Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Ноября 2013 в 21:47, курсовая работа
В курсовом проекте производится расчет трактора на баз прототипа МТЗ-82 имеющий двигатель Д-240л.
Прототип двигателя трактора МТЗ-82 обладает следующими характеристиками: -тяговый класс трактора:1.4
- номинальное тяговое усилие трактора 14 кН; -конструктивная масса:3200 кг; - габаритные размеры, мм: 3930×1970×2485; - колея колес: 1200-1800 мм; - дорожный просвет: 470 мм;
Введение.
Глава I Тяговый расчет трактора.
Глава II Тепловой расчет.
Глава III Динамический расчет, кривошипно-шатунного механизма.
Глава IV Расчет систем двигателя.
Глава V.Расчет и построение тяговых и динамических характеристик трактора
Заключение
Литература
Для стабилизации двигателя в системе на случай износа шестерен, увеличение зазоров в подшипниках, перепуска масла и т.д. действительную производительность насоса принимаем в 2…..3 раза больше циркуляционного расхода:
VД=(2…..3)*Vц=3*0,00017=0,
3. Расчетная производительность насоса с учетом объемного коэффициента подачи будет:
м3/с
При расчете масляного насоса принимают, что объём зуба шестерен равен объему впадины между зубьями и потом объём масла, подаваемого двумя шестернями за 1 оборот будет:
м3/об
где h=2m – высота зуба шестерен, м;
D0=z*m - диаметр начальной окружности шестерен, м.
Поэтому расчетная производительность насоса может быть выражена формулой:
где z – число зубьев шестерен насоса z=6….12. Принимаю z=9;
m - модуль зацепления, принимаем от 3 до 6 мм. Принимаю m=0,005 м;
b – длина зуба
- число оборотов шестерен насоса;
- окружная скорость на внешнем диметре шестерен, принимаемая не более 6….8 м/с. Принимаю =7м/с.
D=D0+2m=m(z+2) =0,005(9+2)= 0,055м - диаметр внешней окружности шестерен.
Длина зуба
4. Мощность, затрачиваемая на привод насоса
кВт,
где Pм - рабочее давление, создаваемое насосом в системе смазки, Па. В дизелях Pм= 300000...700000 Па. Принимаю Pм= 500000Па.
5. Площадь
поверхности охлаждения
м2
где Qm=3220,5 Дж/с – кол-во тепла отводимого маслом
к=50 Вт/м2 °С – коэффициент теплопередачи (По опытным данным к=35...70 Вт/м2 °С)
tм.ср. =85°С - средняя температура масла в радиаторе, равная 80...90°С;
tвоз.ср. =40°С - средняя температура воздуха в радиаторе, принимаемая 30...40°С при установке радиатора перед водяным радиатором и 40...60°С при установке после водяного радиатора.
Площадь внутренней поверхности трубок радиатора принимается
м2
Схема смазочной системы двигателя.
В данном двигателе применяется комбинированная смазочная система. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, а к остальным - разбрызгиванием и самотёком.
Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, клапанный механизм, втулки распределительного вала и распределительных шестерен.
В смазочную систему двигателя входят поддон 1 картера, масляный насос 2, масляный фильтр 6, масляный радиатор 8, масляные каналы и трубопроводы, манометр 11, маслозаливная горловина 16. Уровень масла контролируется масломерным стержнем 4 при неработающем двигателе.
Путь циркуляции масла под давлением
в смазочной системе у
Принципиальная схема смазочной системы:
1 - масляный поддон, 2 - масляный насос, 3 - редукционный клапан масляного насоса,4 - масломерный щуп, 5 - промежуточная шестерня, 6 - масляный фильтр, 7- редукционный (температурный) клапан, 8 - масляный радиатор, 9 - сливной клапан,10 - распределительный вал, 11 - манометр, 12 - ось коромысел, 13 - главный масляный канал,14 - полость шатунной шейки, 15 - коленчатый вал, 16 - масло заливная горловина.
По наклонным каналам коленчатого вала масло попадает в полость 14 шатунных шеек, где дополнительно очищается и, выходя на поверхность шеек, смазывает шатунные подшипники. От первого коренного подшипника масло поступает к пальцу промежуточной шестерни 5 и втулке шестерни топливного насоса.
По каналу в одной из шеек распределительного вала масло пульсирующим потоком подается в вертикальный канал блока и по каналам в головке и наружной трубке - в пустотелую ось 12 коромысел. Через отверстия в валике коромысел масло поступает к втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.
Стенки цилиндров
и поршней, поршневые пальцы, распределительные
шестерни смазываются разбрызгиванием.
Масло, вытекающее из подшипников коленчатого
вала и стекающее с клапанного
механизма, разбрызгивается
Работу смазочной системы контролируют по манометру 11, показывающему давление в главной магистрали. На некоторых двигателях, кроме того, устанавливают термометр, измеряющий температуру масла в смазочной системе и датчики аварийного падения давления масла.
2. Расчёт системы охлаждения
1.Количество отведенного тепла
кДж/кг
где gохл=0,2 – относительное количество теплоты отводимого системой охлаждения. По статистическим данным относительное количество отводимого тепла qохл составляет для дизелей 0,18...0,25.
Qн*Gт – количество тепла, выделяемое при полном сгорании топлива на номинальном режиме работы двигателя кДж/ч;
GТ=13,64 кг/ч - часовой расход топлива;
Qн=42500 кДж/кг – низшая теплота сгорания топлива.
2. Циркуляционный расход охлаждающей жидкости.
м3/с
где =103 кг/м3 - плотность охлаждающей жидкости;
Сж – удельная массовая теплоемкость жидкости, принимая для воды 4,187 кДж/кг*с.
- соответственная температура
охлаждающей жидкости на
∆t= - период температуры охлаждающей жидкости в двигателе, принимаемый в расчётах от 8 до 12°С. Принимаю ∆t=10°C.
3. Расчетная производительность насоса и мощность на его привод.
где = 0,8...0,9 - коэффициент подачи насоса. Принимаю = 0,8.
кВт
где =100000 Па - напор создаваемый насосом. Для выполненных конструкций насосов напор находится в пределах от 50000...120000 Па и зависит от гидравлических сопротивлений системы охлаждения;
= 0,7...0,9 - механический КПД привода насоса. Принимаю = 0,8.
4. Емкость системы охлаждения
V=(0,6….1,2)Nн=0,6*57,302=34,
5. Поверхность охлаждения радиатора
где k=70 Вт/м2°С – коэффициент теплопередачи, принимаемый для гусеничных тракторов 60...80 Вт/м2°С;
- средняя температура жидкости в радиаторе.
Средняя температура
жидкости в радиаторе для
tж вх - температура жидкости на входе в радиатор, °С ;
- перепад температуры в
- средняя температура воздуха в радиаторе, °С;
tвоз вх - температура воздуха на входе в радиатор, °С принимают при умеренном климате +40°С;
- подогрев воздуха в радиаторе, принимаемый в зависимости от глубины радиатора и других факторов от 20 до 30°С.
В трубчато-пластинчатых
радиаторах коэффициент
Задаваясь значением можно определить поверхность трубок радиатора , м2.
Данные расчета используются для разработки элементов конструкции системы охлаждения.
1 - пробка заливной горловины водяного радиатора с паровоздушным клапоном; 2- трубка паровоздушная;3 - радиатор водяной;4- крышка водоотводной трубы;5-термостат;6-трубка перерускная;7-радиаторы масляные;8 -труба водоотводная; 9 - указатель температуры воды; 10 - труба водяная сливная; 11 - краник слива охлаждающей жидкости из блока цилиндров;12- крышка водораспределительная;13 - труба водопроводящая;14 - патрубок подвода охлаждающей эидкости в блок цилиндров двигателя;15-насос водяной;16-вентилятор;17 - кран сливной радиатора;18 - шторка.
При работе двигателя охлаждающая жидкость из радиатора нагнетается центробежным насосом в охлаждающюю рубашку блока цилиндров,после охлаждения которой жидкость поступает через отверстия в верхних плоскостях блока в охлаждающие полости головки цилиндров.Из полости головки горячая жидкость через отводящий шланг, патрубок, и открытые клапоны термостатов по шлангу поступает в верхний бак радиатора.Охлаждющая жидкость из радиатора снова нагнетается насосом в охлаждаюшие полости блока цилиндров.
3. Система питания двигателя
Из топливного бака по топливопроводу через фильтр грубой очистки топливо засасывается подкачивающим насосом и подаётся через фильтр тонкой очистки в полость насоса высокого давления, с помощью которого топливо дозируется и подаётся по топливопроводу высокого давления и через форсунку впрыскивается в цилиндр.Подаваемое избыточное топливо из полости насоса васокого давления по трубке возвращается в бак.Непрерывная циркуляция топлива обеспечивает отвод пузырьков воздуха и паров топлива, исключает образование паровах пробок и выравнивает температуру топлива.Топливо, просачивающееся через зазоры форсунок, отводится в бак по трубке.
1 – кран проходной;2 –
кран сливной;3 – бак тпливный;4
– трубка сливная от форсунок;5
– трубки высокого давления;6
– форсунка;7 – указатель давления
топлива;8 – вентиль продувочный;9
– фильтрующие элементы тонкой
очитски;10 – насос подкачивающий;11
– секция топливного насоса;12
– фильтр грубой очистки
V.Расчет и построение тяговых и динамических
характеристик трактора.
Тяговую характеристику строят в функции силы тяги на крюке при установившейся работе трактора на горизонтальном участке для заданных почвенных условий. Должны быть построены графические зависимости скорости движения V, тяговой мощности ηтяг и удельного расхода топлива gкр от силы тяги на крюке Pкр.
Для выбранных скоростных режимов работ рассчитываются:
Касательная сила тяги трактора
,кН
Теоретическая и действительная скорости движения:
,км/ч ,км/ч
δ – буксование.
,км/ч
Сила тяги на крюке:
, Н
Тяговая мощность на крюке:
, кВт
Удельный расход топлива и тяговый КПД трактора:
,кВт
где , кг/час – часовой расход топлива, соответствующий работе трактора на данной передаче с тяговой мощностью Nкр;
– эффективная мощность двигателя в этих условиях;
Кроме
рассмотренных зависимостей, в программе
в программе использованы эмпирические
формулы для определения
,кВт
,г/кВтч
Часовой расход топлива определяется по выражению:
ik – передаточное число коробки передач.
Тяговая характеристика рассчитывается на ЭВМ "ИСКРА-1030" по программе "Расчёт тяговой характеристики гусеничного трактора”. Шифр программы TPAKI.BAS.
Для использования программы должны быть определены и вписаны:
Nн = 57,302 кВт - номинальная мощность двигателя;
nн= 2200мин-1 - максимальная частота вращения;
geн=172,1664 г/кВтч – удельный расход топлива при Nн;
Pн= 14 кН – номинальная сила тяги на крюке(по заданному тяговому классу);
δmax=0,05 – коэффициент буксования при Pн;
rk= 0,7264 м – радиус качения ведущих колёс;
G = 34,5312 кН - сила тяжести трактора;
=0,918 - КПД трансмиссии принимается одинаковым для всех передач;
f = 0,15 - коэффициент сопротивления движению трактора;
z= 9 – число основных передач;
iк1=3,7830; iк2=3,2113; iк3=2,7261; iк4=2,3141; iк5=1,9651; iк6=1,6682; iк7=1,4161; iк8=1,2022; iк9=1,0201; - передаточные числа коробки передач;
a=0,87, b=1,13, c=1, a1=1,55, b1=1,55, c1=1 - опытные коэффициенты для определения Nex и gex.
В программе и таблице расчета приняты обозначения:
Nx - расчетная мощность двигателя, кВт;
Pк - касательная сила тяги, кН;
Wx - скорость движения трактора, км/ч;
P1x - сила тяги на крюке, кН;
N1x – тяговая мощность на крюке, кН;
Gex – удельный расход топлива на крюке;
E1(I) – тяговый КПД трактора;
По регулярной характеристике для этих частот вращения определяются крутящий момент и мощность двигателя .Определяется сила сопротивления движению трактора Pf=fG.Коэффициент f принимается постоянным для всех режимов работы трактора. Для выбранных скоростных режимов определяются значения:
Pk ,VT ,V,Pkp,Nkp,gkp,ηтяг
и
Заключение
В данной курсавой работе произведён расчёт на основе трактора МТЗ-82. Проектируемый трактор отличается от прототипа следующими основными характеристиками.
1. Номинальная мощность двигателя:
- прототипа 58,86кВт; - расчётный трактор 57,302 кВт;
2. Удельный расход топлива при работе на полной мощности: прототип 238 г/кВт ч;рассчётный трактор 172 г/кВт ч;
3. Расчётные скорости на передачах:
прототип I – 2,50; расчётный трактор I –8,828 ;
II – 4,26
III – 7,24 III – 12,251
IV – 8,90 IV – 14,432
V – 10,54 V – 16,995
VI – 12,33 VI – 20,021
VII – 15,15 VII – 23,584