Передаточные числа трансмиссии

u_п = u_п-1 / g, (9.7)

u₂ = u₁ / g = 79,92 / 1,53 = 57,29;

u₃ = u₂ / g = 52,24 / 1,53 = 41,07;

u₄ = u₃ / g = 34,14 / 1,53 = 29,44;

u₅ = u₄ / g = 22,32 / 1,53 = 21,10;

u₆ = u₅ / g = 14,59 / 1,53 = 15,13;

u₇ = u₆ / g = 9,53 / 1,53 = 10,84;

u₈ = u₇ / g = 6,23 / 1,53 = 7,77;

u₉ = u₈ / g = 9,53 / 1,53 = 5,57;

u₁₀ = u₉ / g = 6,23 / 1,53 = 3,99;

Проверка:

u₁₀^/ = 0,377 ( n_н r / V_max ), (9.8)

u₁₀^/ = 0,377 ( 2100 0,53 / 60 ) = 6,99

Тягово-скоростная характеристика представляет собой графическую зависимость окружной силы и составляющих тягового баланса от скорости движения машины на различных передачах.

Тяговая характеристика является одним из основных документов для оценки тягово-динамических свойств поезда или одиночных машин.

10.1. Расчётные формулы:

V_i = (0,377 n r) / u_i , (10.1)

где V_i – скорость i – той передачи;

u_i – передаточное число i – той передачи.

V₁¹²⁰⁰ = (0,377 1200 0,53) / 79,92 = 3 км/ч.

а) Окружная сила:

Р_кi = (М_к u_i η_т ) / r, (10.2)

Р_к1¹²⁰⁰ = (1668,46 79,92 0,76) / 0,53 = 191210 Н.

б) Сила сопротивления воздуха:

Р_в = С_х ∙ ρ_в ∙ К^// ∙ В_г ∙ β ∙ V²/26, (10.3)

Р_в¹⁶⁰⁰ = 1,12 ∙ 1,225 ∙ 1,83 ∙ 3,435 ∙ 1,25 *21,13² / 26 = 185 Н.

в) Динамический фактор:

D = (P_к – P_в) / G_a, (10.4)

D¹²⁰⁰ = (191219 – 0) / 367385= 0,520

Результаты аналогичных расчётов выше приведённых параметров для оборотов двигателя и передач трансмиссии сведены в таблицу 10.1.

Таблица 10.1

P_f = m_a g f, (10.5)

P_f = 37450 9,81 0,03 = 11021,5 H.

д) Сила сопротивления подъёму:

P_i = m_a g i, (10.6)

P_i = 37450 9,81 0,06 = 22043,1 H.

е) Сила сцепления:

P_φ = G_сц φ_х, (10.7)

где φ_х – коэффициент продольного сцепления движителя.

G_сц = G₂ =G₃ ;

Принимаем φ_хmax = 0,7 (грунтовое покрытие).

P_φmax = 68900 0,7 = 48230 Н

Возможности использования машин ограничены сцеплением движителя с опорной поверхностью. В реальных условиях коэффициент φ_х сцепления для одного и того же дорожного покрытия изменяется в широких пределах в зависимости от состояния, погоды, времени года. Некоторые типы машин, в частности лесотранспортные, в одних и тех же природно-климатических условиях эксплуатируются на различных почвенных фонах и дорожных покрытиях.

11.1 Расчётные формулы:

Динамический фактор по сцеплению от нагрузки:

D_φ = P_φ / G_a, (11.1)

D_φ = 48230 / 367385 = 0,131.

Масштаб динамического фактора:

μ_Do= μ_D ∙ (D_o / D) = μ_D ∙ m_а / (m_от + m_оп), (11.2)

где μ_D - масштаб динамического фактора при полной нагрузке.

μ_Do= 0,002 ∙ 37450 / (11800 + 4150) = 0,005.

Таблица 11.1

Топливная экономичность представляет собой совокупность свойств, определяющих расход топлива, тяговых и транспортных машин в различных эксплуатационных условиях.

Топливная экономичность влияет на себестоимость механизированных работ и зависит от экономических показателей ДВС, степени гое загрузки и всей машины в целом, функционального назначения, технического состояния, рельефа местности, состояния дороги, почвенного фона, времени года и других факторов.

12.1 Мощность необходимая для движения по горизонтали порожнего автомобиля:

N_п = [(m_oт + m_oп) g fср + P_в] V / (3600 η_т), (12.1)

N_п¹²⁰⁰ = [(11800 + 4150) 9,81 0,03 + 767] 43,01 / (3600 0,76) = 85,85 кВт.

12.2. Мощность, потребляемая для движения груженого автопоезда:

N_г = (m_а g fср + P_в) V / (3600 η_т), (12.2)

Nг¹²⁰⁰ = (37450 9,81 0,03 + 767) 43,01 / (3600 0,76) = 185,33 кВт.

12.3 Коэффициент использования мощности:

И = N / N_e, (12.3)

И_п¹²⁰⁰ = 85,85 / 209,65 = 0,41

И_г ¹²⁰⁰= 185,32 / 209,65= 0,87

12.4 Путевой расход топлива:

Q_s = [G_т (0,36 И² + 0,44 И + 0,2) 100] / (ρ_т V), (12.4)

где ρ_т – плотность топлива при t=20 ˚С, ρ_т=0,835 кг/л.

Q_sп¹²⁰⁰=[49,27 (0,36 0,42² + 0,44 0,42 + 0,2) 100] /(0,835 43,01) = 60,44 л/100км,

Q_sг¹²⁰⁰=[49,27 (0,36 0,88² + 0,44 0,88 + 0,2) 100] /(0,835 43,01) = 115,84 л/100км.

Результаты аналогичных расчётов сведены в таблицу 12.1

Рисунок 6 - График использования мощности

Рисунок 7 - Зависимость путевого расхода топлива от установившейся скорости движения

Приёмистость влияет на среднюю скорость движения и производительность, а в условиях интенсивного движения определяет пропускную способность дороги.

13.1 Ускорение:

j = ( D – f ) g / δ_вр, (13.1)

где δ_вр – коэффициент учёта вращающихся масс.

δ_вр = 1 + [( J_д u² η_т + ∑J_к ) / ( m_а r² )], (13.2)

где J_к – момент инерции колеса автомобиля, кг м².

∑J_к = J_к к, (13.3)

где к – количество колёс автопоезда.

Принимаем к = 18. J_к = 19,29 кг м² .

∑J_к = 19,29 18 = 347,22 кг м².

δ_вр = 1 + [(3,66 79,92² 0,76 + 347,22) / (37450 0,53²)] = 2,72

j¹²⁰⁰ = (0,520 - 0,03) 9,81 / 2,72= 1,766 м/с².

Ускорение по сцеплению:

j_φ = (D_φ - f) g / δ_вр, (13.4)

j_φ = (0,131 - 0,03) 9,81 / 2,72= 0,36 м/с².

Результаты аналогичных расчётов сведены в таблицу 13.1.

Тормозными свойствами называют способность машины снижать скорость вплоть до полной остановки при минимальном тормозном пути, сохранять заданную скорость при движении под уклон или быть неподвижной под воздействием случайных сил.

14.1. Определение расстояния от центра до осей:

Принимаем h_g = 1,8 м; Б = 4,08 м; Б_т = 1,4 м;

L = Б + 0,5 Б_т ,

L = 4,08 + 0,5 ∙ 1,4 = 4,78 м.

Рисунок 8 – Схема сил, действующих на колёсную машину при торможении

а =((G₂ + G₃) / G_т) ∙ L,

a = ((68,9 + 68,9) / 196,79) ∙ 4,78 = 3,35 м.

в = L - а,

в = 4,78 - 3,35 = 1,43 м.

Определяем тормозную силу:

Р_т = G_т φ, (14.1)

Р_т = 196,79 0,65 = 127,91 кН.

Определяем нормальные реакции:

∑М₀₂=0;

z₁ = ( P_j h_g + G_т в ) / L,

где P_j = ( φ_x + f ) G_т.

z₁ = G_т (в + ( φ_x + f ) h_g ) / L, (14.2)

z₁ =196,79 (1,43 + (0,65 + 0,03) 1,8) / 4,78 = 109,26 кН.

∑М₀₁=0;

z₂ = G_т (а - ( φ_x + f ) h_g ) / L, (14.3)

z₂ = 196,79 (3,35 - (0,65 + 0,03) 1,8) / 4,78 = 87,53 кН.

14.2 Определение силы тяги на колёсах:

Р_т = ( z₁ + z₂ ) φ_x, (14.4)

Р_т = ( 109,26 + 87,53) 0,65 = 127,91 кН.

Р_т1 = z₁ φ_x,

Р_т1=109,26 0,65 = 71,02 кН.

Р_т2 = z₂ φ_x,

Р_т2 = 87,53 0,65 = 56,89 кН.

14.3 Определение коэффициента распределения тормозных сил между мостами тягача:

β_т = Р_т1 / Р_т2, (14.5)

β_т = 71,02 / 56,89 = 1,25

Принимаем φ_x от 0 до 1,0.

β_r = [ в + ( φ_x + f ) h_g ] / [ a - ( φ_x + f ) h_g ],

β_r = [ 1,43 + ( 0 + 0,03 ) 1,8 ] / [ 3,35 - ( 0 + 0,03) 1,8 ] = 0,45

β_r0,1 = 0,53; β_r0,2 = 0,63; β_r0,3 = 0,73; β_r0,4 = 0,86; β_r0,5 = 0,99;

β_r0,6 = 1,16; β_r0,7 = 1,35; β_r0,8 = 1,58; β_r0,9 = 1,85; β_r1,0 = 2,20.

δ_т = 1 + [ ∑J_к / ( m_а r² ) ], (14.6)

δ_т = 1 + [347,22 / (37450 0,53² )] = 1,033.

Определяем минимальный тормозной путь:

S_{т min} = 0,004 [ ( δ_т V² ) / ( φ_x + f ) ], (14.7)

S¹⁰_{т min} = 0,004 [ ( 1,033 10² ) / ( 0,65 + 0,03) ] = 0,61 м

Аналогично рассчитываем минимальный тормозной путь S_{m min} для других скоростей движения автопоезда.

S²⁰_{т min} = 2,43 м; S³⁰_{т min} = 5,47 м; S⁴⁰_{т min} = 9,72 м; S⁵⁰_{т min} = 15,19 м;

S⁶⁰_{т min} = 21,88 м.

Определяем фактический путь машины:

S_т = S_{т min} К_э, (14.8)

где К_э – коэффициент эксплуатационной эффективности тормозов.

Принимаем К_э = 2.

S_т = 0,61 1,8 = 1,10 м

Результаты расчётов S_т сведены в таблицу 14.1.

Определяем максимальное замедление при торможении на горизонтальной дороге с отсоединенным двигателем и незаблокированным движителем:

J_{s mах} = ( g / δ_т ) ( φ_x + f ), (14.9)

J_{s mах} = ( 9,81 / 1,033 ) ( 0,65 + 0,03 ) = 9,022 м/с².

14.4. Определение остановочного пути порожнего автопоезда:

S_o = [V ∙ (t_p+t_з+0,5t_н) / 3,6] + [0,004 ∙ (К_э ∙ δ_т ∙ V²) / (φ_x+f)], (14.10)

где t_p – время реакции водителя, с;

t_з – время запаздывания, с;

t_н – время на постоянное замедление, с.

Принимаем t_p = 0,8 с; t_з = 0,4 с; t_н = 0,5.

δ_{т пор} = 1 + 347,22 / (( 11800 + 4150) 0,53²) = 1,08.

S_o¹⁰ = [10∙(0,8+0,4+0,5∙0,5) / 3,6] + [0,004∙(1,8∙1,08∙10²) / (0,65+0,03)] = 5,45 м.

14.5. Определение остановочного пути гружёного автопоезда:

δ_{т груж} = 1 + ∑J_к / ( m_а r² ), (14.12)

δ_{т груж} = 1 + 347,22 / (37450 0,53²) = 1,033

S_o¹⁰_груж = [10∙(0,8+0,4+0,5∙0,5) / 3,6]+[0,004∙(1,8∙1,033∙10²) / (0,65+0,03)] = 6,59 м.

Аналогично рассчитываем S_{o пор} и S_{o груж} для других скоростей и сводим в таблицу 14.1.

Таблица 14.1

Рисунок 9 – Тормозная характеристика машины

Способность машины сохранять заданное направление движения оценивают управляемостью и устойчивостью, которые взаимосвязаны и определяются компоновочными размерами, спецификой систем управления поворотом, типом и характеристиками движителя, подвески, дорожного покрытия или почвенного фона.

Под управляемостью понимают способность машины сохранять заданное направление движения или изменять его под воздействием на органы управления. Под устойчивостью понимают способность машины двигаться или находиться в неподвижном состоянии без скольжения (сползания) или опрокидывания под воздействием внешних сил.

15.1 Продольная устойчивость:

Принимаем: h_g =1,8 м; в =1,43 м; а = 3,35 м; h_с = 1,0 м;

Определяем высоту балансирной тележки

h_б =(1…1,05) r ;

h_б =1,05 0,53 = 0,557 м.

Рисунок 10 – Схема сил, действующих на автопоезд при стоянке на уклоне.

Определяем критический угол продольной устойчивости по опрокидыванию на подъёме:

∑М_oz = 0;

G_т cosα_к в - G_т sinα_к ( h_g - h_б ) - Р_кр ( h_с - h_б ) = 0

где Р_кр = G_n sinα_к..

.

Определяем угол потери управляемости:

α_у = α_к - 10°, (15.2)

α_у = 41 - 10 = 31°52¢.

Критический угол продольной статической устойчивости по сцеплению:

α_φ = arctg φ_x100, (15.3)

где φ_x100 – коэффициент продольного 100% скольжения заблокированного колеса.

α_φ = arctg 0,6 = 30°96¢

Динамический угол продольной устойчивости:

α_φ^дин = arctg ( φ_x – f ), (15.4)

α_φ^дин = arctg ( 0,65 - 0,03 ) = 31°8¢.

Поиск по сайту: