяговый и экономический коэффициенты полезного действия трактора при двух значениях нагрузки (на основной рабочей передаче трактора):

а) номинальной;

б) недогрузке (нагрузка 50% от номинальной).

10. Дать общую оценку трактора (рабочие передачи, тяговые усилия, скорости движения, сцепные свойства и др.).

Исходные данные

Марка трактора………………………….

Марка двигателя………………………...

Основной фон поля……………………...

Второй фон поля…………………………

Сельскохозяйственная работа………….

Количество машин в агрегате………….

Срок выполнения задания……………..

Методические указания по выполнению задания №1

Цель задания: приобрести навыки в анализе закономерностей изменения основных эксплуатационных показателей двигателя и трактора и использование данных регуляторных и тяговых характеристик в эксплуатационных расчетах.

Порядок выполнения заданий следующий.

1. Данные тормозных испытаний на максимальном скоростном режиме заносят в таблицу 1.1. По этим данным строят (на миллиметровой бумаге формата 148х210 мм) график регуляторной (скоростной) характеристики двигателя в функции частоты вращения коленчатого вала (рис. 1.1).Эта характеристика позволяет провести эксплуатационную оценку показателей двигателя.

На рисунке можно выделить две зоны: регуляторную и безрегуляторную, разграничиваемые ординатой, проведенную через точку на оси абсцисс, соответствующую номинальной частоте вращения коленчатого вала n_н. Точке n_нсоответствуют эксплуатационные показатели двигателя - М_ен, N_ен, G_тн, g_ен. В точке n_х (частота вращения коленчатого вала при холостом ходе двигателя и максимальном скоростном режиме) М_е=0, N_е=0, G_т=G_тх, g_е=∞. Точка n_min соответствует минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала при перегрузке. Этой точке соответствует М_е = М_е_max.

На рисунке 1.1. наносят так же точки кривых регуляторной характеристики на пониженном скоростном режиме. Для этого задаются значением частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя при пониженном скоростном режиме (например, среднее значение между n_н и n_х на максимальном скоростном режиме) и вычисляют номинальное ее значение n_нп на том же режиме по формуле:

n_нп = n_н – 1,08 (n_х - n_хп). (1.1)

Расход топлива на пониженном скоростном режиме G_тхп при n_хп подсчитывают по формуле:

G_тхп = G_тх . (1.2)

Полученные расчетом значения вписывают в таблицу 1.1 (см. вторую часть таблицы) и, используя их, достраивают регуляторные ветви кривых крутящего момента М_еп, эффективной мощности двигателя N_еп,, часового расхода топлива G_тп (рис.1.1 штриховые линии). Значения удельного расхода топлива на пониженном скоростном режиме легко определить, пользуясь выражением:

g_en = G_т_n . (1.3)

Значения G_тп и N_e_п берутся из скоростной характеристики (рис.1.1).

По данным таблицы 1.1 строят графики регуляторной характеристики в функции крутящего момента М_е (рис.1.2.А) и эффективной мощности N_е (рис.1.2.Б) на максимальном скоростном режиме.

2. Значения основных показателей заносят в таблицу 2.

Расчетом определяют следующие показатели:

а) разбег регулятораΔn = n_x – n_н,

б) степень неравномерности регулятора

, (1.4)

в) коэффициент уменьшения частоты вращения коленчатого вала

, (1.5)

г) коэффициент приспособляемости двигателя

, (1.6)

д) экономический кпд двигателя

. (1.7)

Значения g_е берутся из регуляторной характеристики (рис.2А) при соответствующей нагрузке.

Н_и – низшая теплотворная способность топлива (для дизельного топлива – Н_и =41690 кДж/кг, Н_и =9950 ккал/кг)

3600 – кДж/(кВт. ч) или 632 ккал/лсч

Таблица 1.1