Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Работы двигателей тракторов

Стр 1 из 22Следующая ⇒

Обоснование энергосберегающих режимов

1. Выписать из табл. 1.1 исходные данные по соответствующему варианту задания.

2. Выполнить в тетради рис 1.1, указать на нем регуляторную и перегрузочную (корректорную) ветви регуляторной характеристики дизельного двигателя с всережимным регулятором, а также выбрать взаимосвязанные значения крутящего момента М мощности N и частоты вращения я для основных граничных режимов работы, записав их в тетради.

3. Определить коэффициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту Км и по частоте вращения Кn и указать направление их изменения с целью улучшения эксплуатационных показателей двигателя и трактора в целом (пояснить, в чем выражается это улучшение).

4. Определять из условия безостановочной устойчивой работы наибольшее допустимое значение момента сил сопротивления на валу двигателя Му и соответствующую частоту вращения ny.

 

Таблица 1.1.

Варианты заданий

№ варианта Трактор Двигатель Коэффициент вариации момента сил сопротивления, %
1 Т–25А Д–21А 10
2 Т–30 Д–120 20
3 Т–30А–8 Д–120 30
4 Т–40М Д–144 10
5 Т–40АМ Д–144 20
6 ЮМЗ–6АКЛ Д–65М 30
7 МТЗ–80 Д–240 10
8 МТЗ–82 Д–240 20
9 МТЗ–100 Д–245 30
10 МТЗ–102 Д–245 10
11 Т–142 Д–260Т 20
12 ЛТЗ–55А Д–144–32 30
13 ЛТЗ–60АВ Д–65М1Л 10
14 ЛТЗ–155 СМД–25 (Д–181Т) 20
15 Т–3К СМД–19Т 30
16 Т–150К СМД–62 10
17 К–700А ЯМЗ–238НБ 20
18 К–701 ЯМЗ–240БМ 30
19 К–701М ЯМЗ–8423 10
20 ДТ–75МЛ А–41 20
21 ДТ–75Т Д–440 30
22 Т–70СМ Д–241Л 10
23 Т–150 СМД–60 20
24 ДТ–175С СМД–66 30
25 Т–4А А–01М 10
26 Т–250 Д–460.1 30
27 Т–25А Д–21А 20
28 Т–30 Д–120 10
29 Т–30А–8 Д–120 20
30 Т–40АМ Д–144 10

5. Выбрать из таблицы 1.3 оптимальное значение коэффициента загрузки двигателя по мощности eN0 при заданном коэффициенте вариации момента сил сопротивления vM и рассчитать соответствующую частоту вращения ne0. Рассчитать также оптимальное значение коэффициента загрузки двигателя по крутящему моменту eM0 и сравнить его с eN0.

6. Исходя из условия нормального распределения момента Мc сил сопротивления на валу двигателя, определить его наименьшее МСМ и наибольшее Мст значения. Сравнить Мст с МY и сделать заключение о необходимости переключения передач трактора в процессе работы.

7. Представить итоговые результаты расчетов по каждому пункту в форме таблицы, приведенной в конце задания.

 

Основные положения

 

Основной целью задания является получение студентами устойчивых навыков самостоятельного выбора режима высокоэффективного использования двигателей тракторов в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операций.

Поскольку двигатель является источником энергии на агрегате, то в конечном итоге задача сводится к умению реализовать вырабатываемую энергию с наибольшей эффективностью в соответствии с современными требованиями ресурсосбережения.

 

Методические указания по выполнению задания 1

 

Методические указания относятся к дизельным двигателям с всережимными регуляторами, которыми оснащены все тракторы и самоходные с.-х. машины.

1. Исходные данные из табл. 1.1. выписываются соответствии с номером варианта задания.

2. Регуляторной ветви на рис. 1.1 соответствует участок ав, а перегрузочной (корректорной) – вс.

Основным граничным режимам работы двигателя соответствуют: точка а – режим холостого хода при полной подаче топлива, крутящем моменте МХ = 0, мощности NX = 0 и частоте вращения nX; точка в – режим номинальной (паспортной) загрузки при крутящем моменте МH, мощности NH и частоте вращения nH; точка с – режим максимальной перегрузки при наибольшем крутящем моменте Mm, мощности Nm и частоте вращения nm.

Значения nX, nH, nm, МH, Mm, NH, выбираются непосредственно из табл. 1.2. Под NH, подразумевается номинальная эффективная мощность двигателя при номинальной частоте вращения nH, полной подаче топлива, нормальных атмосферных условиях, температуре и плотности топлива. При определении NH, двигатель устанавливается на стенд без вентилятора, воздухоочистителя и другого вспомогательного оборудования.


 

Рис. 1.1. Регуляторная характеристика двигателя

 

Эксплуатационная мощность двигателя NЭ определяется в тех же условиях, но с полным комплектом оборудования, включая вентилятор, воздухоочиститель и другие.

Мощности NH и NЭ различаются незначительно, поэтому в последующих расчетах рассматривается только номинальная мощность NН (NH» NЭ).

Значение мощности Nт рассчитывается по формуле

, (1.1)

где wт – угловая скорость, рад/с; nm – соответствующая частота вращения, об/мин.

3. Коэффициенты приспособляемости по крутящему моменту (коэффициент запаса крутящего момента) КМ и по частоте вращения Кn в соответствии с теорией трактора определяются виде соотношений:

; . (1.2)

Указанные коэффициенты характеризуют способность двигателя преодолевать временные перегрузки при колебаниях сил сопротивления, действующих на трактор и на рабочую машину. Чем больше значения и КМ, тем выше способность двигателя преодолевать временные перегрузки без переключения передач трактора. Соответственно обеспечивается более высокая производительность агрегата при прочих равных условиях.

 

Таблица 1.2

Исходные данные по двигателям трактора

Трактор (колёсная формула) Двигатель nX, об/мин nН, об/мин nm, об/мин MH, кН м Mm, кН м NH, кВт
Т–25А (4К2) Т–30 (4К2) Д–21А 1920 1800 1200 0,0971 0,110 18,38
Т–30А–80(4К4) Т–40М (4К2) Д–120 2133 200 1333 0,105 0,119 22,10
Т–40АМ (4К4) ЮМЗ–6АКЛ Д–144 1950 1795 1200 0,196 0,226 36,76
(4К2) МТЗ–80 (4К2) Д–65М 1870 1750 1250 0,253 0,290 46,32
МТЗ–82 (4К4) МТЗ–100 (4К2) Д–240 2350 2200 1400 0,239 0,280 55,22
МТЗ–102 (4К4) Д–245 2380 2200 1400 0,319 0,375 73,60
Т–142 (4К4) Д–260Т 2272 2100 1337 0,517 0,607 114,00
ЛТЗ–55А (4К4) Д–144–32 1950 1800 1204 0,183 0,205 39,00
ЛТЗ–60АВ (4К4) Д–65М1Л 1870 1750 1250 0,253 0,290 46,32
ЛТЗ–155 (4К4) СМД–25 (Д–181Т) 2001 1850 1237 0,566 0,665 110,00
Т–3К (4К2) СМД–19Т 2020 1900 1296 0,442 0,507 88,30
Т–150К (4К4) СМД–62 2280 2100 1400 0,552 0,635 121,47
К–700А (4К4) ЯМЗ–238НБ 1820 1743 1200 0,842 0,970 153,67
К–701 (4К4) ЯМЗ–240БМ 2150 1900 1328 1,108 1,220 221,00
К–701М (4К4) ЯМЗ–8423 2150 1900 1328 1,233 1,490 246,00
ДТ–75М (гусеничный) А–41 1870 1750 1200 0,352 0,420 66,25
ДТ–75 (гусеничный) Д–440 (постоянной мощности) 1930 1750 1293 0,380 0,515 66,90
Т–70СМ (гусеничный пропашной) Д–241Л 2275 2100 1400 0,233 0,269 51,50
Т–150 (гусеничный) СМД–60 2180 2005 1400 0,529 0,606 111,03
ДТ–175С (гусеничный) СМД–66 2080 1900 1327 0,627 0,718 125,10
Т–4А (гусеничный) А–01М 1840 1700 1200 0,558 0,630 99,26
Т–250 (гусеничный) Д–460.1 1948 1800 1270 0,973 1,098 184,00

 


4. На основании опытных данных установлено, что устойчивая работа тракторного двигателя при малой вероятности остановки обеспечивается при соблюдении условия

МУ = 0,97 Мт (1.3)

где МУ – наибольшее допустимое значение момента сил сопротивления на валу двигателя, кН×м.

Многие современные тракторы оборудованы тахоспидометрами, позволяющими оценивать загрузку двигателя по частоте вращения.

В связи с этим необходимо определить частоту вращения вала двигателя nУ соответствующую в (1.3) наибольшему значению:

МУ £ 0,97 Мт

Используются для этого аналитические зависимости между крутящим моментом М на валу двигателя и частотой вращения n. Для этого график зависимости М = f (n) на регуляторной характеристике рассматриваем приближенно в виде двух прямолинейных участков ав – регуляторная ветвь и вс– перегрузочная ветвь.

На. участке ав крутящий момент в любой i -й точке можно рассчитать по формуле

Мiав = MH (nx – ni)/(nx – nH) (1.4)

Аналогичным образом можно установить зависимость между Мi и ni на участке вс:

(1.5)

Приняв в этом равенстве Мiвс = М = 0,97 Мт, получим соответствующую частоту вращения:

(1.6)

Сопоставляя значение nУ из (1.6) с показателями тахоспидометра в процессе работы, можно подбирать такие передачи трактора и соответствующие скорости, при которых фактическая частота вращения вала двигателя пi, будет удовлетворять требованию устойчивой работы по условию ni ³ nУ.

5. Режим загрузки двигателя наиболее полно характеризуется коэффициентом загрузки по мощности:

(1.7)

где NH, N e – номинальная мощность и мощность при данном коэффициенте загрузки, кВт.

Под оптимальным подразумевается такой режим загрузки двигателя, при котором выбранный технико-экономический показатель работы двигателя, трактора или соответствующего агрегата в целом достигает экстремального (максимальное или минимального) значения. Чаще в качестве такого критерия оптимальности применяют минимум удельного (на единицу выполненной работы) расхода топлива, который примерно соответствует минимальному расходу топлива двигателем (gе ® min) в расчете на единицу эффективной мощности.

Оптимальное значение e N0 зависит от конструкции двигателя, особенностей регуляторной характеристики, характера внешней нагрузки и т.д. Чем больше неравномерность внешней нагрузки, характеризуемой коэффициентом вариации момента сил сопротивления vM, тем меньше должно быть значение e N0, так как требуется больший запас, мощности для преодоления перегрузок. Вследствие отсутствия надежных аналитических методов решения значения e N0 обычно определяют экспериментальным путем. Такие опытные значения e N0 для основных типов эксплуатируемых тракторных двигателей в зависимости от значения vM приведены в табл. 1.3 (по литературным данным). Для двигателей новых тракторов приведены ориентировочные значения e Н0 отмечены индексом у в учебных целях.


Выбрав из табл.1.3 оптимальное значение коэффициента загрузки e N0 заданного двигателя, необходимо рассчитать соответствующую частоту вращения вала двигателя п e0, чтобы по показателям тахоспидометра можно было выбрать соответствующий оптимальный режим работы двигателя и трактора в целом.

Поскольку e N0 < 1, то значение п e0 следует рассчитывать на основании формулы (1.4) для регуляторной ветви.

Равенство (1.7) при e N = e N0, с учетом (1.1), (1.4) можно представить в виде

(1.8)

где М e0 – значение крутящего момента при ni = n e0 кН×м.

 

Таблица 1.3

Значения e N0 в зависимости от vM, обеспечивающие минимальный удельный расход топлива двигателей, gе ® min.

Двигатель Значения vM, %
10 20 30
Оптимальные значения e N0
Д–21а 0,921 0,836 0,750
Д–120 0,925 (у) 0,838 (у) 0,760 (у)
Д–144 0,906 (у) 0,837 (у) 0,756 (у)
Д–65М 0,920 (у) 0,824 (у) 0,730 (у)
Д–240 0,905 0,811 0,718
Д–245 0,906 (у) 0,813 (у) 0,719 (у)
Д–260Т 0,907 (у) 0,814 (у) 0,719 (у)
Д–144–32 0,905 (у) 0,822 (у) 0,728 (у)
Д–65М1Л 0,921 (у) 0,823 (у) 0.729 (у)
СМД–25 (Д–181Т) 0,907 (у) 0,812 (у) 0,719 (у)
СМД–19Т 0,928 (у) 0,838 (у) 0,756 (у)
СМД–62 0,927 0,838 0,755
ЯМЗ–238НБ 0,904 0,805 0,698
ЯМЗ–240БМ 0,923 0,837 0,752
ЯМЗ–8481.10 0,924 (у) 0,837 (у) 0,753 (у)
А–41 0,921 (у) 0,828 (у) 0,740 (у)
Д–440 0,921 (у) 0,829 (у) 0,741 (у)
Д–241Л 0,905 (у) 0,812 (у) 0,719 (у)
СМД–60 0,926 0,830 0,752
СМД–66 0,927 (у) 0,837 (у) 0,754 (у)
А–01М 0,920 (у) 0,827 (у) 0,748 (у)
Д–460.1 0,922 (у) 0,829 (у) 0.747 (у)

При этом оптимальному режиму работы двигателя соответствует частота вращения:

(1.9)

Значение в процессе работы можно поддерживать по тахоспидометру путем соответствующего изменения скорости движения трактора и всего агрегата.

Более эффективным, естественно, является автоматическое поддержание значения п e0 путем бесступенчатого изменения скорости движения трактора, однако такие устройства на современных отечественных тракторах пока отсутствуют. Оптимальный коэффициент загрузки двигателя по крутящему моменту e М0 определяется с учетом (1.8) из равенства

(1.10)

На регуляторной ветви имеем nH ≤ n e0, поэтому. e M 0 ≤ e N 0. Равенство e M 0 = e N 0 имеет место только при nH = n e0. При нормальной загрузке двигателя значения nH и n e0 близки между собой, поэтому в практических расчетах можно принять e M 0» e N 0.

6. Распределение момента сил сопротивления на валу двигателя приближенно можно принять нормальным. При этом наименьшее МСМ и наибольшее Мст его значения определяются из равенств:

; (1.11)

где – математическое ожидание момента сил сопротивления, кН×м; s М – среднее квадратическое отклонение, кН×м.

Значение с учетом (1.9) можно определить на основании (1.8):

(1.12)

Коэффициент вариации vM и среднее квадратическое отклонение s М связаны соотношениями:

; (1.13)

При этом равенства (1.11) соответственно примут вид:

; (1.14)

Если Mcm ≤ MУ, то в процессе работы не требуется переключать передачи трактора из-за перегрузки двигателя и наоборот.

Если получено значение Mcm > MУ, то это свидетельствует о том, что оптимальный коэффициент загрузки e N 0 не может гарантировать полное исключение чрезмерных перегрузок из-за случайного характера изменения сил сопротивления. Будет весьма мала только вероятность таких перегрузок. Если стремиться к полному исключению этих перегрузок путем уменьшения, то возрастает вероятность работы двигателя со средней недогрузкой и как следствие – ухудшение его технико-экономических показателей.

Кроме рассмотренной нормальной регуляторной характеристики двигателя, получаемой на стенде при полной подаче топлива, в эксплуатационных условиях используют также частичные характеристики, получаемые при пониженной подаче топлива (из-за невозможности полной загрузки двигателя) Регуляторные ветви частичных характеристик примерно параллельны линий ав (с левой стороны) на рис. 1.1, а укороченные корректорные ветви совпадают с линией вс.

Для экономии топлива и энергии на частичном режиме рекомендуется включить более высокую скорость при одновременном уменьшении подачи топлива. Диапазон практического использования частичных режимов работы ограничен тем, что при этом укорачивается корректорная ветвь регуляторной характеристики и ухудшается способность двигателя устойчиво преодолевать кратковременные перегрузки. Полученные закономерности справедливы и для двигателей самоходных с.-х. машин, так как на них также установлены дизельные двигатели с всережимными регуляторами.

При выполнении задания на компьютере следует получить многовариантные решения исследовательского характера по каждому пункту с соответствующим анализом.

 

7. Итоговые результаты по пунктам, включая исходные данные

 

№ пункта Наименование и обозначение показателя или параметра Результат расчёта с указанием размерности
  Исходные данные  
     
     
     
     
     

 

Выполнил ________________________ Ф.И.О. студента

подпись

Принял ________________________ Ф.И.О. преподавателя

подпись

 

 

ЗАДАНИЕ 2

 


12345678910Следующая ⇒





Date: 2015-09-02; view: 1988; Нарушение авторских прав


mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.039 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию