Двигатели внутреннего сгорания и базовые тягачи

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

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:

Марка двигателя

Номинальная

Мощность, кВт

Частота вращения

коленчатого

вала, об/мин

Степень

сжатия

ЯМЗ-240

264. 8

2100

16. 5

Рабочий

объем

цилиндров,

дм3

Максимальный

крутящий

момент,

Нм

Число

цилиндров

Удельный

расход

топлива,

г/кВтч

22. 29

1834

12

238

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)

Часовой расход топлива при работе двигателя с регулятором можно приближенно выразить нелинейной функцией мощности

, (17)

где — часовой расход топлива при номинальной мощности;

— коэффициент пропорциональности, для современных дизелей.

Часовой расход топлива при номинальной мощности определяется по следующей зависимости

, (18)

где — удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, принимается по двигателю прототипа,

Регуляторную ветвь характеристики удельного эффективного расхода топлива можно построить, вычислив значения по формуле

, (19)

Безрегуляторные ветви характеристики можно построить, используя следующие зависимости

, (20)

, (21)

, (22)

, (23)

где — степень изменения удельного расхода топлива на безрегуляторной ветви характеристики, для современных дизелей. Величины коэффициентов и для дизелей неразделенной камерой сгорания равны: и.

Построение тяговой характеристики

Тяговая характеристика тягача представляет собой графическое выражение реальных выходных тяговых параметров тягача, определяемых результатами совместной работы колесного и гусеничного движителя, трансмиссии и двигателя.

Тяговую характеристику строят применительно к установившимся режимам работы тягача и при движении его по горизонтальному участку. Тяговую характеристику можно построить путем использования данных испытаний тягача и расчетным путем. В первом случае ее называют экспериментальной, во втором — теоретической тяговой характеристикой.

Более удобно строить тяговую характеристику в четырех квадрантах координатной плоскости. Для этого на листе миллиметровой бумаги формата А3 наносят систему координат, предусмотрев первый квадрант несколько больше остальных. В третьем квадранте размещают регуляторную характеристику двигателя, построенную в функции от крутящего момента двигателя. В четвертом квадранте по горизонтали наносят шкалу силы тяги на крюке и из полюса, смещенного влево от начала координат на величину, строят лучевую диаграмму касательных сил тяги

(24)

откладывая на шкале значения сил тяги на крюке

(25)

(26)

(27)

Во втором квадранте по вертикали наносят шкалу скорости и строят лучевую диаграмму теоретических скоростей

(28)

В первом квадранте по вертикали наносят шкалу буксования и строят кривую буксования, используя приближенные зависимости. Для гусеничных тягачей

(29)

Затем в первом квадранте строят кривые действительных скоростей, используя для расчетов соответствующие значения из кривой буксования

(30)

Далее строят в первом квадранте кривые тяговой мощности для всех передач

(31)

Показатели, полученные при расчете курсовой работы

Таблица 1

Тип ходового

оборудования

Тип рабочего

оборудования

Марка

тягача

,

т

,

т

,

т

,

м

Гусеничное

Бульдозерное

Т-180

30. 125

24. 1

6. 025

0. 23

0. 94

0. 95

Таблица 2

Тип

камеры

сгорания

,

,

,

,

кВт

,

Неразде-

ленная

камера

сгорания

1050

2100

2275

264,8

0,08

0,7

1,05

1,16

0,18

238

Таблица 3

Число

передач

Число

рабочих

передач

Число

транс-

портных

передач

7

5

2

38,09

1,058

29,87

23,43

18,38

14,42

8,53

5,05

Таблица 4

,

,

1,3

1

0,13

0,9

0,93

4

12. 6

Заключение

На сегодняшний день развитие двигателей дорожных машин направлено на обеспечение роста производительности машины, на которой этот двигатель установлен; сокращение энергозатрат на их выполнение; уменьшение затрат труда на изготовление, техническое обслуживание и ремонт двигателя, снижение расхода металла, эксплуатационных материалов; облегчение условий труда персонала и управления двигателем; улучшение экологических характеристик. Достижение более совершенных показателей возможно на основе применения прогрессивных конструктивных схем, рабочих процессов, конструкций систем узлов и деталей.

Список литературы

1. Двигатели внутреннего сгорания и базовые тягачи: Метод. указ. — Чита: ЧитГТУ, 1998. — 31с.

2. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов по спец. «Строительные и дорожные машины и оборудование"/ Хачиян А. С., Морозов К. А., Луканин В. Н. и др.; Под ред. В. Н. Луканина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1985. — 311 с., ил.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой