Задачі, які розв’язуються за допомогою універсальної динамічної характеристики автомобіля.

V_p, км/год

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Задача1. Визначити максимальну швидкість автомобіля V_max, яку може розвинути автомобіль в заданих дорожніх і навантажувальних умовах, якщо відомо, що Ψ = ,
Г = , Г = .

Для розв’язку задачі використовуємо рівність 2.5 [1].

. ( )

Проводимо вертикаль, яка відповідає заданому Г і знаходимо точку перетину з лініями однакового D. Через знайдену точку проводимо горизонталь до перетину з кривими динамічної характеристики. Точка перетину горизонталі вкаже яку максимальну швидкість може розвинути автомобіль в заданих дорожніх і навантажувальних умовах, якщо через цю точку опустити горизонталь на шкалу швидкості.

V_max = , при Ψ = , Г =

Задача 2. Визначити максимальний підйом і_m, який може подолати автомобіль при встановленому русі на заданій передачі, якщо відомо, що
f = , Г = , Г = , (передача ______ ).

Для розв’язку задачі використовуємо рівняння 2.5 [1].

, звідки , ( )

де D_m – максимальне значення динамічного фактора визначене графічно для заданої передачі D^ІІ_m = .

Проводимо

i^ІІ_m = , при f = Г =

Отже, максимальний підйом, який може подолати автомобіль при встановленому русі на другій передачі становить _____.

Задача 3. Визначити максимальне прискорення j_max, яке може розвинути автомобіль на заданій передачі, якщо відомо Ψ = , Г = , Г = , (передача ___ ).

Задачу розв’язуємо з умови:

. ( )

Звідки , ( )

де j – прискорення поступального руху, м/с²;

δ_вр – коефіцієнт, що враховує обертальні маси, при розрахунку сил інерції.

, ( )

де і_к – передаточне число коробки передач на заданій передачі, і_к = [1];

, ( )

де і_тр – передаточне число трансмісії на заданій передачі;

і₀ – передаточне число головної передачі.

і_к = ––––––––– =

δ_вр =

j_max = ––––––––––––– = , при Ψ = , Г =

Отже, максимальне прискорення, яке може розвинути автомобіль на заданій ______ передачі становить

j_max = , при Ψ = , Г = .

Задача 4. Визначити максимальну вагу причепа G_п_max, який може буксирувати автомобіль на заданій (наприклад _____) передачі, якщо відомо що Ψ = , вага вантажу G_г, що перевозить автомбіль.

, ( )

де m_г – маса вантажу, що перевозить автомобіль, кг.

G_г =

Задачу розв’язуємо з врахуванням умови

, звідки , ( )

де D_п_m – динамічний фактор визначений графічно для заданої передачі.

Г = –––––––––– =

Вагу причепа визначаємо за формулою на ст. 64 [1].

де G_a – вага автомобіля.

Навантажений автомобіль

G_п_m =

Порожній автомобіль

;

G_п_m =

Отже, максимальна вага причепа, яку може буксирувати автомобіль на заданій _______ передачі становить .

Аналіз впливу експлуатаційних і конструктивних факторів на продуктивність і паливну економічність тракторів і автомобілів.

Задача 1. Оцінити вплив ступеня завантаження двигуна на паливну економічність трактора при виконанні польових робіт.

Для тракторного двигуна будуємо регуляторну характеристику, криві N_e i G_т. Проводимо горизонталь, що відповідає потужності, яка споживається N_с при коефіцієнті завантаження Х_э = 0,58.

, звідки ,

де N_e_н – номінальна потужність двигуна, кВт;

N_с =

На коректорній гілці кривої N_e знаходимо точку N'_ен, яка відповідає Х_э = 0,85, тобто .

Звідки

З точки що відповідає N'_ен будуємо регуляторні гілки N_e i G_т паралельно раніше побудованим. Знаходимо значення погектарної витрати палива на граничному і частковому швидкісних режимах, опустивши вертикаль на криві G_т з точки перетину N'_ен і N_ен з N_с.

G^г_т – значення витрати палива на граничному швидкісному режимі, кг/год, G^г_т =

G^ч_т – значення витрати палива на частковому швидкісному режимі, кг/год, G^ч_т =

Визначаємо зміну погектарної витрати палива

Q = ––––––––––––– = ––––––––––––––––– =

При переході з ____________________ на ____________________ швидкісний режим погектарна витрата палива ____________________________.

Задача 2. Визначити значення потужності двигуна і продуктивності трактора з серійним двигуном і двигуном постійної потужності (ДПП) при переході від постійного навантаження до змінного.

Для тракторного двигуна будуємо регуляторну характеристику (криву М_д) використовуючи дані таблиці 1.

Криву М_д для ДПП будуємо при таких умовах:

а) регуляторні гілки обох двигунів співпадають;

б) коректорну гілку М_д будуємо штриховою лінією використовуючи дані таблиці _______.

Таблиця ______ – Дані для побудови коректорної гілки М_д для ДПП

, %	100	80	70	60
, хв^-1
, %	100	100	100	88
, кВт
, кН∙м

Визначаємо крутний момент для ДПП як це робили в першій частині курсової роботи, а дані заносимо в таблицю _______.

На сумісній регуляторній характеристиці наносимо середнє значення моменту опору М_дс і криву коливань моменту приблизно у вигляді синусоїди з амплітудою ΔМ_д.

, ( )

де М_дн – крутний момент при номінальному режимі роботи двигуна, кН∙м.

М_дс = 0,85.

ΔМ_д = 0,25∙М_дн =

Визначаємо середнє значення потужності з формули 6.18 [1].

, , ( )

де n_дс – середнє значення обертів колінчастого вала двигуна визначене графічно, хв¹,
n_дс = .

Визначаємо середні значення обертів колінчастого вала двигуна для серійного двигуна і ДПП.

, , ( )

де n_д_max – максимальне значення обертів колінчастого вала двигуна визначене
графічно, хв¹, n_д_max = .

n^с_д_min, n^п_д_min, – мінімальні значення обертів колінчастого вала двигуна відповідно для серійного двигуна і ДПП, хв¹, n^с_д_min = , n^п_д_min = .

n^с_д_с = ––––––––––––––– = ; n^п_д_с = ––––––––––––––– = .

Визначаємо потужності при змінному навантаженні для серійного двигуна і ДПП.

; ;

N'_е_с = –––––––––––––– = ; N'_е_п = –––––––––––––– = .

Визначаємо продуктивність трактора за формулою 6.8 [1].

де N_е – ефективна потужність двигуна, кВт;

η_т – тяговий ККД трактора;

К₀ – питомий опір руху машини, що агрегатується з трактором.

Для розрахунків значення η_т і К₀ можна прийняти сталими і продуктивність залежить тільки від N_е.

Визначаємо змінну продуктивність трактора, який працює з серійним двигуном і ДПП.

–––––––––––––––– =

При переході від постійного тягового навантаження до змінного продуктивність трактора з серійним двигуном ____________________________ а ДПП ___________________________________.

Задача 3. Співставити значення продуктивності і паливної економічності автомобілів з карбюраторним і дизельним двигунами, що мають однакові значення номінальної потужності і відповідної частоти обертання колінчастого вала двигуна.

На автомобілі _________________________________________ встановлений двигун ____________________________________. Для розв’язання цієї задачі використовуємо дані таблиці 2.2 [1] для альтернативного двигуна тобто _______________________________.

Таблиця _______ – Швидкісна характеристика __________________________ двигуна

, %	20	40	60	80	100
, хв^-1
, %					100
, кВт
, кН∙м

Крутний момент визначаємо для альтернативного двигуна ____________________ так саме, як це робилося в перших частинах курсової роботи, а дані заносимо в таблицю ______.

Для визначення динамічного фактора автомобіля з ___________________ двигуном використовуємо такі формули і порядок розрахунку як і в другій частині курсової роботи а дані заносимо в таблицю _________ .

Таблиця ______ – Дані для побудови кривих динамічного фактора

При розрахунку динамічного фактора в цій задачі враховуємо повну вагу автомобіля G.

, ( )

де m – повна маса автомобіля, кг.

G =

Після побудови кривих динамічного фактора і необхідних доповнень для обох автомобілів визначаємо значення швидкості руху. Отже

V_max = ; V^к_min = ; V^д_min = .

Визначаємо середню швидкість руху автомобіля з _______________ двигуном за формулою 2.30 [1].

, ( )

де S – протяжність маршруту, км;

S_і – частина маршруту, що проходиться з різними швидкостями, км

V_і – швидкість руху на маршрутах, км/год.

––––––––––– =

Визначаємо середню швидкість руху автомобіля з ___________________ двигуном аналогічно

––––––––––– =

Визначаємо продуктивність автомобіля за формулою 6.1 [1].

, ( )

де М_г – маса вантажу що перевозить автомобіль, кг;

V_с – середня швидкість руху автомобіля, км/год.

В даному випадку М_г = const, отже продуктивність автомобіля залежить тільки від середньої швидкості. При порівнянні швидкості руху автомобілів з різними двигунами і встановлюємо зміну продуктивності.

= ––––––––––––––– =

При заміні на автомобілі ________________ двигуна на _______________ продуктивність автомобіля ___________________________ на _____________.

Паливну економічність визначаємо з співвідношення

, ( )

де γ – щільність палива, г/см³, для карбюраторних двигунів γ^к = 0,73 г/см³, для дизельних двигунів γ^д = 0,83 г/см³;

g_e – питома витрата палива, г/кВт∙год,

для карбюраторних двигунів g^к_e = 300...320 г/кВт∙год, приймаємо g^к_e =

для дизельних двигунів g^д_e = 200...240 г/кВт∙год, приймаємо g^д_e =

В даній задачі для обох автомобілів значення Ψ, G, P_w, η_тр = const.

При заміні на автомобілі ________________ двигуна на _______________ витрата палива ______________________________________________________.

Задача 4. Визначити на скільки відсотків зміняться значення оптимального тягового зусилля трактора Р_то, оптимальної дійсної швидкості V₀, продуктивності W_т і питомої витрати палива Q_т за таких умов:

а) збільшення зчіпної ваги трактора на 10%; (λ_к, G)

б) зміна грунтового фону; (f, φ)

в) відбір 20% потужності на привід робочих органів машини; (N_н)

г) збільшення потужності двигуна на 10...20%; (N_н)

д) застосування на тракторі альтернативної ходової системи (а, b, f, φ, λ_к, G)

При розрахунках враховуємо зміни величин, які вказані в дужках і користуємося формулами: Р_то – (6.39); V₀ – (6.37); δ – (6.38); W_т – (6.8); Q_т – (6.9) [1].

Для розрахунку Р_то варіантів а, в, д і заданого використовуємо програму ЕОМ а дані заносимо в таблицю _______ .

Таблиця _____ – Результати розрахунків на ЕОМ

Варіанти	G	a	B	λ_к	φ	f	[δ]	Р_то	δ	Р_т[δ]
Варіанти	R₀	B	F₂	A	T₂	W	D	F6	F7	F8
Контр.	33	0,13	0,13	0,75	0,7	0,09	0,135	10,8	8,131	11,0
Заданий
а
б
д

По вказаних формулах для певних величин проведемо розрахунок.

Заданий варіант.

Розраховуємо оптимальну швидкість руху трактора

, ( )

де Р_то – значення оптимального тягового зусилля трактора визначене за допомогою
ЕОМ, кН.

V₀ = –––––––––––––––––––– =

Визначаємо значення тягової потужності за формулою 6.26 [1].

, ( )

де δ₀ – коефіцієнт буксування, який відповідає Р_то визначений на ЕОМ.

N_т = –––––––––––––––––––– =

Визначаємо продуктивність агрегата

де К₀ – загальний питомий опір машини що агрегатується, К₀ = const.

W_т = N_т =

Визначаємо питому витрату палива

, ( )

де G_то – значення годинної витрати палива на оптимальній передачі визначене графічно, кг/год, G_то = .

Q_т = ––––––––––– =

Величини, які необхідно визначати для інших варіантів розраховуємо аналогічно, як для заданого варіанту з врахуванням змін.

Варіант а.

V₀ = –––––––––––––––––––––––– = ; Q_т = ––––––––––––––– = ;

N_т = –––––––––––––––––––––––– = ; W_т =

Визначаємо відсотки змін величин по варіанту а в порівнянні з заданим варіантом

, ( )

де Р^а_то – значення оптимального тягового зусилля трактора по варіанту а, визначене за допомогою ЕОМ, кН;

Р^з_то – значення оптимального тягового зусилля трактора по заданому варіанту, визначене за допомогою ЕОМ, кН.

Р_то = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні зчіпної ваги трактора на 10% оптимальне тягове зусилля ______________________________ на _____________________ .

, ( )

де V^з₀ – швидкість руху трактора для заданого варіанту, км/год;

V^а₀ – швидкість руху трактора для варіанту а, км/год.

V₀ = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні зчіпної ваги трактора на 10% швидкість руху трактора _________________________________ на ___________.

, ( )

де W^з_т – продуктивність трактора для заданого варіанту, га/зм;

W^а_т – продуктивність трактора для варіанту а, га/зм.

W_т = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні зчіпної ваги трактора на 10% продуктивність агрегата _________________________________ на ___________.

, ( )

де Q^з_т – питома витрата палива для заданого варіанту, кг/га;

Q^а_т – питома витрата палива для варіанту а, кг/га.

Q_т = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні зчіпної ваги трактора на 10% питома витрата палива _________________________________ на ___________.

Основні розрахунки і розрахунки відсотків по інших варіантах проводимо аналогічно з врахуванням змін, а дані заносимо в таблицю ________ .

Таблиця _______ – Результати розрахунків по варіантах і відсоток змін величин (+ збільшення, – зменшення) в порівнянні з заданим варіантом.

Варіант

N_ен, кВт

G, кН

Р_то, кН

Р_то, %

V₀, км/год

V₀, %

N_т, кВт

N_т, %

Q_т, кг/га

Q_т, %

W_т, га/зм

W_т, %

Зад.

Варіант б.

V₀ = ––––––––––––––– = ; Q_т = ––––––––––––––– = ;

N_т = ––––––––––––––– = ; W_т =

Визначаємо відсотки змін для варіанту б.

Р_то = –––––––––––––––––––– =

При зміні грунтового фону з _________________________________ на _____________ _______________________ оптимальне тягове зусилля трактора _______________________ .

V₀ = –––––––––––––––––––– =

При зміні грунтового фону з _________________________________ на _____________ _______________________ швидкість руху трактора _________________________________ .

W_т = –––––––––––––––––––– =

При зміні грунтового фону з _________________________________ на _____________ _______________________ продуктивність агрегату _________________________________ .

Q_т = –––––––––––––––––––– =

При зміні грунтового фону з _________________________________ на _____________ _______________________ питома витрата палива ___________________________________ .

Варіант в.

N'_ен = N_ен – 0,2 ∙ N_ен =

V₀ = ––––––––––––––– = ; Q_т = ––––––––––––––– = ;

N_т = ––––––––––––––– = ; W_т =

Визначаємо відсотки змін по варіанту в.

Р_то – не змінюється.

V₀ = –––––––––––––––––––– =

При зменшенні потужності двигуна на 20% швидкість руху трактора __________________________________________________________ .

W_т = –––––––––––––––––––– =

При зменшенні потужності двигуна на 20% продуктивність агрегату __________________________________________________________ .

Q_т = –––––––––––––––––––– =

При зменшенні потужності двигуна на 20% питома витрата палива __________________________________________________________ .

Варіант г.

N'_ен = N_ен + (0,1...0,2) ∙ N_ен =

V₀ = ––––––––––––––– = ; Q_т = ––––––––––––––– = ;

N_т = ––––––––––––––– = ; W_т =

Визначаємо відсотки змін по варіанту г.

Р_то – не змінюється.

V₀ = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні потужності двигуна на ______________ швидкість руху трактора __________________________________________________________ .

W_т = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні потужності двигуна на ______________ продуктивність агрегата __________________________________________________________ .

Q_т = –––––––––––––––––––– =

При збільшенні потужності двигуна на ______________ питома витрата палива __________________________________________________________ .

Варіант д.

V₀ = ––––––––––––––– = ; Q_т = ––––––––––––––– = ;

N_т = ––––––––––––––– = ; W_т =

Визначаємо відсотки змін по варіанту д.

Р_то = –––––––––––––––––––– =

При заміні на тракторі ходової системи з ___________________________ на ________ _______________________ оптимальне тягове зусилля трактора _______________________ .

V₀ = –––––––––––––––––––– =

При заміні на тракторі ходової системи з _____________________________ на ______ _______________________ швидкість руху трактора ________________________________ .

W_т = –––––––––––––––––––– =

При заміні на тракторі ходової системи з _____________________________ на ______ _______________________ продуктивність агрегату _________________________________ .

Q_т = –––––––––––––––––––– =

При заміні на тракторі ходової системи з _____________________________ на ______ _______________________ питома витрата палива ____________ _______________________ .

Задача 5. Визначити на скільки відсотків зміняться значення продуктивності і паливної економічності трактора і автомобіля у випадку застосування на цих машинах безступінчатих трансмісій.

На графіку теоретичної тягової характеристики трактора проводимо огинаючу криву через вершини кривих тягової потужності, це і буде кривою тягової потужності трактора з безступінчатою трансмісією. На основі співставлення потенційної і реальної характеристик визначаємо приріст тягової потужності N_т і зменшення витрати палива G_т при оптимальному тяговому зусиллі і ступені навантаження двигуна на оптимальній передачі Х_э = 0,85.

Знаходимо значення N'_то при Х_э = 0,85.

N'_то = 0,85 ∙ N_то,

де N_то – значення тягової потужності на оптимальній передачі, кВт.

N'_то =

Через визначене значення проводимо вертикаль до перетину з огинаючою кривою, точка перетину і вкаже на величину потужності, яка буде розвиватись трактором з безступінчатою трансмісією.

N^с_т = N^б_т =

Визначаємо зміну продуктивності і питомої витрати палива як в попередній задачі.

= ––––––––––––––––– =

При застосуванні на тракторі безступінчатої трансмісії продуктивність агрегата _____________________________________________.

де G'_то – значення годинної витрати палива при навантаженні двигуна 0,85 на оптимальній передачі, кг/год, G'_то = .

––––––––––––––––––––– =

При застосуванні на тракторі безступінчатої трансмісії витрата палива _____________________________________________.

На універсальній динамічній характеристиці автомобіля проведемо огинаючу криву, яка проходить через точки що відповідають максимальним швидкостям. Причому Ψ₁ – відповідає максимальній швидкості руху автомобіля на прямій передачі, Ψ₂ – відповідає максимальному динамічному фактору на прямій передачі. Точки перетину горизонталі з огинаючою кривою і будуть відповідати швидкості руху автомобіля з безступінчатою трансмісією.

V_max = V^c_min = V^б_min =

Визначаємо середню швидкість руху автомобіля з серійною трансмісією аналогічно, як в третій задачі цієї частини курсової роботи.

––––––––––– =

Визначаємо середню швидкість руху автомобіля з безступінчатою трансмісією

––––––––––––– =

Визначаємо продуктивність автомобіля

= –––––––––––––––– =

При застосуванні на автомобілі безступінчатої трансмісії продуктивність _____________________________________________.

Визначаємо паливну економічність за формулою 6.4 [1].

, ( )

де V_с – середня швидкість руху автомобіля, км/год.

В даному випадку величини g_e, N_e, γ сталі. Змінюється тільки середня швидкість руху автомобіля.

= –––––––––––––––– =

При застосуванні на автомобілі безступінчатої трансмісії витрата палива _____________________________________________.

Визначені відсотки змін величин по третій частині курсової роботи зводимо в таблицю _______ .

Таблиця ________ – Відсотки величин вказаних в задачах

№ п/п	Зміна в конструкції або умовах роботи трактор чи автомобіля	Збільшення (+) або зменшення (–) показників, %
№ п/п	Зміна в конструкції або умовах роботи трактор чи автомобіля	Р_то	V₀	W_т	Q_т
1	Збільшення степені завантаження тракторного двигуна з 0,58 до 0,85
2	Перехід від постійного тягового навантаження до змінного
3	Те ж саме для ДПП
4	Застосування на заданому автомобілі альтернативного двигуна (_________________)
5	Застосування на заданому тракторі безступінчатої трансмісії
6	Те ж саме на автомобілі
7	Збільшення зчіпної ваги трактора на 10%
8	Перехід трактора для роботи на іншому грунтовому фоні (__________________________)
9	Відбір 20% потужності двигуна
10	Збільшення на 10...20% потужності двигуна
11	Застосування на заданому тракторі альтернативної ходової системи (_____________________)

Використана література:

1. Водяник І.І. Експлуатаційні властивості тракторів і автомобілів. – К.: Урожай, 1994. 224 с.

Баланс потужності трактора

1. За тяговою характеристикою визначаємо Р_то, V₀, N_т, N_е, d.

На кривій тягового ККД знаходимо точку, що відповідає максимальному значенню. Через цю точку проводимо вертикаль до перетину з віссю Р_то, точка перетину вертикалі і осі вкаже на Р_то = _________. Проведена вертикаль перетинає криві V_р, N_т, N_е, d. В точках перетину з кривими і знаходимо відповідні значення V₀ = , N_е = ,
N_т = , d= .

2. Представляємо баланс потужності у вигляді:

, ( )

де N_e – ефективна потужність, яку розвиває двигун, кВт;

N_тр – потужність, яка втрачається у трансмісії, кВт.

, ( )

де N_e – ефективна потужність, яка визначена графічно, кВт.

N_тр =

N_δ – потужність зумовлена втратами швидкості внаслідок буксування рушіїв, кВт.

, ( )

де δ – коефіцієнт буксування, який визначено графічно, кВт.

N_δ =

де N_f – потужність, що витрачається на подолання опору кочення, кВт.

, ( )

де V₀ – оптимальна швидкість руху трактора визначена графічно, км/год.

де N_т – тягова потужність визначена графічно, кВт.

N_т =

3. Визначаємо N_e для випадку руху трактора без тягового навантаження, а також відповідну швидкість. Через початок координат тягової характеристики, точку О, проводимо вертикаль до перетину з кривими N_e. Точка перетину вертикалі з кривою N_e і вкаже на потужність, яку розвиває двигун на холостому ході.

N_ех = d_х =

4. Представляємо баланс потужності у вигляді

N_тр =

N_е =

Баланс потужності автомобіля

Розраховуємо коефіцієнт завантаження автомобіля Г, який відповідає його вантажопідйомності.

, ( )

де G – повна вага автомобіля, кН.

, ( )

де g – прискорення вільного падіння, м/с².

G =

G_а – власна вага автомобіля, кН.

Г = –––––––––– =

2. За динамічною характеристикою визначаємо значення V_max для порожнього і навантаженого автомобіля, використовуючи формулу 2.5 [1].

Г = , Г = .

де f – коефіцієнт опору кочення автомобіля, f = ;

і – ухил дороги, і = .

Ψ – коефіцієнт дорожнього опору.

Через точку осі Г, що відповідає даному Г проводимо вертикаль, знаходимо точки перетину з лініями однакового Д і визначаємо на ній положення точки, що відповідає Ψ = . Через знайдену точку проводимо горизонталь. В точці перетину горизонталі з кривими динамічної характеристики проводимо вертикаль до перетину з шкалою швидкості і визначаємо швидкості з якими рухається порожній і навантажений автомобіль.

V^п_max = , V^н_max = .

3. Визначаємо значення N_e для порожнього і навантаженого автомобіля за формулою 6.5 [1].

; , ( )