Тяговый расчёт автомобиля ЗИЛ-130

Определение мощности и выбор типа двигателя, построение скоростных характеристик. Анализ тяговых свойств машины, выбор основных узлов: сцепление, коробка передач, мост. Определение нагрузок на оси и колеса машины, продольная и поперечная устойчивость.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Реферат

Курсовой проект содержи 78 с. машинописного текста, 17 рисунков, 5 таблиц, 5 использованных источников

МОЩНОСТЬ, ДВИГАТЕЛЬ, СИЛА ТЯГИ, ЗИЛ 130, СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО, ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, НАГРУЗКА НА ОСИ, УСТОЙЧИВОСТЬ МАШИНЫ.

Результатом выполнения работы являются: определение мощности и выбор типа двигателя; определение основных размеров и параметров двигателя; расчет и построение скоростной характеристики двигателя; определение и выбор передаточных чисел трансмиссии; расчет и построение тягово-динамических характеристик; анализ тяговых свойств машины; определение нагрузок на оси и колеса машины; определение поперечной и продольной устойчивости машины; определение производительности машины.



Введение

Лесные машины - сложные агрегаты и требования, предъявляемые к ним, настолько разнообразны, что для их удовлетворения необходимо наличие ряда эксплуатационных качеств, которые в комплексе должны характеризовать эффективность машин в тех или иных условиях эксплуатации. Чтобы иметь возможность оценить влияние отдельных эксплуатационных качеств на общую эффективность машины, нужно установить объективные, научно обоснованные измерители этих качеств и методику их определения. Правильный выбор эксплуатационных качеств и их оценочных измерителей, понимание связи между показателями, принятыми для характеристики машины, ее реальной эффективностью в эксплуатационных условиях все это имеет существенное значение для дальнейшего технического прогресса отечественного машиностроения.

Теория лесных машин - одна из дисциплин, изучающих эксплуатационные качества машин. Ее задачи: выбор и характеристика важнейших эксплуатационных качеств, исследование влияния, оказываемого на них различными конструктивными и эксплуатационными факторами, обоснование измерителей, которые позволяют объективно оценивать эксплуатационные качества, разработка методов определения этих измерителей. В конечном счете, задача теории лесных машин заключается в создания научных основ для дальнейшего совершенствования конструкций этих машин и повышении эффективности их использования.

От надежности и производительности работы машин по выращиванию леса, заготовке и переработке древесины зависит ритмичная, устойчивая круглогодовая работа лесных, лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий. Поэтому инженеру-механику важно знать основы теории, конструкцию и расчет лесных и лесохозяйственных машин.



1. Определение мощности и выбор типа двигателя

Мощность двигателя лесотранспортной машины определяется по формуле

(1.1)

где Р_К - сила тяги на ведущих колесах, потребная для преодоления сил сопротивления движению, Н;

V - скорость движения, км/ч;

_ТР - механический КПД трансмиссии.

Эксплуатация лесотранспортных машин происходит в сложных условиях, когда значения Р_К и V изменяется в широких пределах из-за резкого колебания коэффициентов сопротивления движению. Поэтому мощность двигателя определяется для трех следующих вариантов и в последующих расчетах принимается наибольшая.

, ,

Сила тяги Р_К для трех режимов определяется по формулам

,

,

,

где G_a=G + G_ПР + Q - полная сила веса транспортной системы, Н;

G - сила веса тягача, Н;

G_ПР - сила веса полуприцепа, Н;

Q - сила веса полезного груза, Н;

f - коэффициент сопротивления движению;

i - уклон дороги;

к_В - коэффициент обтекаемости (к_В=0,6…0,7);

V_min, V_раб, V_max - скорости движения машины, соответственно минимальная, рабочая и максимальная, км/ч;

F - лобовая поверхность машины, м².

F = B H,

где В - ширина колеи, м;

Н - габаритная высота машины, м.

G_a= 43000 + 50000 = 93000 Н.

Для грунта после дождя f = 0,050…0,150. Принимаем f_min =0,050;

f_ср = 0,100; f_max = 0,150.

93000 (0,150 + 0,04)= 17670,0 Н,

F = 1,8 2,4 = 4,32 м²;

Правильность определения мощности двигателя проверяется по величине удельной мощности (кВт/т)

где N_е - максимальная расчетная мощность двигателя, кВт;

G - масса машины без груза, т.

Значение удельной мощности проектируемой машины должны находиться в следующих пределах:

- автомобили с дизельными двигателями - 15,0…23,0 кВт/т;

- автомобили с карбюраторными двигателями - 16,0…26,0 кВт/т.

.

следовательно, мощность двигателя выбрана верно.

Принимаем двигатель ЗИЛ-130 со следующими характеристиками:

N_ен = 110,3 кВт; n_ен = 3200 мин^-1; g_ен = 326,4 г/кВт.

Определим основные размеры двигателя, то есть диаметр цилиндра d и ход поршня S.

Определение диаметра цилиндра (мм) производится по формуле:



где - число тактов рабочего цикла, = 4;

p_e - среднее эффективное давление, p_e = 0,75МПа;

i - число цилиндров, i = 8;

- отношение хода поршня к диаметру цилиндра, = 0,9;

n - частота вращения коленчатого вала, n = 3200 мин^-1.

Ход поршня рассчитывается по формуле

S= 0,9 99,2 = 89,3 мм.

В проекте необходимо вычислить и оценить следующие основные параметры двигателя:

литровую мощность (кВт/л)

,

удельную массу двигателя (кг/кВт)

,

где G_Д - сухая масса двигателя, кг;

среднюю мощность поршня

где S - ход поршня, м.

Полученные значения основных параметров двигателя находятся в пределах допустимых значений.



2. Расчет и построение скоростной характеристики двигателя

Скоростная характеристика двигателя с некоторым приближением может быть рассчитана по эмпирическим формулам С. Р. Лейдермана:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

где N_eн - максимальная мощность двигателя, кВт;

n - искомая чистота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1 ;

n_eн - частота вращения, соответствующая максимальной мощности, мин^-1;

M_e - крутящий момент двигателя, Н·м;

g_eн - удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/(кВт·ч);

А, В, А₀, В₀, С₀ - постоянные коэффициенты Лейдермана.

Для карбюраторных двигателей А = 1; В = 1; А₀ = 1,2; В₀ = 1; и С₀ = 0,8.

Отношение частоты вращения (n/n_eн) следует принимать в пределах (0,4…1,0)n_eн. Значения параметров скоростной характеристики вычисляется не менее чем для 6 точек. Целесообразно отношение частот брать кратным:

n = (0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 0,9; 1,0)n_eн,

то есть

n = 1280; 1600; 1920; 2560; 2880; 3200 мин^-1.

Результаты расчетов скоростной характеристики

Скоростная характеристика двигателя показана на рисунке 2.1



Рисунок 1 - Скоростная характеристика карбюраторного двигателя



3. Определение и выбор передаточных чисел трансмиссии

Трансмиссия автомобилей должна обеспечивать необходимый диапазон скоростей и тяговых усилий. Промежуточные силы тяги и скорости движения выбираются в зависимости от возможных условий использования машины. При большой тяговой нагрузке передаточные числа трансмиссии должны обеспечивать нужные максимальные моменты на ведущих колесах. Для легких работ необходимы передаточные числа, позволяющие получать наибольшие скорости движения при поддерживаемой регулятором частоте вращения вала двигателя и заданном радиусе качения ведущих колес.

При расчетах желательно распределять общее передаточное число трансмиссии так, чтобы главная передача и детали заднего моста тракторов были нагружены возможно меньше, для этого большие передаточные числа относятся к конечным передачам.

Во время работы машины в разных условиях требуется маневрировать скоростями для получения возможно большей эффективности. В связи с этим определенное значение имеют интервалы между соседними скоростями и тяговыми усилиями, а также число ступеней трансмиссии.

Переходы с одной передачи на другую уменьшают или повышают степень использования мощности двигателя и существенно влияют на производительность и топливную экономичность работы машины.

Отношения передаточных чисел могут быть выбраны по принципу...