Данные тормозных испытаний двигателя СМД-14

(тракторы ДТ-75 и Т-74)

Показатель	Значение показателя (на максимальном скоростном режиме)
Частота вращения коленчатого вала n,	1800 (30)	1750 (29,2)	1700 (28,3)	1600 (26,7)	1500 (25)	1400 (23,2)	1300 (21,7)	1200 (20,9)
Крутящий момент Ме, кН. м		0,180	0,320	0,330	0,341	0,350	0,351	0,352
Эффективная мощность Nе,кВт		28,0	56,9	55,3	53,5	51,4	47,8	44,1
Часовой расход топлива, Gт, кг/ч	3,5	9,0	15,0	14,2	14,0	13,6	13,1	12,7
Удельный расход топлива gе, г/(кВт. ч)	∞
Показатель	Значение показателя для регуляторной ветви кривых на пониженном скоростном режиме
n, об/мин	1750 (29,2)	1700 (28,3)	1650 (27,5)
Мен, кН. м		0,175	0,325
Nен, кВт
Gтп, кг/ч	3,2	8,75	14,2
gен, г/(кВт. ч)	∞

Рис.1.1 Скоростная характеристика двигателя СМД-14

 

3. Для иллюстрации влияния загрузки двигателя на его экономичность по расходу топлива строят график зависимости удельного расхода топлива (в %) при различной степени загрузки двигателя(в %) на максимальном скоростном режиме. С этой целью по регуляторной характеристике (рис.1.1) определяют значения удельного расхода топлива при различной степени загрузки двигателя и записывают их в таблицу 1.3. (В таблице приведены данные для двигателя СМД-14).

В первой строке таблицы записывают значение N_ен (кВт) и соответствующее ей значение удельного расхода топлива (г/(кВт. ч), принимая их за 100%. Затем рассчитывают численные значение эффективной мощности (кВт), соответствующей заданной в процентах степени загрузки двигателя (80, 60, 40 от N_ен) и заносят в первую колонку таблицы. Затем по графику (рис.1.1) устанавливают величины удельного расхода топлива при полученных значениях эффективной мощности (г/кВт. ч) и подсчитывают их процентное выражение по отношению к удельному расходу при Nен.

По данным таблицы 1.3. строят график, откладывая на оси абсцисс загрузку двигателя в процентах, а по оси ординат – удельный расход топлива в процентах. Из рисунка будет видно, что с уменьшением загрузки двигателя удельный расход топлива увеличивается.

4. При работе трактора в составе машинно-тракторного агрегата (МТА) на коленчатом валу его двигателя создается момент сопротивления М_с (кН.м). Его величина не остается постоянной, а меняется от своего максимального М_{с max} до минимального М_{с min} значения (см. рис.1.1).

Преодоление случайных перегрузок, возникающих вследствие неустановившегося характера работы МТА, обеспечивается запасом крутящегося момента двигателя (М_еmax – М_ен). Условие безостановочной работы двигателя М_сmax ≤0,97 М_еmax. В свою очередь среднее значение момента сопротивления определяют из выражения:

(1.8)

 

где δ_R – степень неравномерности тягового сопротивления машины [см.4.стр.31.таб.1.11]

A

Б

Рис.1.2 Регуляторные характеристики двигателя СМД-14: А - в функции крутящего момента; Б – в функции мощности.

Значения основных показателей двигателя Таблица 1.2

№ п.п.	Показатель	Скоростной режим
Макси-мальный	Пони-женный
1.	Частота вращения коленчатого вала, об/мин: а) на холостом ходу – nx, nxn б) номинальная – nн, nнn в) минимальная (при перегрузке) – nmin
2.	Разбег регулятора, об/мин – Δn
3.	Степень неравномерности регулятора – δR
4.	Коэффициент уменьшения частоты вращения коленчатого вала – Квр
5.	Номинальная (макс.) мощность, кВт – Nен, Nепн
6.	Крутящий момент, кН.м: а) при номинальных оборотах - Мен, Менn б) максимальная – Ме max, Меn max
7.	Коэффициент приспособляемости – Кд, Кдn
8.	Часовой расход топлива, кг/ч: а) на холостом ходу – Gтк, Gткп б) при номинальных оборотах – Gтн, Gтмп в) при максимальном крутящем моменте
9.	Удельный расход топлива, г/(кВт.ч): а) на холостом ходу – gех, gехп б) при номинальных оборотах – gен, gенп в) при максимальном крутящем моменте
10.	Экономический кпд двигателя при двух значениях нагрузки: а) номинальной – ηдн б) недогрузке (нагрузка 50% от номинальной) – ηд

 

 

Таблица 1.3

 

Загрузка двигателя	Удельный расход топлива
кВт	% к Nен	г/(кВт.ч)	% к удельному расходу при Nен
56,9
45,5
34,1		и т.д.
22,8

 

Наименьшее и наибольшее значение момента сопротивления равны:

(1.9)

Для того, чтобы двигатель не работал долго в режиме перегрузки (рис.1.1, заштрихованная часть графика), средний момент сопротивления М́_сср подсчитывают с уточнением из условия:

Отсюда:

(1.10)

5. По выше приведенным материалам дают общую оценку двигателя.

6. Для анализа тяговых свойств трактора, выполнения расчетов по составлению МТА и др. используют тяговые характеристики тракторов:

Тяговые характеристики строят по табличным данным в [4. стр.40, табл.1.15] и в приложении 2.

В соответствии с заданием вычерчивают экспериментальную тяговую характеристику трактора на заданном фоне поля на миллиметровой бумаге формата 210х297 мм. На рисунке 1.3, по данным приложения 2, вычерчена тяговая характеристика трактора ДТ-75.

На шкале абсцисс откладывают тяговые значения усилия на крюке трактора Р_кр. Наибольшее его значение имеет место на нижней передаче при р_{кр max} (см. приложение 2). При построении шкал крюковой мощности N_кр, скорости движения V, буксовая δ, часового расхода топлива G_т, частоты вращения коленчатого вала n, в таблице тяговых характеристик находят пределы изменения каждой величины, выбирают масштаб и строят шкалы, а затем наносят точки и строят кривые, показывающие закономерность изменения каждого эксплуатационного показателя трактора. Для построения кривых удельного расхода топлива g_кр (г/(кВт.ч) используют зависимость

. (1.11)

Из рисунка 1.3 видно, что каждый из эксплуатационных показателей, кроме δ, представлен количеством кривых, равным количеству передач трактора. Для каждой группы кривых, соответствующих одной передаче, характерны три группы показателей:

1 группа: при Р_кр=0 (холостой ход трактора)-δ=0;

G_т=G_тк; N_кр=0; V=V_x; n=n_max;

2 группа: при Р_кр=Р_крн; (полная загрузка трактора)- δ=δ_н;

G_т=G_{т max}; N_кр=N_{кр max}; V=V_рн; n=n_н;

3 группа: при Р_кр=Р_{кр max} (перегрузка трактора)- δ=δ_max;

G_т=G_тр; N_кр; V=V_{р min}; n=n_min;

Основные цифровые данные из тяговой характеристики заносят в таблицу 1.4. Сюда же записывают табличные данные по второму (в соответствии, с заданием) фону поля. Данные таблицы 1.4 будут использованы в следующих заданиях.

По графику и таблице необходимо проследить изменение основных эксплуатационных показателей трактора в зависимости от нагрузки на крюке, фона поля и передачи трактора и проанализировать их.

7. Соединив плавными кривыми точки N_{кр max}, V_рн, G_{т max} получают потенциальную характеристику трактора (см. штриховые линии на рис.1.3).

Наряду с другими вопросами потенциальная характеристика дает возможность обосновать основную рабочую передачу при комплектовании МТА. При выполнении конкретной сельскохозяйственные работы той или иной машиной хорошее качество выполняемой работы может быть обеспечено при движении МТА с определенными скоростями. Интервал рабочих скоростей (агротехнически допустимых) V_агр приведен в [4, стр.8, табл.1.2]. Предельные значения этих скоростей точками отмечают на шкале V (рис.1.3) и на кривой скоростей потенциальной характеристики, а затем делают переход на кривую мощностей потенциальной характеристики. Так как мощность есть работа в единицу времени, то в качестве основной рабочей передачи следует принять ту, на которой N_{кр max} имеет наибольшее значение. Но при этом должна быть хотя бы одна высшая (резервная) передачаV_рез. Например, для трактора ДТ-75, работающего на почве, подготовленной под посев (рис.1.3), следует в качестве основной рабочей принять II передачу, а в качестве низшей резервной – I передачу. Однако, предварительно надо убедиться, что скорость движения на этих передачах лежит в интервале технологически (агротехнически) допустимых скоростей.

8. Используя регуляторную (рис.1.1) и тяговую (рис.1.3) характеристики, определяют тяговый η_т и экономический η_эт КПД трактора при двух значениях загрузки, применительно к основной рабочей передаче (обусловленной в п.7).

-полной загрузке (Р_кр=Р_крн);

-половинной загрузке (Р_кр=0,5 Р_крн);

(1.12)

η_эт = . (1.13)

 

При подсчете η_т при половинной нагрузке определяют по тяговой характеристике G_т и n_кр, соответствующие 0,5Р_крн. Найденное значение G_т отыскивают на регуляторной характеристике и определяют соответствующее этому расходу топлива N_е, затем подставляют в формулу (12) для определения g_кр.

 

9. Выводы по тяговой и потенциальной характеристике трактора: тяговое усилие, скорости, место точки перегиба кривой крюковой мощности на потенциальной характеристике, сцепные свойства и др.

 

Рис. 1.3 Тяговая характеристика трактора ДТ-75.

Фон поля – почва, подготовленная под посев; 1, 2, 3 – кривые потенциальной тяговой характеристики трактора

 

 

Таблица 1.4

Значение основных эксплуатационных показателей трактора____(марка)

Параметры	Стерня	Почва, подготовленная под посев
Передача	Передача
I	II	III	IV	V	I	II	III	IV	V
1.При холостом ходе трактора, Ркр=0 Vх, км/ч n, об/мин Gт, кг/ч
2. При максимальной тяговой мощности трактора, Nкр=Nкр max Nкр max, кВт Ркрн, кН Vрн, км/ч δ, % n, об/мин Gт max, кг/ч
3. При максимальном тяговом усилии на крюк, Ркр=Ркр max Nкр, кВт Ркр max, кН Vр, км/ч δ, % n, об/мин Gт, кг/ч

Контрольные вопросы к заданию № 1.

1.Что понимают под регуляторной характеристикой двигателя?

2.В функции каких величин строят регуляторные характеристики?

3.Определите на рис.1.1 значения всех показателей, соответствующих М_е=М_{е max}

4.Определите на всех рисунках значения всех показателей при n=n_н и N_e=N_ен

5.В интервале каких оборотов работа двигателя протекает устойчиво?

6.При каких режимах нагрузки работа двигателя наиболее экономична?

7.Изменится ли величина тягового усилия трактора при переводе двигателя (имеющего всережимный регулятор) на пониженный скоростной режим?

8.Как изменяется экономичность работы двигателя при его недогрузке?

9.Сопоставляя регуляторную и тяговую характеристики, определить, какую мощность развивает двигатель при 100-процентной загрузке на крюке и работе на передаче, на которой N_{кр max} имеет наибольшее значение.

10.Определить по тяговой характеристике физическое состояние трактора на низшей рабочей передаче:

а) при Р_кр=Р_{кр max}

б) при Р_кр=0

ЗАДАНИЕ № 2.