Контрольная работа: Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Эксплуатация трактора Т-40М и автомобиля КамАЗ-5320

Задание для выполнения курсовой работы


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

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

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

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

m - число пар цилиндрических шестерен;

ηк - КПД конической пары шестерен;

ηг - КПД ведущего участка гусеничного движителя

ε - 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:

ηц = 0,985…0,990; ηк = 0,975…0,980; ηг = 0,770…0,850; ε = 0,03…0,05


Таблица 1.1 - Характеристики трансмиссии трактора по передачам

 Передача

Шестерни, передающие вращающий момент

Передаточные числа

m

ηт

1

1-2 (2`) - 13-14-19-20-21-22

89,2

4

0,768

2

1-2 (2`) - 7-8-19-20-21-22

74,9

4

0,768

3

1-2 (2`) - 9-10-19-20-21-22

63,6

4

0,768

4

1-2 (2`) - 11-12-19-20-21-220

54,4

4

0,768

5

1-2 (2`) - 5-6-19-20-21-22

29,4

4

0,768

6

1-2 (2`) - 3-4-19-20-21-22

20,5

4

0,768

1.2 Построение скоростной характеристики двигателя Д-144


На оси абсцисс отметим характерные частоты вращения коленчатого вала:

nн - номинальная частота вращения коленчатого вала;

nм - частота вращения при максимальном крутящем моменте;

nхх - максимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу

,

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

Для двигателя Д-144:

nн = 1800 об/мин;

nм = 0,6…0,8 nн nм = 0,7 ∙ 1800 = 1260 об/мин;

 об/мин.

На регуляторном участке характеристики (от nхх до nн) и на корректорном участке характеристики (от nн до nм) 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: Мк. хх = 0, Мк. н и Мк. 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)

 

1260

1440

1620

1800

1848

1896

1944

Мк, Нм

237,9

235

224

206,9

130

63

0

Ne, кВт

31,4

35,4

38

39

25,2

12,5

0

ge, г/кВт∙ч

277

251

245

252

297,6

416

∞

GT, 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 Nе при соответствующих значениях крутящего момента.

, кВт

Построение кривой удельного эффективного расхода топлива ge начнем с расхода топлива на режиме номинальной мощности (gе. н. = 252 г/кВт∙ч).

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

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

трактор автомобиль устойчивость поперечная

, кг/ч

Часовой расход топлива Gт. хх при работе двигателя без нагрузки с максимальной частотой вращения коленчатого вала не превышает обычно 25.30 % расхода топлива на режиме номинальной мощности Gт. 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 ge:

, г/кВт∙ч

1.3 Построение кривой буксования


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

Dкр=Ркр/Gсц

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

Ркр = Dкр ∙ Gсц, кН

Почвенный фон - стерня, Gсц= 0,85 3050 9,8=25,4 кН.

Таблица 1.3 - Результаты расчета кривой буксования

Dкр

0

0,45

0,56

0,64

0,71

0,78

0,82

0,84

δ, %

0

5

10

20

30

50

70

100

Ркр, кН

0

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

РК=, кН

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

Рf= кН

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

сила тяги трактора

Ркр=Рк-Pf, кН

теоретическая скорость движения трактора Т-40М

t=, м/с

действительная скорость движения

д=Vt∙ (1-δ/100), м/с

тяговая мощность трактора

кр=Pкр·Vд, кВт

удельный расход топлива

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

1260

1440

1620

1800

1848

1896

1944



Мк, Н∙м

237,9

235

224

206,9

130

63

0



Ne, кВт

31,4

35,4

38

39

25,2

12,5

0



GT, кг/ч

8,7

8,9

9,3

9,8

7,5

5,2

2,9

1 iт=89,2

Рк, кН

22,82

22,54

21,48

19,84

12,47

6,04

0,00


Pf, кН

3,0


Ркр, кН

19,82

19,54

18,48

16,84

9,47

3,04

0,00


δ, %

50

47

35

23

3

1,5

0


Vt, м/с

1,06

1,21

1,36

1,51

1,55

1,59

1,63


Vд, м/с

0,53

0,64

0,89

1,17

1,51

1,57

1,63


Nкр, кВт

10,50

12,54

16,36

19,63

14,27

4,78

0,00


gкр, г/кВт∙ч

828,8

709,9

568,3

499,3

525,572

828,8

∞

2 iт=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


δ, %

19

18

13

9

2

1

0


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

∞

3 iт=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

1,31

0,00


δ, %

8

7

6

4

1,5

0,5

0


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

∞

4 iт=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


δ, %

4

3,5

3

2,5

1

0,5

0


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

∞

5 iт=29,4

Рк, кН

7,52

7,43

7,08

6,54

4,11

1,99

0,00


Pf, кН

3,0

 

Ркр, кН

4,52

4,43

4,08

3,54

1,11

0,00

0,00


δ, %

1,5

1,4

1,3

1

0,5

0

0


Vt, м/с

3,21

3,67

4,13

4,59

4,71

4,84

4,96


Vд, м/с

3,17

3,62

4,08

4,55

4,69

4,84

4,96


Nкр, кВт

14,31

16,04

16,65

16,09

5, 20

0,00

0,00


gкр, 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:

Ропт = 13,5 кНVопт = 2 м/с

оптимальное значение удельной силы тяги:

Дкр. max = Ркр. max / Gсц = 21/25,4 = 0,83

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

передача

Рном, кН

Vном, м/с

N кр. max, кВт

1

16,84

1,17

19,63

2

13,66

1,64

22,41

3

11,15

2,04

22,72

4

9,10

2,42

22,02

5

3,54

4,55

16,09


- диапазоны по силе тяги между рабочими передачами:

Ркр.1-2 = 3,18 кН;

Ркр.2-3 = 2,51 кН;

Ркр.3-4 = 2,05 кН;

Ркр.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:

ηт=ηцm·ηк·ηкп

где ηц - КПД цилиндрической пары шестерен (ηц = 0,985…0,990);

ηк - КПД конической пары шестерен (ηк = 0,975…0,980);

ηкп - 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.

ηт = 0,99m·0,98·0,98 = 0,9604·0,99m

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

iт

ηT

1

1-2-12-11-17-18-19-20- (21-22-23-24)

6

7,82

0,904

2

1-2-10-9-17-18-19-20- (21-22-23-24)

6

4,03

0,904

3

1-2-8-7-17-18-19-20- (21-22-23-24)

6

2,5

0,904

4

1-2-6-5-17-18-19-20- (21-22-23-24)

6

1,53

0,904

5

1-2-4-3-17-18-19-20- (21-22-23-24)

6

1,0

0,904


2.2 Построение внешней скоростной характеристики автомобиля


Крутящий момент двигателя

, Н∙м

где Ne - эффективная мощность двигателя, кВт;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

 

1000

1400

1800

2200

2600

 

Ne, кВт

66,2

95,6

121

141

154

 

Мк, 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

РК=, кН,

где K - радиус колеса (из табличных данных RK = 0,484 м)

Скорость движения автомобиля

а=0,105, м/с

Сила сопротивления воздуха

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

Рк-Рw, кН

Динамический фактор автомобиля

, кН

где Ga - сила тяжести автомобиля, кН (Ga = 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



nдв, мин-1

1000

1400

1800

2200

2600



Мк, Н∙м

632,21

652,13

641,97

612,07

565,65

1 iт= 7,82

РК, кН

9,23

9,52

9,38

8,94

8,26


Vа, м/с

6,50

9,09

11,69

14,29

16,89


PW, кН

0,129

0,252

0,417

0,623

0,870


Рк-Рw, кН

9,11

9,27

8,96

8,32

7,39


D, кН

0,107

0,109

0,105

0,098

0,087

2 iт=4,03

РК, кН

4,76

4,91

4,83

4,61

4,26


Vа, м/с

12,61

17,65

22,69

27,73

32,77


PW, кН

0,485

0,950

1,570

2,346

3,276


Рк-Рw, кН

4,27

3,96

3,26

0,98


D, кН

0,05

0,047

0,038

0,027

0,012

3 iт=2,5

РК, кН

2,95

3,05

3,00

2,86

2,64


Vа, м/с

20,32

28,45

36,58

44,70

52,83


PW, 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

4 iт=1,53

РК, кН

1,81

1,86

1,83

1,75

1,62


Vа, м/с

33, 20

46,48

59,76

73,05

86,33


PW, 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

5 iт=1,0

РК, кН

1,18

1,22

1, 20

1,14

1,06


Vа, м/с

50,80

71,12

91,44

111,76

132,08


PW, 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 Ψ=0,012

Vа max = 132 м/сVа сред. = 66 м/с

максимальный динамический фактор и критическая скорость движения

DI = 0,109 VI кр = 9,09 м/с

DII = 0,05 VII кр = 12,61 м/с

DIII = 0,02 VIII кр = 20,32 м/с

DIV = - 0,018 VIV кр = 33,20 м/с

DV = - 0,079 VV 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 º

  67,04º

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

 = 15,1º

  12,4º

>; > - 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 º

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

 = 35,0º

> - сползание трактора начнется раньше опрокидывания.

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

 = 45,29 º

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

 = 34,99º

> - сползание автомобиля начнется раньше опрокидывания.

Литература


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

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

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

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

Источник: https://www.bibliofond.ru/detail.aspx?id=806826

Смотрите также:

Автор и герой в эстетической действительности повести Н.Д. Ахшарумова Натурщица
амнистия помилование судимость
Анализ национального богатства Российской Федерации
Д6200 Колодязная ВС Кипрушкина ЕИ Холодильная технология пищевых продуктов биохим и ф-хим основы
ЗАНЯТИЕ 4 ТОНКИЕ ПЛЕНКИ
Методы
Методы медицинской диагностики
Правовое регулирование комиссии по урегулированию конфликта интересов на муниципальной службе: проблемы правоприменения
Расчет нелинейных магнитных цепей (96
Решение Земли расположенные в дачном кооперативе и под фермерским хозяйством имеют разное целевое назначение