Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 2215

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
13.31 Mб
Скачать

грунте β = 1,36…1,54, на супесчаном β= 1,54…1,71), R - нормальная ре-

акция грунта на все колеса ЗТМ, R – нормальная реакция грунта на ведущие колеса ЗТМ.

Откладывают найденное значение Pf влево от точки О, которая будет началом координат окружной силы Pк.

4.Во втором квадранте размещают регуляторную характеристику двигателя, перестроенную в функции крутящего момента Ме..

5. В первом квадранте строим график, устанавливающий зависимость крутящего момента двигателя Ме от окружной силы колесного движителя Pк

(луч Pк).

6. Строят основную зависимость тяговой характеристики ЗТМ – кривую действительной скорости движения Vд в функции силы тяги Т. Для этого задаются текущим значением силы тяги Тi, откладывают его на графике (отрезок Оа1) и восстанавливают перпендикуляр из точки а1 до пересечения с лучом Pк. Через полученную точку а3 проводят горизонталь до пересечения с кривыми регуляторной характеристики двигателя (точки а4, а5, а6). Проецируя точку а6 на ось абсцисс, по шкале ne находят число оборотов коленчатого вала двигателя, соответствующее принятому значению силы тяги.

Определив значение коэффициента буксования (отрезок а1, а2), которое соответствует той же силе тяги, по формуле:

V

= 0,377

nerc

1−

δ

 

, км/ч,

(П. 4)

 

 

 

д

 

 

 

100

 

 

 

 

iм

 

 

 

Подсчитывают значение искомой действительной скорости движения ЗТМ. Это значение Vд обозначено на графике тяговой характеристики точкой а7. Выполнив указанные построения и расчеты и получив достаточное количество точек, строят кривую Vд = Vд (Т).

Для определения минимального значения Vд прежде всего необходимо установить величину максимальной силы тяги по сцеплению колесного движителя с грунтом Тφ, а затем выявить значение максимальной силы тяги Тм max, которая может быть получена на данной передаче при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента Ме mах.

Проецируя точку е1, расположенную на кривой коэффициента буксования и соответствующую φ = 100%, по величине отрезка Ое2 находим значение Тφ.

Через конец отрезка Ов1 (точку в1) , определяющего значение максимального крутящего момента двигателя Ме мах, проводим горизонталь до пересечения с лучом Рк (точка в2) и кривыми регуляторной характеристики двигателя. После этого через точку в2 проводим вертикаль до пересечения с осью абсцисс первого квадранта (точка в3) и с кривой δ (точка в4).

141

Тогда по величине отрезка Ов3 определяем силу тяги ЗТМ Тм max, соответствующую работе двигателя на режиме максимального крутящего момента, а по величине отрезка в3 в4 – степень буксования колесного движителя при том же режиме работы двигателя.

В данном случае Тм max< Тφ, поэтому минимальная действительная скорость движения землеройно-транспортной машины может быть вновь подсчитана по приведенной выше формуле, если в неё подставить минимальное число оборотов коленчатого вала двигателя пем и значение коэффициента буксования колесного движителя δ, определяемого отрез-

ком в3 в4.

Как уже отмечалось, когда имеет место неравенство ТМе max > Tφ, то остановка ЗТМ при перегрузке происходит вследствие полного буксования колесного движителя. Напомним, что в данном случае кривая Vд будет пересекать ось абсцисс в точке е2 и поэтому Vд min = 0 при силе тяги, обусловливаемой сцеплением колесного движителя с грунтом.

7. Строим

основную зависимость тяговой характеристики – кри-

вую часового

расхода топлива GТ в функции силы тяги Т.

Часовой расход топлива при силе тяги Тi, может быть найден, если точку а4 спроецировать на ось абсцисс второго квадранта, а затем найденное значение Gе отложить в первом квадранте (отрезок а1 а8). При этом считаем, что масштабы шкал Gе и GT одинаковы, а их началом является точка О. Попутно заметим, что при построения данной и прочих зависимостей тяговой характеристики ЗТМ точка О будет служить началом отсчета всех шкал. Определение крайних и промежуточных значений GT производится аналогично. Кривую GT = GT (Т) строим по точкам.

8. Построение производных зависимостей тяговой характеристики NТ, gТ и ηТ производится аналогично рассмотренному выше методу. Так, кривая тяговой мощности строится по точкам, которые определяются расчетом по формуле

NТ =

Т VД л.с.

(П. 5)

270

 

 

путем последовательной подстановки различных значений

Т и соот-

ветствующих им величин VД.

 

 

 

При силе тяги Тi значение NТi определяется отрезком а1а9. Кривая зависимости удельного расхода топлива gТ от силы тяги ЗТМ строится с

помощью формулы

 

gТ = 1000

GТ

г/л.с ч.

(П. 6)

 

 

NТ

 

Например, для режима работы Тi значение GТi определяется отрезком а1а8, а величина NТi – отрезком а1а9. Их отношение, представленное отрезком

142

а1а10 в соответствующем масштабе, выражает удельный расход топлива при работе ЗТМ на режиме Тi. Кривую зависимости тягового КПД от силы тяги ЗТМ строим, применяя формулу

η

 

=

NТ ,

(П. 7)

Т

Ne

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при этом тяговую мощность ЗТМ при работе на режиме Тi находим по величине отрезка а1а9 с учетом масштаба шкалы NТ, а соответствующую мощность двигателя – по шкале Nе второго квадранта путем проецирования на нее точки а5. Значение ηТ для рассматриваемого режима работы ЗТМ обозначено отрезком а1 а11.

2.Аналитический способ построения тяговой характеристики

Для возможности построения тяговой характеристики ЗТМ аналитическим методом наряду с ранее перечисленными исходными данными необходимо располагать уравнениями кривых пе = пее) и Gе = Gее).

Рис. П.2. Форма регуляторной характеристики двигателя, применяемая для построения тяговой характеристики [5]

Рассмотрим приближенный аналитический метод построения тяговой характеристики ЗТМ [5], имеющей двигатель с всережимным регулятором.

Целесообразно отметить, что этот метод построения тяговой характеристики является единственно возможным, если нет регуляторной характеристики двигателя, а известны только его некоторые параметры: число оборотов коленчатого вала при холостом ходе пех, номинальное чис-

143

ло оборотов коленчатого вала двигателя пен, число оборотов коленчатого вала при максимальном крутящем моменте двигателя пем, номинальный крутящий момент двигателя Мен и максимальный крутящий момент Ме max.

1. Построение основной зависимости тяговой характеристики ЗТМ – кривой действительной скорости движения Vд в функции силы тяги Т.

На регуляторной характеристике двигателя (рис. П. 2), построенной в функции крутящего момента Ме, кривую изменения числа оборотов коленчатого вала пе с достаточной степенью точности можно заменить двумя прямыми а1а2 и а2а3. Тогда при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики справедливо уравнение

tgα =

nex n

= С1

,

(П. 8)

 

 

 

 

Meн

 

 

а число оборотов коленчатого вала двигателя пе, соответствующее крутящему моменту Ме, может быть определено из выражения

n = n

C M

.

(П. 9)

e

ex

1

e

 

Окружная сила движителя равна

 

 

Pк = Pf

+ T =

Mе iм ηм

(П. 10)

rc

 

 

 

 

 

 

Связь числа оборотов коленчатого вала двигателя с окружной силой колесного движителя определится, если в полученное выражение (П. 9) подставить значение Ме, воспользовавшись формулой (П. 10):

 

 

ne = nex C1

(T + Pf )rc

 

.

 

 

 

 

 

(П. 11)

 

 

 

i η

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

Когда двигатель работает на безрегуляторной ветви характеристи-

ки, то аналогичным образом можно получить уравнения

 

 

 

nn

 

 

; n = n

C

(М

 

М

 

)

(П. 12)

tgβ =

 

 

= С2

e

2

 

е

 

ен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me max Meн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

(T + Pf

)rc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

(П. 13)

ne

= nC2

 

 

 

 

 

М ен

 

 

 

 

 

 

 

iмηм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Имея в виду выражения (П.10) и (П.8), получим формулы для по-

строения действительной скорости движения ЗТМ:

 

 

при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики

 

 

r

 

(T + P

)r

 

 

 

T

 

 

T

 

n

км/ч

(П. 14)

 

c

 

f

c

 

 

 

 

 

 

 

Vд = 0,377

 

nex C1

 

 

1

A

 

 

+ B

 

 

 

 

 

iм

iмηм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при работе двигателя на безрегуляторной ветви характеристики

V = 0,377

r

n C

 

(T + P )r

c

 

 

f c

iм

2 iмηм

д

 

 

T

T

n

км/ч

(П. 15)

 

 

 

Мен 1

A

 

 

+ B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144

2. Построение основной зависимости тяговой характеристики ЗТМ – кривой часового расхода топлива GТ в функции силы тяги Т.

На регуляторной характеристике двигателя кривую изменения часового расхода топлива заменяем двумя, прямыми b1b2 и b2b3. Тогда при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики будет справедлива зависимость

tgγ =

Gен Gеx

= C .

(П. 16)

 

3

 

 

Mен

 

Следовательно, часовой расход топлива

 

GT = Gex + C3Me

(П. 17)

или, подставляя значение Ме, определяемое выражением (П.8), получим формулу для расчета СT на регуляторной ветви характеристики:

GT = Gex + C3

(T + Pf )rc

кг.

 

 

(П. 18)

 

 

 

 

 

 

 

 

i

η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м м

 

 

 

На безрегуляторной

ветви

характеристики

двигателя

ана-

логичным образом получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgθ =

Gен Gем

 

= C4 .

 

 

(П. 19)

Mе max Meн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончательная формула для расчета СТ на безрегуляторной вет-

ви характеристики будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(T + Pf

)rc

 

 

кг.

 

(П. 20)

GT = G+ C4

 

 

 

 

Мен

 

 

 

iмηм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Построение производной зависимости тяговой характеристики

кривой тяговой мощности NТ в функции силы тяги Т.

Чтобы получить расчетную формулу, необходимо в уравнение

NT

=

T Vд

подставить значение VД сначала из уравнений (П.14), а затем

270

 

 

 

 

из выражения (П.15). Тогда получим окончательные расчетные уравнения для определения тяговой мощности землеройно-транспортной машины:

при работе двигателя на регулярной ветви характеристики

r NT = 0,0014T ic

м

nex

 

(T + P

)r

 

 

T

T

n

л.с.

(П. 21)

 

f

c

 

 

 

 

 

C1

 

 

1

A

 

 

+ B

 

 

 

 

 

iмηм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при работе двигателя на безрегуляторной ветви характеристики

N

 

= 0,0014T

rc

n

C

 

(T + Pf )rc

 

 

 

 

 

T

 

iм

 

2

iмηм

 

 

 

T

T

n

л.с.

(П. 22)

 

 

 

 

М

ен 1

A

 

 

+ B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Построение производной зависимости тяговой характеристики – кривой удельного расхода топлива gT на одну тяговую лошадиную силу в час в функции силы тяги Т.

Для этой цели воспользуемся формулой (П.9) 145

gT = 1000 GT ,

NT

которую представим в развернутом виде путем подстановки значений GT и NT, определяемых выражениями (П.18), (П.21), а затем (П.20), (П.22). Тогда получим:

при работе двигателя на регуляторной ветви

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(T + Pf

)rc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г/л.с.ч.

(П. 23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gex + C3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gT = 716322

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

(T + P

)r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

f

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

nex C1

 

 

 

 

 

 

1

A

 

 

 

 

+ B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iмηм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iм

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при работе двигателя на безрегуляторной ветви характеристики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(T + Pf )rc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г/л.с.ч.

(П. 24)

 

 

 

 

 

 

 

G+ C4

 

 

 

 

 

 

Мен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gT = 716332

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rc

 

 

 

(T + Pf

)rc

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

T

 

 

nC2

 

 

 

Мен

1

A

 

 

+ B

 

 

 

 

 

i

м

i η

 

 

R

R

 

 

 

 

 

 

 

м м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Построение производной зависимости

 

 

 

тяговой характеристики

– кривой тягового КПД ηТ в функции силы тяги Т.

 

 

 

 

 

Формулу для определения тягового КПД представим в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= η м (1 δ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П. 25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + Р f

T

и после подстановки значения δ, определяемого выражением (П.1), получим окончательную формулу

ηT = ηмР

1+ f

T

 

 

T

T

n

(П. 26)

 

 

 

 

 

1

A

 

 

+ B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полученные уравнения дают возможность строить кривые тяговой характеристики на разных передачах, но вместе с тем необходимо дать определение области их применения.

 

 

 

При расчете значений Vд, GT, NT и gT по формулам (П. 14), (П.18),

(П.

 

21), (П.

23) нужно подставить значение Т от нуля до

Т

 

=

Мен iм ηм

 

P , т.е. в диапазоне работы двигателя на регулятор-

 

Н

 

rc

f

 

 

 

 

ной ветви характеристики.

 

 

 

При Т > Тн расчет значений Vд, GT, NT и gT нужно производить по

формулам (П. 15), (П. 20), (П. 22), (П. 24), которые применимы для расчетного случая, соответствующего режиму работы двигателя на безре-

146

гуляторной ветви характеристики. Значения Рf, входящие в приведенные выше выражения, нужно подсчитывать по формуле (П. 2).

В заключение следует отметить, что рассмотренный приближенный метод построения тяговой характеристики ЗТМ дает достаточно высокую точность.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П.4

 

Технические характеристики автогрейдеров

 

 

Параметры

 

ДЗ-98

 

ДЗ-122

ДЗ-143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс

 

 

250

 

 

170

140

 

 

 

 

 

 

 

Вес, эксплуатационный

19 500/20 487

 

13 900 кг

12 500 кг

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Габариты (ДхШхВ), мм

10800х3220х4

 

10010х2500х3

8950х2500х35

 

 

 

000

 

 

620

10

 

 

 

 

 

 

Колея узких передних ко-

2 622

мм

 

-

 

лес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колея

широких передних

 

 

 

-

 

2 696

мм

 

 

 

колес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колея узких задних колес

2 502

мм

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колея

широких

задних

2 576

мм

 

2 000 мм

 

колес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вес автогрейдера,

прихо-

5 660

кг

 

 

 

дящийся на передний мост

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вес,

приходящийся на

13 850 кг

 

 

 

средний и задний мосты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вес эксплуатационный

19 510 кг

 

13 900 кг

12 500 кг

 

 

 

 

 

 

 

База

 

 

6 000

мм

 

5870 мм

6 200 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

147

 

 

 

Продолжение табл. П.4

Качание

в поперечной

 

 

 

+/- 15 град.

 

плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Складывание рамы в обе

жесткая

 

30 град.

жесткая

стороны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Радиус поворота

 

 

18 м

 

 

12,5 м

 

 

 

 

 

 

Угол наклона передних

 

 

 

+/- 20 град.

 

колес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузка

на

грунт

при

 

 

 

 

 

отвале,

установленном

103

000

Н

 

 

перпендикулярно

про-

(10 500 кгс)

 

 

дольной оси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузка

на

грунт

на

45

400 Н

(4

 

 

зубьях кирковщика

 

630 кгс)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кол-во передач

 

6

вперед/6

 

 

 

назад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяга на отвале при дви-

185

650

Н

 

 

жении вперед

 

 

(18 565 кгс)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип привода

(колесная

 

 

 

1х2х3

 

1х3х3

 

 

1х2х3

формула)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минимальный

радиус

18 м

 

 

 

поворота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уклон удержания маши-

не

менее

15

 

 

ны стояночным тормозом

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведущие мосты

 

все (3)

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

148

 

 

 

Продолжение табл. П.4

Управляемый мост

передний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полностью

 

 

Полуоси

разгружен-

 

 

 

ного типа

 

 

 

 

 

 

 

 

16.00-24

 

14.00-20

 

 

 

Размер шин

дюйм

 

 

 

 

 

 

 

 

или

20,5-25

 

 

 

дюйм

 

 

 

Давление в шинах

0,23....0,28

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двигатель

 

 

 

 

 

 

 

Тип

дизельный

автодизель

дизельный

 

 

 

 

 

 

ЯМЗ-238НДЗ

ЯМЗ-236, Д-

Д-260.2 / А-

 

или

 

260

Модель

 

Cummins, А-

01МС / А-

 

Cummins M-

01

 

 

 

01М

 

11C265

 

 

 

 

 

 

 

 

 

173 кВт (240

110,3 кВт/

95,6 кВт/130

Мощность

л.с.) или 202

150 л.с.

л.с.

 

кВт (275 л.с.)

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота вращения

1700 об/мин

1 700 об/мин

 

 

 

 

 

Пуск

стартерный

 

 

 

 

 

 

 

Мин. удельный расход

220

г/кВт.ч

165 г/л.с.ч

 

 

 

топлива

(162 г/л.с.ч)

 

 

 

 

 

 

 

149

Продолжение табл. П.4

 

 

 

 

механиче-

механиче-

гидромеха-

 

 

 

 

ская

ническая /

 

 

 

 

ская, с при-

 

 

 

 

число пере-

механиче-

 

 

 

 

водом на все

дач: назад – 2;

ская

 

 

 

 

колеса, с ме-

вперед – 6

число пере-

Тип трансмиссии

 

 

 

дач: назад –

 

 

ханизмом

 

2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вперед – 6/4

 

 

 

 

отключения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переднего

 

 

 

 

 

 

моста

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стояночный тормоз

 

ленточного

 

 

 

типа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Промежуточные

переда-

карданные

 

 

чи к мостам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость движения

ма-

 

 

от 4,0 до 43

шины

вперед при

ном.

от 3,5 до 41

 

км/час

 

 

частоте

вращения

колен.

км/час

 

 

вала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грейдерный отвал

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина

 

 

 

4 200 мм

3744 мм

 

 

 

 

 

 

 

Высота

 

 

 

700 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Поворот отвала

 

 

360 град.

360 град.

360 град.

 

 

 

 

 

Угол резания

 

 

30-70

 

 

 

 

 

 

Угол срезаемого откоса

 

90 град.

 

 

 

 

 

 

 

Боковой вынос в обе сто-

 

 

 

роны

 

 

 

 

800 мм

800 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150