Определение массы машины в снаряженном состоянии

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 15Следующая ⇒

Если масса машины в снаряженном состоянии m₀ не задана ТЗ, на начальной стадии проектирования она определяется ориентировочно на основе анализа данных по машинам-аналогам с учетом перспективы совершенствования и развития конструкции.

Ориентиром может служить коэффициент грузоподъемности

к_гр= m_гр/m₀

или коэффициент прицепной нагрузки

к_пр= m_пр/(m₀+ m_пр) ,

где m_пр - масса буксируемого прицепа с грузом; m_гр - масса транспортируемого груза.

Можно принимать:

- для гусеничных тягачей к_гр =0,22…0,32; к_пр =0,72…1,0;

- для гусеничных транспортеров-снегоболотоходов к_гр =0,24…0,27;

к_пр =0,39…0,43;

- для транспортеров-тягачей к_гр =0,25…0,5; к_пр =0,2…0,68.

Определение мощности и выбор двигателя

Потребная максимальная свободная мощность двигателя N_св _N определяется из условий равномерного прямолинейного движения машины с грузом без прицепа с максимальной скоростью по сухой горизонтальной дороге с твердым покрытием:

N_св _N = .

Здесь P_{к min} – сила тяги машины в этих условиях движения; V_max - максимальная скорость [м/с]; η₀ - общий КПД машины.

P_к _min = P_f + P_{w max},

где

P_f =( m₀ + m_гр) ∙g∙ψ – сила сопротивления движению со стороны дороги;

P_w _max = k_w∙F∙ - сила сопротивления воздуха при максимальной скорости движения.

Здесь g – ускорение свободного падения; ψ = f + i - общий коэффициентсопротивления дороги прямолинейному движению машины; k_w – коэффициент обтекаемости; F – площадь поперечного сечения машины (лобовая площадь).

Для горизонтальной дороги с твердым покрытием принимают коэффициент сопротивления f =0,03…0,04, а относительный подъем i =0,02…0,03 [2].

В расчетах можно принимать [2] : k_w = 0, 6…0, 7 Н∙с²/м⁴, F=( H- h) ∙B.

Здесь H, h и B – соответственно габаритная высота, дорожный просвет и колея машины (при отсутствии данных следует ориентироваться на машину-аналог).

η₀ = η_м∙ η_гус ,

где η_м – механический КПД трансмиссии, η_гус - КПД гусеницы.

В предварительных расчетах при наличии кинематической схемы трансмиссии принимают КПД цилиндрической пары шестерен и эпициклического планетарного ряда 0,98, конической пары шестерен 0,95…0,97.

При отсутствии кинематической схемы можно принимать η_м = 0,87…0,9

Для оценки КПД гусеницы используются экспериментальные данные. При их отсутствии можно воспользоваться эмпирической зависимостью [2]

η_гус =0,95- 0,005∙V_max,

(если V max в км/ч), или

η_гус = 0,95 – 0,018∙V_max,

(если V_max в м/с).

После определения потребной максимальной свободной мощности N_св _N выбирается двигатель со свободной мощностью большей или равной N_св _N , и в дальнейших расчетах используются его характеристики.

Однако, в большинстве случаев в данных на двигатель фигурирует не свободная мощность, а эффективная мощность N_е, определенная в процессе испытаний двигателя на стенде. В этом случае необходимо учитывать, что часть мощности N_пот будет затрачиваться на работу вентилятора, воздухоочистителя, глушителя выхлопа, гидропривода управления и т.д.

Потребная номинальная эффективная мощность двигателя

N_е _N = N_св _N +N_пот _N.

Ориентировочно N_пот _N =(0,10…0,17) N_св _N,

По каталогу выбирается двигатель с номинальной эффективной мощностью большей или равной N_е _N, и строится его внешняя скоростная характеристика (зависимости эффективной мощности N_е, свободной мощности N_св, свободного крутящего момента М_св, удельного расхода топлива g_e и часового расхода топлива G_Т от частоты вращения вала двигателя n_д).

Если в каталоге отсутствует внешняя скоростная характеристика двигателя, а имеются только данные о номинальной эффективной мощности и расходе топлива при номинальной частоте вращения вала двигателя n_д _N, то при проведении тягового расчета в учебных целях при использовании дизельного двигателя можно использовать следующие зависимости для построения этой характеристики:

- частоты вращения вала двигателя на холостом ходу n_дхх = 1,1∙ n_д _N;