146988 (Двигатели внутреннего сгорания и базовые тягачи)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читинский государственный университет

(ЧитГУ)

Кафедра Строительных и дорожных машин

Курсовая работа

Чита 2006

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читинский государственный университет

(ЧитГУ)

Кафедра Строительных и дорожных машин

Пояснительная записка

к курсовой работе

Выполнил: студент группы СДМ-03

Нижегородцев А.Г.

Проверил: научный руководитель

Чебунин А.Ф.

Чита 2006

Реферат

Пз. – 25стр., илл. – 2, табл. – 4, библ. – 2.

Устройство ходовое, движитель гусеничный, масса эксплуатационная, радиус динамический, коэффициент сопротивления передвижению тягача, КПД трансмиссии, коэффициент загрузки ведущих колес.

Целью курсовой работы является приобретение необходимых навыков в выполнении тягового расчета тягачей строительных и дорожных машин и анализа полученных основных параметров. При выполнении курсовой работы использовалась методическая литература. В результате выполнения курсовой работы были определены тягово-сцепные свойства, скоростные и экономические качества тракторного тягача, обеспечивающие заданные тягово-динамические характеристики.

Содержание

Введение

Тяговый расчет

Определение массы тягача, номинальной мощности и

момента двигателя

Определение динамического радиуса колеса

Определение передаточных чисел трансмиссии

Построение регуляторной характеристики двигателя

Построение тяговой характеристики

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенный тип тепловых двигателей. На их долю приходится более 80% всей вырабатываемой в мире энергии. Благодаря компактности, высокой экономичности, надежности, долговечности они используются во всех областях народного хозяйства и являются единственным источником энергии на строительных и дорожных машинах, на которых применяются в основном дизели автотракторного типа.

Для строительных и дорожных машин требуются двигатели мощностью 2.9 – 730 кВт. Они длительное время эксплуатируются на режимах, близких к номинальному, при значительном и непрерывном изменении внешней нагрузки, повышенной запыленности воздуха, нередко безгаражном хранении машин и в существенно различных климатических условиях.

Тяговый расчёт. Определение массы тягача, номинальной мощности и момента двигателя

При определении массы тягача следует различать конструктивную (сухую) и эксплуатационную (полную) массу.

Под конструктивной подразумевается масса тягача в незаправленном состоянии, без водителя, инструментов, дополнительного оборудования.

В эксплуатационную массу входит масса топливо-смазочных материалов, охлаждающей жидкости, инструмента, а также масса водителя.

Значение эксплуатационной массы определяется исходя из предположения, что среднее сопротивление при работе тягача равно номинальному усилию на крюке

, (1)

где – коэффициент возможной перегрузки, ;

– номинальное усилие на крюке (равно тяговому сопротивлению), ;

– коэффициент загрузки ведущих колес (или доля эксплуатационной массы, приходящейся на ведущие колеса тягача) при равномерном движении, для гусеничных тягачей ;

– коэффициент сцепления базовой машины с оборудованием, для промышленных тракторов ;

– коэффициент сопротивления передвижению тягача, определяемый характером поверхности передвижения, ;

– ускорение свободного падения, .

Вычисленное значение эксплуатационной массы необходимо сопоставить с массой тягачей соответствующего класса тяги

(2)

где – масса базовой машины (Т-180), .

В результате полученное значение массы округляется до целой сотни килограммов

Массу рабочего оборудования, агрегатируемого с тягачом, вычисляют в зависимости от эксплуатационной массы. В случае бульдозерного оборудования на гусеничном тягаче

(3)

Номинальная мощность двигателя определяется из условия получения номинального тягового усилия при движении с заданной скоростью по выражению

, (4)

где – тяговый КПД;

– коэффициент учета буксования движителя;

– номинальная рабочая скорость,

Коэффициент учета буксования для предварительных расчетов принимают для гусеничных тягачей . Тяговый КПД определяется по формуле

, (5)

где – КПД трансмиссии;

– КПД движителя.

Для выяснения значения КПД трансмиссии необходимо знать тип трансмиссии (механическая, гидродинамическая, гидромеханическая). Для механической трансмиссии

, (6)

где – КПД пары цилиндрических шестерен, равный ;

– КПД конических шестерен, равный ;

– КПД планетарной передачи, определяемый из выражения

, (7)

где – КПД пары шестерен с внутренним зацеплением, принимаемый равным 0.99;

– КПД пары шестерен с наружным зацеплением, принимаемый равным 0.985.

КПД движителя для гусеничного тягача принимается .

Вычисленное значение мощности по формуле (4) округляется до целого числа

Из технической характеристики отечественных двигателей выбираем двигатель ЯМЗ-240 со следующими техническими данными:

Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая номинальной мощности, у современных дизелей изменяется в пределах 1600-2500об/мин при тенденции к росту. Из указанного диапазона назначается частота вращения коленчатого вала и определяется номинальный момент по формуле

, (8)

где – частота вращения коленчатого вала, .

Определение динамического радиуса колес

Динамическим радиусом называют расстояние от оси движущегося колеса до горизонтальной составляющей равнодействующей реакций грунта. Для гусеничного движителя динамический радиус определяется по формуле

, (9)

где – шаг звена гусеничной ленты, ;

– число звеньев, укладываемых ведущей звездочкой за один оборот, .

Определение передаточных чисел трансмиссии

Общее передаточное число трансмиссии на первой передаче определяется по заданному номинальному тяговому усилию

, (10)

Передаточное усилие трансмиссии на высшей (транспортной) передаче определяется из условия обеспечения движения тягача с максимальной скоростью

(11)

Для гусеничных движителей с упругой подвеской рекомендуется выбирать максимальную скорость в диапазоне 4-5.5м/с.

Передаточные числа промежуточных передач определяются по закону геометрической прогрессии

, (12)

где – индекс, соответствующий порядковому номеру передач;

– знаменатель геометрической прогрессии. Для основных рабочих передач рекомендуется принимать .

Для транспортных передач знаменатель геометрической прогрессии определяется по формуле

, (13)

где – общее число передач, ;

– число рабочих передач, ;

– передаточное число высшей рабочей передачи, ;

– передаточное число высшей транспортной передачи,

Построение регуляторной характеристики двигателя

Регуляторной называют скоростную характеристику дизеля при наличии всережимного регулятора. Регуляторную характеристику обычно называют экспериментальным путем, снимая с дизеля на тормозном стенде. Однако ее можно построить и аналитически.

Ветвь характеристики в интервале частот вращения коленчатого вала от до определяется работой регулятора. Закон изменения крутящего момента на этом участке можно представить в виде уравнения прямой линии

, (14)

где – значения эффективного крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала в диапазоне от .

Частота вращения определяется степенью неравномерности регулятора

(15)

Степень неравномерности регулятора рекомендуется выбирать в интервале .

Мощность двигателя в интервале от до пропорциональна крутящему моменту

(16)