Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КУРСОВАЯ РАБОТА

по разделу: “ Основы теории трактора и автомобиля “

 

 

Выполнил: студент группы

Принял: профессор, доктор технических наук Сидоров В.Н.

 

 

Брянск

Индивидуальное задание для курсовой работы

по курсу "Тракторы и автомобили"

 

Студент Сидоров М.В. Группа М41

Шифр задания по трактору __________14 14 14____________________

Прототип трактора и двигателя __Т-25 Д-21_______________________

2. Число основных передач z______7_____________________________

3. Номинальная частота вращения двигателя n_ен ,об/с_ _29___________

4. Степень сжатия e ___16.50____________________________________

5. Расчетная (теоретическая) скорость трактора

на 1-й передаче, v_тн ,м/c _____1.5___________________________

6. Давление наддува р_к, МПа____--______________________________

7. Основной агрофон для определения параметров трактора:___4_____

8.Агрофон для сравнения:__ ___3________________________________

Дата выдачи "_12_"_сентября__2000 г.

Подпись преподавателя _______________

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

1 Тяговый расчет трактора

1.1 Задачи расчета и исходные данные

1.2 Определение рабочего тягового диапазона

1.3 Определение эксплуатационной массы трактора

1.4 Расчет основных рабочих скоростей

1.5 Определение динамического радиуса ведущих колес

1.6 Расчет передаточных чисел трансмиссии

1.7 Определение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии

1.8 Определение номинальной эксплуатационной мощности двигателя

2 Тепловой расчет двигателя

2.1 Задачи расчета и исходные данные

2.2 Расчетные формулы

2.2.1 Процесс впуска

2.2.2 Процесс сжатия

2.2.3 Процесс сгорания

2.2.4 Процесс расширения

2.2.5 Процесс выпуска

2.2.6 Расчет индикаторных показателей

2.2.7Расчет эффективных показателей и определение основных размеров двигателя

2.3 Построение индикаторной диаграммы двигателя

3 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма

3.1 Расчет усилий действующих в КШМ

3.2 Определение параметров маховика

4.Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя и тяговой характеристики трактора с использованием ПЭВМ

4.1 Подготовка исходных данных для расчета на ПЭВМ

4.2 Расчет регуляторной характеристики двигателя

4.3 Расчет тяговой характеристики

4.4 Построение тяговой характеристики трактора

Литература

Приложение

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ТРАКТОРА

ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Тяговый расчет проводим для определения основных параметров трактора: эксплуатационной массы, расчетных скоростей движения, передаточных чисел трансмиссии и мощности двигателя. Исходными данными для тягового расчета являются: назначение, тип и тяговый класс трактора, и его конструктивный прототип.

Результат тягового расчета используем для подготовки исходных данных для расчета регуляторной характеристики двигателя и тяговой характеристики трактора с применением ПЭВМ.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО РАДИУСА ВЕДУЩИХ КОЛЕС

Динамический радиус r_к ведущих колес колесного трактора при обычных шинах определяем по следующей формуле:

r_к = 0,0254 [0,5d + (0,8...0,85) B]  м, (9)

где d и B - соответственно диаметр посадочного обода и ширина профиля колеса в дюймах.

Принимаем динамический радиус ведущих колес r_к =0,6 м по протатипу.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ (КПД) ТРАНСМИССИИ

Механический КПД трансмиссии учитывает потери на трение, взбалтывание масла и т.п. Он зависит от числа пар зубчатых передач, находящихся в зацеплении, типа шестерен и способа их соединения между собой, от типа промежуточных соединений и муфт сцепления, вязкости и уровня заливаемого масла и других факторов. Часть потерь зависит от значения передаваемых моментов, а другая часть потерь зависит в основном от скорости вращения деталей и почти не зависит от нагрузочного режима.

Для тракторов с колесной формулой 4К2 определяем КПД ветвей трансмиссии, соединяющих маховик с задними  ведущими колесами. Распределение мощности по ведущим мостам зависит от распределения массы трактора по мостам, схемы трансмиссии, почвенного фона, действия на трактор со стороны с.-х. машины, сил и моментов, величины  и других факторов.

Механический КПД ветвей трансмиссии, соединяющих маховик с задними  ведущими колесами представим как

h_трi = h_холh_н = ( 1- x )h_цⁿ h_к^m,                                    (12)

где h_хол и h_н - КПД, учитывающие потери соответственно холостого хода и при работе под нагрузкой;

h_ц и h_к - КПД, соответственно цилиндрической и конической пар шестерен (h_ц=0,985...0,99 и h_к=0,975...0,98);

m и n - соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен, находящихся в зацеплении на данной передаче

x - коэффициент, учитывающий потери холостого хода в трансмиссии (x=0,03...0,05).

Находим КПД трансмиссии для первой и второй передач

h_тр1(1-2) =

Механический КПД привода ВОМ h_вом рассчитываем в соответствии с формулой (12), при этом значение x выбираем по меньшим пределам. Расчет проводится для зависимого привода ВОМ, так как такой привод планируем использовать для технологического модуля.

h_вом = h_холh_н = ( 1- x )h_цⁿ h_пл,                                   (13)

где h_пл - КПД планетарного механизма (h_пл =0,96).

h_вом(1-2) =

 

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В задачи теплового расчета двигателя, прежде всего, входит определение параметров состояния рабочего тела в характерных точках рабочего цикла двигателя и определение энергетических и экономических показателей цикла и двигателя, на основании которых рассчитываем также основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня). Основными исходными данными для расчета являются: номинальная эффективная мощность и соответствующая ей частота вращения коленчатого вала двигателя; степень сжатия; тип камеры сгорания; коэффициент избытка воздуха; вид топлива; расчетные параметры окружающей среды (давление и температура) и ряд других.

Тепловой расчет двигателя выполняем по исходным данным в соответствии с индивидуальным заданием на курсовую работу.

В задании на курсовую работу приводится часть необходимых для теплового расчета исходных данных, остальными задаемся, ориентируясь на прототип двигателя.

Тепловой расчет выполняем на ПЭВМ по программе, составленной на кафедре тракторов и автомобилей.

Среди исходных данных задаемся коэффициентом избытка воздуха a, подогревом заряда на впуске DT степенью повышения давления l_p.

Для номинального режима эти значения принимаем в пределах:

a = 1,3...1,65 - для дизельных двигателей с неразделенной камерой сгорания;

DT = 10...30 К - для дизелей без наддува;

l_p = 1,6...2,5 - для дизелей с неразделенной камерой сгорания.

На величину степени повышения давления влияет режим впрыска топлива, форма камеры сгорания и способ смесеобразования.

При выборе l_p учитываем, что увеличение l_p приводит к уменьшению степени предварительного расширения r. Для большинства дизелей r = 1,2...1,7 (большие значения характерны для раздельных камер сгорания).

Ниже приводятся обозначения величин с указанием их размерности, которые приняты в расчетных формулах. Эти обозначения приводятся, в основном, в том порядке, в каком они встречаются по алгоритму расчета.

 

Таблица 1.

Обозначения	Параметры	Размерность
1	2	3
mO	теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива	кг/кг топлива
МО	теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива	кмоль/кг топлива
М1	количество подаваемого свежего заряда на 1 кг топлива	кмоль/кг топлива
М2	Количество продуктов сгорания на 1кг топлива	кмоль/кг топлива
С	массовая доля углерода в топливе	-
Н	массовая доля водорода в топливе	-
О	массовая доля кислорода в топливе	-
nН	номинальная частота вращения	об/с
рO	расчетное атмосферное давление	МПа
Тс	расчетная температура окружающего воздуха	К
рК	давление после компрессора (на впуске)	МПа
TK	температура после компрессора (на впуске)	К
nK	показатель политропы сжатия в компрессоре	-
Dра	потеря давления на впуске	МПа
TK`	температура на впуске (с учетом подогрева)	К
DT	подогрев свежего заряда на впуске	К
ра	давление в цилиндре в конце впуска	МПа
ТА	температура в конце процесса впуска	К
e	степень сжатия	-
рr	давление в конце процесса впуска	МПа
Tr	температура в конце процесса впуска	К
hV	коэффициент наполнения цилиндров	-
gr	коэффициент остаточных газов	-
n1	показатель политропа сжатия	-
pc	давление в конце процесса сжатия	МПа
Тс	температура в конце процесса сжатия	К
a	коэффициент избытка воздуха	-
mт	молекулярная масса паров топлива	кг/кмоль
m0	химический коэффициент молеку- лярного изменения горючей смеси	-
m	Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
Hи	низшая теплота сгорания топлива	кДж/кг
Нрс	теплота сгорания рабочей смеси	кДж/кмоль
xz	коэффициент использования теплоты в процессе сгорания	-
Сvc	средняя мольная изохорная теплоемкость рабочей смеси	кДж/кмоль
Сvz	средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания	кДж/кмоль
λp	степень повышения давления	-
рz	максимальное расчетное давление в цикле	МПа
Тz	температура в конце процесса сгорания	К
А	коэффициент в уравнении для расчета Тz	кДж/кмоль
B	коэффициент в уравнении для расчета Тz	кДж/кмоль
F	коэффициент в уравнении для расчета Тz	кДж/кмоль
r	степень предварительного расширения	-
n2	показатель политропы расширения	-
d	степень последующего расширения	-
pB	давление в конце процесса расширения	МПа
TB	температура в конце процесса расширения	К
pi	теоретическое среднее индикаторное давление	МПа
pi	среднее индикаторное давление	МПа
pк	плотность заряда на впуске	кг/м
R	газовая постоянная для воздуха	Дж/кгК
hi	индикаторный КПД	-
n	коэффициент полноты индикаторной диаграммы	-
gi	удельный индикаторный расход топлива	г/кВтч

 

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

Формулы приведены по каждому процессу, составляющему действительный цикл ДВС, а также для расчета индикаторных показателей. Обозначения величин, входящих в формулу, и их размерности приведены выше.

Процесс впуска

Процесс впуска является сложным газодинамическим процессом, на протекание которого оказывает влияние большое количество факторов. При расчете определяем давление и температура рабочего тела в конце процесса впуска, а также коэффициент остаточных газов и коэффициент наполнения цилиндров.

p_a = p_к - Dp_a                                                  (17)

Величина потерь давления на впуске зависит от параметров впускаемого тракта и быстроходности двигателя и лежит в пределах:

Dp_a = (0,04...0,18)p₀ - для дизельных двигателей без наддува.

На ПВЭМ Dp_к рассчитываем по эмпирической формуле: для дизельных двигателей без наддува

Dp_a = (0,01 + 3 ×10 ^-3 n_н) p₀                           (18)

При этом для дизельных двигателей без наддува принимаем:

p₀= 0,1МПа, Т_к = Т₀= 288К.

Т’_к = Т_к + DТ                                                 (19)

                                  (20)

                                       (21)

                                       (22)

Значениями p_r и T_r входящими в формулы (20)...(22) предварительно задаемся:

p_r = (1,05...1,25) p₀ - для двигателей без турбонаддува;

Т_r= 700...950К - для дизельных ДВС.

При этом большие значения p_r принимаем для высокооборотных двигателей. Задаваясь величиной Тr, учитываем, что при увеличении степени сжатия она снижается, а при увеличении оборотов - возрастает. Величина Т_r корректируется после расчета процесса выпуска.

 

Процесс сжатия

При расчете процесса сжатия определяем давление и температуру в конце процесса сжатия, полагая, что сжатие представляет собой политропный процесс с показателем политропы n₁.

p_c = p_a e                                                                          (23)

Т_с = Т_аe                                                                    (24)

Величина среднего значения показателя политропы n₁ зависит от степени сжатия, быстроходности двигателя, теплообмена и других факторов. Для дизельных двигателей его значение лежит в пределах:

n₁ = 1,34...1,39.

В программе расчета на ПЭВМ для определения n₁, используем эмпирические формулы:

для дизельных двигателей

n₁=1,368-[1,5×10^-4+2×10^-6(e-1)](T_а-400)-1,5×10^-3(e-10)+0,002*(n_ен-30) (27)

 

Процесс сгорания

В процессе сгорания достигаются максимальные значения давления и температуры рабочего тела в цикле, определение которых и составляет основную задачу расчета процесса сгорания.

При расчете учитываем состав топлива и качество горючей смеси, а также способ смесеобразования, который влияет на выбор степени повышения давления l_р.

                                    (26 )

                                    (27)

                                                       (28)

 , при a< 1                   (29)

 , при a>=1                      (30)

                                                         (31)

                                         (32)

(33)

                                       (34)

Температуру в конце видимого процесса сгорания Тz определяем из уравнения сгорания, которое имеет вид:

x_Z H _р.см + (С_vc + 8,314l_p) Т_c = m (С_vz + 8,314)Т_z                          (35)

После подстановки приближенных эмпирических выражений для теплоемкостей:

C_Vc= 20,16 + 1,728 10^-3 Т_с ;                                   (36)

C_Vz=(18,4+2,6a)+(1,549+1,382/a)10^-3Т_z, при a< 1; (37)

C_Vz=(20,10+0,92/a)+(1,549+1,382/a)10^-3Т_z, при a>1;   (38)

уравнение сгорания приводим к виду

АT_z² + ВТ_z + F = 0 .                                               (39)

От­сю­да:

                                                (40)

где, коэффициенты определяются выражениями:

A = (1,549 + 1,382/a)10^-3 ;

B = (28,414 + 0,92/a)m ;                                                  (41)

F = -(0,82H_рс + 20,16 Т_c+ 8,314 Т_c l_p + 1,728T_c²10 ^–3)

р_z = l_р p_с - для дизельных ДВС                            (42)

r = m Т/ l _р Т_c.                                                                                                 (43)

Процесс расширения

При расчете полагается, что расширение является политропным процессом с постоянным показателем политропы n₂.

р_в=р_z/d                                                                 (44)

                                                         (45)

Значение среднего показателя политропы n₂ , также как и n₁ , зависит от многих факторов и лежит в пределах:

n₂ =1,24...1,30 - для дизельных ДВС.

В программе расчета их находим по эмпирическим формулам:

n₂ = 1,263 - 2,6*10^-5 (T_z - 2000) + 4*10^-4 d+ 0,028( a - 1) (46)

 

Процесс выпуска

Значениями давления р_b и температуры Т_b в конце процесса задаем на начальной стадии теплового расчета.

Проверку ранее принятой температуры остаточных газов производим по формуле:

                                                                  (47)

Если полученное по этой формуле значение Т_r существенно отличается от принятого ранее (dT_r > 10%),то корректируем расчет процессов цикла при уточненном значении Т_r , принятом предварительно в разделе 2.2.1.

В программе расчета величина отклонения Т_r допускается не более 10К.

 

ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА НА ПЭВМ

 

По результатам тягового расчета трактора и теплового расчета двигателя готовятся исходные данные для расчета на ПЭВМ регуляторной характеристики двигателя и тяговой характеристики трактора и сводятся в таблицу 9.

 

Таблица 9. Исходные данные для расчета на ПЭВМ.

	Наименование	Обозначение	Единицы измерения	Величина
1	Номинальная мощность двигателя	Nен	кВт	17,1
2	Номинальная частота вращения	nен	об/мин	29
3	Номинальный удельный расход	gен	г/кВт ч	250
4	Мощность снимаемая с ВОМ	NВОМ	кВт	4
5	КПД трансмиссии	hтр
6	КПД привода ВОМ	hвом
7	Радиус ведущего колеса	rk	м	0,6
8	Количество передач	z		7
9	Передаточные числа трансмиссии	iтр		72
10	Масса трактора	mэ	т	1,492
11	Коэффициент сцепления	jсц		0,8
12	Коэффициент качения	f		0,06
13	Коэффициент сцепной массы	lк		0,77

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по разделу: “ Основы теории трактора и автомобиля “

 

 

Выполнил: студент группы

Принял: профессор, доктор технических наук Сидоров В.Н.

 

 

Брянск

Индивидуальное задание для курсовой работы

по курсу "Тракторы и автомобили"

 

Студент Сидоров М.В. Группа М41

Шифр задания по трактору __________14 14 14____________________

Прототип трактора и двигателя __Т-25 Д-21_______________________

2. Число основных передач z______7_____________________________

3. Номинальная частота вращения двигателя n_ен ,об/с_ _29___________

4. Степень сжатия e ___16.50____________________________________

5. Расчетная (теоретическая) скорость трактора

на 1-й передаче, v_тн ,м/c _____1.5___________________________

6. Давление наддува р_к, МПа____--______________________________

7. Основной агрофон для определения параметров трактора:___4_____

8.Агрофон для сравнения:__ ___3________________________________

Дата выдачи "_12_"_сентября__2000 г.

Подпись преподавателя _______________

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

1 Тяговый расчет трактора

1.1 Задачи расчета и исходные данные

1.2 Определение рабочего тягового диапазона

1.3 Определение эксплуатационной массы трактора

1.4 Расчет основных рабочих скоростей

1.5 Определение динамического радиуса ведущих колес

1.6 Расчет передаточных чисел трансмиссии

1.7 Определение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии

1.8 Определение номинальной эксплуатационной мощности двигателя

2 Тепловой расчет двигателя

2.1 Задачи расчета и исходные данные

2.2 Расчетные формулы

2.2.1 Процесс впуска

2.2.2 Процесс сжатия

2.2.3 Процесс сгорания

2.2.4 Процесс расширения

2.2.5 Процесс выпуска

2.2.6 Расчет индикаторных показателей

2.2.7Расчет эффективных показателей и определение основных размеров двигателя

2.3 Построение индикаторной диаграммы двигателя

3 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма

3.1 Расчет усилий действующих в КШМ

3.2 Определение параметров маховика

4.Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя и тяговой характеристики трактора с использованием ПЭВМ

4.1 Подготовка исходных данных для расчета на ПЭВМ

4.2 Расчет регуляторной характеристики двигателя

4.3 Расчет тяговой характеристики

4.4 Построение тяговой характеристики трактора

Литература

Приложение

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ТРАКТОРА

ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Тяговый расчет проводим для определения основных параметров трактора: эксплуатационной массы, расчетных скоростей движения, передаточных чисел трансмиссии и мощности двигателя. Исходными данными для тягового расчета являются: назначение, тип и тяговый класс трактора, и его конструктивный прототип.

Результат тягового расчета используем для подготовки исходных данных для расчета регуляторной характеристики двигателя и тяговой характеристики трактора с применением ПЭВМ.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧЕГО ТЯГОВОГО ДИАПАЗОНА

 

Тяговый диапазон проектируемого трактора на основных передачах охватывает всю сумму нагрузок в соответствии с агротехническими требованиями, предъявляемыми к трактору данного тягового класса, и некоторую часть нагрузок, относящихся к тяговой зоне соседних с ним классов. Каждому из классов типажа соответствует определенная номинальная сила тяги. Типаж тракторов допускает отклонение силы тяги от номинальной для колесных тракторов 20...25% [5]. Увеличение силы тяги учитывается введением коэффициента расширения тяговой зоны трактора e_т. По заданию

 (1)

где P_.н - номинальная сила тяги на крюке предыдущего по тяговому классу, кН.

Силу тяги F_{кр.н. ,} развиваемую на высшей передаче определяем по формуле: P_кр.н. =                                              (2)

где сила тяги, развиваемая трактором на высшей передаче основной группы передач при номинальной загрузке двигателя определяем;

диапазон тяги.

Для современных сельскохозяйственных универсально-пропашных тракторов d_т= 2...2,4 [6].