грунте β = 1,36…1,54, на супесчаном β= 1,54…1,71), ∑R - нормальная ре-
акция грунта на все колеса ЗТМ, R – нормальная реакция грунта на ведущие колеса ЗТМ.
Откладывают найденное значение Pf влево от точки О, которая будет началом координат окружной силы Pк.
4.Во втором квадранте размещают регуляторную характеристику двигателя, перестроенную в функции крутящего момента Ме..
5. В первом квадранте строим график, устанавливающий зависимость крутящего момента двигателя Ме от окружной силы колесного движителя Pк
(луч Pк).
6. Строят основную зависимость тяговой характеристики ЗТМ – кривую действительной скорости движения Vд в функции силы тяги Т. Для этого задаются текущим значением силы тяги Тi, откладывают его на графике (отрезок Оа1) и восстанавливают перпендикуляр из точки а1 до пересечения с лучом Pк. Через полученную точку а3 проводят горизонталь до пересечения с кривыми регуляторной характеристики двигателя (точки а4, а5, а6). Проецируя точку а6 на ось абсцисс, по шкале ne находят число оборотов коленчатого вала двигателя, соответствующее принятому значению силы тяги.
Определив значение коэффициента буксования (отрезок а1, а2), которое соответствует той же силе тяги, по формуле:
V |
= 0,377 |
nerc |
1− |
δ |
|
, км/ч, |
(П. 4) |
|
|
|
|||||
д |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
iм |
|
|
|
||
Подсчитывают значение искомой действительной скорости движения ЗТМ. Это значение Vд обозначено на графике тяговой характеристики точкой а7. Выполнив указанные построения и расчеты и получив достаточное количество точек, строят кривую Vд = Vд (Т).
Для определения минимального значения Vд прежде всего необходимо установить величину максимальной силы тяги по сцеплению колесного движителя с грунтом Тφ, а затем выявить значение максимальной силы тяги Тм max, которая может быть получена на данной передаче при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента Ме mах.
Проецируя точку е1, расположенную на кривой коэффициента буксования и соответствующую φ = 100%, по величине отрезка Ое2 находим значение Тφ.
Через конец отрезка Ов1 (точку в1) , определяющего значение максимального крутящего момента двигателя Ме мах, проводим горизонталь до пересечения с лучом Рк (точка в2) и кривыми регуляторной характеристики двигателя. После этого через точку в2 проводим вертикаль до пересечения с осью абсцисс первого квадранта (точка в3) и с кривой δ (точка в4).
141
Тогда по величине отрезка Ов3 определяем силу тяги ЗТМ Тм max, соответствующую работе двигателя на режиме максимального крутящего момента, а по величине отрезка в3 в4 – степень буксования колесного движителя при том же режиме работы двигателя.
В данном случае Тм max< Тφ, поэтому минимальная действительная скорость движения землеройно-транспортной машины может быть вновь подсчитана по приведенной выше формуле, если в неё подставить минимальное число оборотов коленчатого вала двигателя пем и значение коэффициента буксования колесного движителя δ, определяемого отрез-
ком в3 в4.
Как уже отмечалось, когда имеет место неравенство ТМе max > Tφ, то остановка ЗТМ при перегрузке происходит вследствие полного буксования колесного движителя. Напомним, что в данном случае кривая Vд будет пересекать ось абсцисс в точке е2 и поэтому Vд min = 0 при силе тяги, обусловливаемой сцеплением колесного движителя с грунтом.
7. Строим |
основную зависимость тяговой характеристики – кри- |
вую часового |
расхода топлива GТ в функции силы тяги Т. |
Часовой расход топлива при силе тяги Тi, может быть найден, если точку а4 спроецировать на ось абсцисс второго квадранта, а затем найденное значение Gе отложить в первом квадранте (отрезок а1 а8). При этом считаем, что масштабы шкал Gе и GT одинаковы, а их началом является точка О. Попутно заметим, что при построения данной и прочих зависимостей тяговой характеристики ЗТМ точка О будет служить началом отсчета всех шкал. Определение крайних и промежуточных значений GT производится аналогично. Кривую GT = GT (Т) строим по точкам.
8. Построение производных зависимостей тяговой характеристики NТ, gТ и ηТ производится аналогично рассмотренному выше методу. Так, кривая тяговой мощности строится по точкам, которые определяются расчетом по формуле
NТ = |
Т VД л.с. |
(П. 5) |
|
270 |
|
|
|
путем последовательной подстановки различных значений |
Т и соот- |
||
ветствующих им величин VД. |
|
|
|
При силе тяги Тi значение NТi определяется отрезком а1а9. Кривая зависимости удельного расхода топлива gТ от силы тяги ЗТМ строится с
помощью формулы |
|
||
gТ = 1000 |
GТ |
г/л.с ч. |
(П. 6) |
|
|||
|
NТ |
|
|
Например, для режима работы Тi значение GТi определяется отрезком а1а8, а величина NТi – отрезком а1а9. Их отношение, представленное отрезком
142
а1а10 в соответствующем масштабе, выражает удельный расход топлива при работе ЗТМ на режиме Тi. Кривую зависимости тягового КПД от силы тяги ЗТМ строим, применяя формулу
η |
|
= |
NТ , |
(П. 7) |
|
Т |
Ne |
|
|
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
при этом тяговую мощность ЗТМ при работе на режиме Тi находим по величине отрезка а1а9 с учетом масштаба шкалы NТ, а соответствующую мощность двигателя – по шкале Nе второго квадранта путем проецирования на нее точки а5. Значение ηТ для рассматриваемого режима работы ЗТМ обозначено отрезком а1 а11.
2.Аналитический способ построения тяговой характеристики
Для возможности построения тяговой характеристики ЗТМ аналитическим методом наряду с ранее перечисленными исходными данными необходимо располагать уравнениями кривых пе = пе(Ме) и Gе = Gе(Ме).
Рис. П.2. Форма регуляторной характеристики двигателя, применяемая для построения тяговой характеристики [5]
Рассмотрим приближенный аналитический метод построения тяговой характеристики ЗТМ [5], имеющей двигатель с всережимным регулятором.
Целесообразно отметить, что этот метод построения тяговой характеристики является единственно возможным, если нет регуляторной характеристики двигателя, а известны только его некоторые параметры: число оборотов коленчатого вала при холостом ходе пех, номинальное чис-
143
ло оборотов коленчатого вала двигателя пен, число оборотов коленчатого вала при максимальном крутящем моменте двигателя пем, номинальный крутящий момент двигателя Мен и максимальный крутящий момент Ме max.
1. Построение основной зависимости тяговой характеристики ЗТМ – кривой действительной скорости движения Vд в функции силы тяги Т.
На регуляторной характеристике двигателя (рис. П. 2), построенной в функции крутящего момента Ме, кривую изменения числа оборотов коленчатого вала пе с достаточной степенью точности можно заменить двумя прямыми а1а2 и а2а3. Тогда при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики справедливо уравнение
tgα = |
nex − neн |
= С1 |
, |
(П. 8) |
|
|
|
||
|
Meн |
|
|
|
а число оборотов коленчатого вала двигателя пе, соответствующее крутящему моменту Ме, может быть определено из выражения
n = n |
− C M |
. |
(П. 9) |
|
e |
ex |
1 |
e |
|
Окружная сила движителя равна |
|
|
||
Pк = Pf |
+ T = |
Mе iм ηм |
(П. 10) |
|
rc |
|
|
||
|
|
|
|
|
Связь числа оборотов коленчатого вала двигателя с окружной силой колесного движителя определится, если в полученное выражение (П. 9) подставить значение Ме, воспользовавшись формулой (П. 10):
|
|
ne = nex − C1 |
(T + Pf )rc |
|
. |
|
|
|
|
|
(П. 11) |
|||||
|
|
|
i η |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Когда двигатель работает на безрегуляторной ветви характеристи- |
||||||||||||||||
ки, то аналогичным образом можно получить уравнения |
|
|||||||||||||||
|
|
neн − neм |
|
|
; n = n |
− C |
(М |
|
− М |
|
) |
(П. 12) |
||||
tgβ = |
|
|
= С2 |
e |
eн |
2 |
|
е |
|
ен |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Me max − Meн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
или |
|
|
(T + Pf |
)rc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
(П. 13) |
|||||
ne |
= neн − C2 |
|
|
|
|
|
− М ен |
|
|
|
|
|
|
|||
|
iмηм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Имея в виду выражения (П.10) и (П.8), получим формулы для по-
строения действительной скорости движения ЗТМ: |
|
|
|||||||||||||
при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики |
|
||||||||||||||
|
r |
|
(T + P |
)r |
|
|
|
T |
|
|
T |
|
n |
км/ч |
(П. 14) |
|
c |
|
f |
c |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Vд = 0,377 |
|
nex −C1 |
|
|
1 |
− A |
|
|
+ B |
|
|
|
|
|
|
iм |
iмηм |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
R |
|
R |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при работе двигателя на безрегуляторной ветви характеристики
V = 0,377 |
r |
n − C |
|
(T + P )r |
||
c |
|
|
f c |
|||
iм |
2 iмηм |
|||||
д |
eн |
|||||
|
|
T |
T |
n |
км/ч |
(П. 15) |
||||
|
|
|
||||||||
− Мен 1 |
− A |
|
|
+ B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
R |
|
R |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
144
2. Построение основной зависимости тяговой характеристики ЗТМ – кривой часового расхода топлива GТ в функции силы тяги Т.
На регуляторной характеристике двигателя кривую изменения часового расхода топлива заменяем двумя, прямыми b1b2 и b2b3. Тогда при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики будет справедлива зависимость
tgγ = |
Gен − Gеx |
= C . |
(П. 16) |
|
|||
3 |
|
||
|
Mен |
|
|
Следовательно, часовой расход топлива |
|
||
GT = Gex + C3Me |
(П. 17) |
||
или, подставляя значение Ме, определяемое выражением (П.8), получим формулу для расчета СT на регуляторной ветви характеристики:
GT = Gex + C3 |
(T + Pf )rc |
кг. |
|
|
(П. 18) |
|||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
i |
η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м м |
|
|
|
|||
На безрегуляторной |
ветви |
характеристики |
двигателя |
ана- |
||||||
логичным образом получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tgθ = |
Gен − Gем |
|
= C4 . |
|
|
(П. 19) |
||||
Mе max − Meн |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Окончательная формула для расчета СТ на безрегуляторной вет- |
||||||||||
ви характеристики будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(T + Pf |
)rc |
|
|
кг. |
|
(П. 20) |
|||
GT = Geн + C4 |
|
|
|
|
− Мен |
|
|
|
||
iмηм |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3.Построение производной зависимости тяговой характеристики
–кривой тяговой мощности NТ в функции силы тяги Т.
Чтобы получить расчетную формулу, необходимо в уравнение
NT |
= |
T Vд |
подставить значение VД сначала из уравнений (П.14), а затем |
270 |
|
||
|
|
|
из выражения (П.15). Тогда получим окончательные расчетные уравнения для определения тяговой мощности землеройно-транспортной машины:
при работе двигателя на регулярной ветви характеристики
r NT = 0,0014T ic
м
nex
|
(T + P |
)r |
|
|
T |
T |
n |
л.с. |
(П. 21) |
||||
|
f |
c |
|
|
|
|
|
||||||
−C1 |
|
|
1 |
− A |
|
|
+ B |
|
|
|
|
|
|
iмηм |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
R |
|
R |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при работе двигателя на безрегуляторной ветви характеристики
N |
|
= 0,0014T |
rc |
n |
−C |
|
(T + Pf )rc |
|
|
|
|
||||
|
T |
|
iм eн |
|
2 |
iмηм |
|
|
|
|
T |
T |
n |
л.с. |
(П. 22) |
||||
|
|
|
|
||||||||
− М |
ен 1 |
− A |
|
|
+ B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
R |
|
R |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Построение производной зависимости тяговой характеристики – кривой удельного расхода топлива gT на одну тяговую лошадиную силу в час в функции силы тяги Т.
Для этой цели воспользуемся формулой (П.9) 145