0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое баланс мощности двигателя

Что такое баланс мощности двигателя

Тест «Баланс мощности по цилиндрам»

Тест «Баланс мощности по цилиндрам» (power balance) — специальный режим моторной диагностики, который служит для оценки вклада каждого цилиндра в работу двигателя и выявления неработающего цилиндра или цилиндра, работающего существенно хуже остальных.

Примечание. Зачастую данный тест сокращенно называют «Баланс мощности» — такое наименование использовать не рекомендуется, так как может возникнуть путаница с совершенно другим тестом — «Баланс индикаторной мощности». Тем не менее, «Баланс мощности по цилиндрам», «Баланс мощности» и «Баланс цилиндров» можно считать синонимами.

Общий принцип. При установившейся работе двигателя (как правило, примерно на 1000-2500 об/мин) последовательно отключаются цилиндры. После каждого отключения ждут стабилизации оборотов и фиксируют установившиеся обороты, а также, при наличии газоанализатора, показания CO и HC (стабилизации их показаний надо ждать несколько дольше — около 10-15 секунд, в зависимости от газоанализатора). Чем больше снижение оборотов — тем больше вклад соответствующего цилиндра в работу двигателя.

Отключение цилиндров может осуществляться:

— через отключение зажигания (искры);

— через отключение форсунок впрыска.

Рекомендации к применению. Данный метод рекомендуется применять при явно нестабильной работе двигателя, когда необходимо установить проблемный цилиндр или цилиндры.

Ограничения метода. Во-первых, не каждый способ отключения применим на любой системе зажигания или впрыска:

— на некоторых двигателях может быть существенно затруднен доступ к элементам системы зажигания или впрыска;

— отключение зажигания без отключения впрыска категорически запрещено на автомобилях с нейтрализатором отработавших газов, так как несгоревшее в отключенном цилиндре топливо очень быстро выведет его из строя;

— отключение зажигания без отключения впрыска не рекомендуется на автомобилях с датчиками кислорода по той же причине;

— ручное отключение элементов вторичной системы зажигания может привести и к поражению диагноста электрическим током (при несоблюдении правил техники безопасности) и к выходу из строя элементов системы зажигания (катушки, распределителя и др.) и пр.;

— отключение форсунок впрыска требует подключения мотор-тестера в разрыв штатного жгута форсунок. Так как конфигурация жгутов на всех автомобилях различна — такой способ отключения цилиндров применим только на автомобилях, подключение к жгуту форсунок которых возможно с помощью переходника, поставляемого к мотор-тестеру;

— отключение элементов систем зажигания или впрыска может приводить к сохранению кодов неисправностей в блоке управления двигателем — помните, что многие современные системы управления не позволяют стирать коды неисправностей без сканера.

Во-вторых, метод анализа падения оборотов применим только на четырех, максимум шести цилиндровых двигателях — это связано с тем, что:

— в автомобилях с большим количеством цилиндров вклад каждого цилиндра в работу двигателя относительно невелик (то есть отключение одного цилиндра менее заметно и практически не сказывается на работе двигателя вцелом). Хотя иногда проводят тест на таких двигателях с отключением цилиндров группами. Это ограничение в меньшей степени относится к анализу изменения состава выхлопа при отключении цилиндров.;

— чем больше количество цилиндров, тем более трудоемкой становиться процедура диагностики.

В-третьих, современные системы управления очень быстро адаптируются к искусственно возникшей неисправности цилиндра — и компенсируют отсутствие его вклада в работу двигателя повышением топливоподачи в другие цилиндры (правда, на отдельных типах двигателей эту адаптацию можно временно отключить). Если адаптация системы управления сводит на нет возможность провести тест на конкретном двигателе — можно в качестве параметра, отражающего вклад цилиндра в работу двигателя, использовать увеличение времени впрыска после отключения цилиндра. Для определения длительности впрыска необходим либо сканер, либо осциллограф, либо специальный прибор-измеритель. Правда и этот метод применим не всегда. Кроме того, помимо системы адаптации, на современных автомобилях коррективы могут вводить системы подачи вторичного воздуха (Secondary Air Injection), системы рециркуляции выхлопных газов (EGR — Exhaust Gas Recirculation), системы вытяжки картерных газов (PCV — Positive Crankcase Ventilation) и пр.

В-четвертых, в данном описании идет речь о применении метода только на бензиновых (как карбюраторных, так и инжекторных) двигателях. Однако, с определенными оговорками метод применим и на дизелях.

Режим выполнения — рассматриваемый тест может выполняться:

— в ручном режиме — через отключение разъемов форсунок или элементов вторичной цепи зажигания. Также цилиндры можно отключать сканером — через отключение зажигания или форсунок в режиме управления исполнительными устройствами (к сожалению, эта функция поддерживается далеко не всеми сканерами и всеми блоками управления);

— в автоматическом (automated balance) или полуавтоматическом режиме с помощью мотор-тестера или сканера. Естественно, приборы должны специально поддерживать выполнение этого теста. Большинство мотор-тестеров это поддерживают, а вот для сканера эта функция скорее экзотическая — это связано с тем, что кроме поддержки самим сканером, должна быть и поддержка со стороны блока управления диагностируемого автомобиля (либо полная поддержка проведения теста «Баланс мощности по цилиндрам», либо хотя бы поддержка функций отключения форсунок или зажигания отдельных цилиндров в режиме управления исполнительными устройствами) — такая поддержка есть, например, у некоторых отечественных приборов при диагностике отдельных блоков управления ВАЗ и ГАЗ, на некоторых автомобилях Ford и др.

В автоматическом режиме прибор сам отключает цилиндры в заданном порядке, и сам регистрирует результаты, участия диагноста не требуется. В полуавтоматическом режиме диагност может с помощью прибора отключать произвольно выбранный цилиндр. Желательно, чтобы прибор поддерживал оба способа блокировки работы цилиндра (и через отключение зажигания и через отключение впрыска), а также связь с газоанализатором и вывод его данных в итоговый отчет.

В любом случае при использовании «нормального» диагностического прибора с диагноста полностью снимается необходимость регистрации результатов и их удобоваримого представления в графическом виде.

Типичная процедура выполнения теста при помощи мотор-тестера:

1. Заглушите двигатель.

2. Подключите жгуты мотор-тестера к двигателю в соответствии с руководством по эксплуатации прибора.

При блокировании впрыска (форсунок) достаточно подключить только кабель синхронизации и специальный жгут, подключающий мотор-тестер в разрыв штатного жгута форсунок автомобиля.

При блокировании зажигания (искры) обычно подключаются:

— кабель синхронизации. Как правило, возможна синхронизация по высоковольтному сигналу первого цилиндра или по сигналу датчика положения коленчатого вала. При первом способе синхронизации возникает проблема, связанная с тем, что на время отключения первого цилиндра теряется и синхронизирующий сигнал — как правило, в современных мотор-тестерах эта проблема решается дополнительным использованием синхронизации по сигналам первичной цепи зажигания.

— кабель первичной цепи зажигания — через него в нужный момент осуществляется блокировка первичной цепи через шунтирование на массу. Подключение не вызывает проблем на любой системе зажигания с доступной первичной цепью. При работе с системой DIS с несколькими двухвыводными катушками требуется специальный кабель с диодной развязкой для одновременного подключения к нескольким катушкам зажигания (предлагается к мотор-тестерам как опция).

3. Выберете тип диагностируемого двигателя — необходимо чтобы были известны количество и порядок работы цилиндров — информация берется либо из эталонов, либо вводиться вручную. Если этой информации у Вас нет — ее можно найти в информационных базах данных. Иногда приборы позволяют изменить тонкие настройки теста — например, время на которое отключаются цилиндры.

4. Запустите двигатель и установите требуемые обороты (рекомендуется 2000-2500 об/мин) — можно установить разными способами (механическим воздействием на дроссельную заслонку, «подсосом», сканером в режиме управления исполнительными механизмами и пр.). Не рекомендуется держать педаль акселератора ногой — так как в этом случае невозможно обеспечить необходимую стабильность оборотов. Кроме этого, надо проконтролировать, чтобы во время проведения теста сохранялся режим постоянной нагрузки на двигатель — то есть потребители энергии (в том числе вентилятор системы охлаждения) должны быть либо выключены, либо включены на все время теста. Для повышения достоверности результатов рекомендуется увеличить нагрузку на двигатель — включить потребителей, но только те, потребление которых относительно постоянно — например, фары и вентилятор системы охлаждения.

Читать еще:  Электрические схема для управления трехфазным двигателей

5. Выберете режим проведения теста — автоматический или полуавтоматический.

6. Запустите в программном обеспечении соответствующий тест.

(последовательность пунктов 4-6 может отличаться для разных моделей мотор-тестеров)

7. При автоматическом режиме проведения теста дождитесь окончания процедуры. При полуавтоматическом — выберете требуемые цилиндры для отключения. Как правило, полуавтоматический тест заканчивается либо по команде диагноста, либо когда последовательно будет произведено отключение всех цилиндров.

8. Запомните полученные результаты.

9. Рекомендуется провести тест еще два раза для увеличения точности и оценки устойчивости результатов. Из результатов рекомендуется выкинуть грубые промахи, а оставшиеся результаты усреднить. Если разброс результатов по тестам слишком большой — значит либо были нарушены условия проведения теста, либо в данном случае тест неприменим (причин может быть несколько — об одной из них уже говорилось — действие штатной системы адаптации автомобиля).

10. Проанализируйте полученные данные. Данные могут быть представлены примерно в таком виде:

Тест «Баланс мощности по цилиндрам»

Установленная частота вращения коленчатого вала — … об/мин.

Данные газоанализа (без отключения цилиндров, при установленных оборотах): CO: . HC: . CO2: . O2: .

Длительность впрыска — … мс

В процессе теста блокировалось — [зажигание / впрыск ]

Были включены дополнительные потребители — …

Тест был повторен — … раз(а).

и/или в графическом виде (как правило, в виде бар-графов). Пример вывода результата теста «Баланс мощности по цилиндрам» на мотор-тестере Vetronix MTS 5100 (взято с сайта chipmaster.ru). В данном примере показания указывают на неисправность в цилиндре номер 1:

Анализ результатов теста:

1. Неисправным является цилиндр, при отключении которого было получено наименьшее снижение оборотов.

2. В общем случае — при блокировании зажигания (искры) и отсутствии газоанализатора тест достаточно надежно указывает на проблемный цилиндр, однако конкретизировать неисправность с помощью него нельзя (неисправность может быть в системе зажигания и/или системе топливоподачи и/или механической части).

3. При наличии газоанализатора возможности анализа существенно расширяются. Первые выводы можно сделать по показаниям газоанализатора еще до начала теста (теме газоанализа будет посвящен отдельный материал).

4. Газоанализ по результатам проведения теста даст еще более полезную информацию — так как выводы можно будет делать уже в привязке к отдельным цилиндрам. При отключении топливоподачи нормально работающего цилиндра показания HC существенно не изменяться — ведь цилиндр до отключения «выдавал на выхлоп» небольшое количество несгоревших углеводородов — не более 20-40 ppm.

Можно предположить, что показания НС также не изменяться, если форсунка в соответствующем цилиндре вообще не работает (клапан постоянно закрыт) — все верно, но это будет сразу видно по завышенному кислороду (О2) перед проведением теста.

Если после отключения цилиндра показания ppm существенно уменьшились — значит при отключении цилиндра мы «заткнули» источник попадания несгоревшего топлива в выхлоп — и именно в этом цилиндре надо искать проблему.

В случае, когда система зажигания на автомобиле типа DIS (без распределителя; с несколькими катушками, обслуживающими по два цилиндра) и большое уменьшение HC зафиксировано при отключении пары цилиндров, свечи которых «висят» на одной катушке — одной из вероятных причин неисправности является неисправность цепи зажигания этих цилиндров (свечи, высоковольтные провода, катушка, канал управления).

5. Как уже говорилось, анализ изменения длительности впрыска можно проводить на автомобилях с системой управления, активно реагирующей на отключение цилиндров увеличением количества впрыскиваемого топлива (через увеличение времени впрыска).

6. Естественно, по результатам теста может оказаться, что имеются существенные проблемы и более, чем с одним цилиндром.

© АРДИО РУ, Виснап К.Н. Размещение статьи 30.05.2006. Последнее обновление статьи 03.06.2006. Перепечатка только с согласия автора и с обязательной ссылкой.

Баланс мощности трактора

Мощность двигателя, определяемая как результат произведения силы (момента) на скорость должна быть равна сумме мощностей, затрачиваемых на преодоление различных сопротивлений, возникающих при движении машинно – тракторного агрегата. Основной энергетической характеристикой, определяющей энергетические возможности двигателя трактора, является номинальная эффективная мощность Nен, то есть мощность на коленчатом валу при номинальном режиме работы двигателя. Часть этой мощности будет расходоваться на преодоление тяговых сопротивлений рабочих машин Nкр и на привод рабочих машин через вал отбора мощности Nвом, то есть мощности, затрачиваемые на полезную работу. Другая часть мощности Nен – это непроизводительные потери Nпот.

Тогда в самом общем виде баланс мощностей:

где ξ – коэффициент использования номинальной мощности, равный отношению фактически снимаемой с вала двигателя мощности к ее номинальному значению.

Аналогично тяговому балансу можно представить баланс мощности трактора в виде уравнения:

где Nму – потери мощности в моторной установке (по отношению к номинальной мощности) включают затраты мощности на привод вентилятора, потери в системе воздухоочистки и выхлопа газов, например, эти потери для двигателя ЯМЗ-240 трактора К-701 составляют на номинальном режиме около 22 кВт; Nупр – затраты мощности на сервирование систем управления включают в себя мощность насосов гидроусилителей механизма поворота, механизма навески рабочих машин, управление коробкой передач и муфтой сцепления, компрессора пневмоусилителей; Nтр – потери мощности в силовой передаче (трансмиссии); Nδ – потери мощности на буксование движителей; NΨ – затраты мощности на самопередвижение трактора, включая на преодоление подъема (спуска); Nнр – потери мощности в приводе ВОМ; Nj – затраты мощности на преодоление сил инерции, возникающих при изменении скорости движения; Nw – затраты мощности на преодоление силы сопротивления воздушной среды.

Отдельные составляющие уравнения (4.30) могут быть найдены по формулам:

Отношение фактически используемой мощности к номинальной для случая установившегося движения на горизонтальном участке называют полным КПД трактора

Отношение фактической тяговой мощности к эффективной за вычетом мощности, передаваемой через ВОМ, называют тяговым КПД трактора

Для выполнения большого комплекса работ, отличающихся друг от друга значительным разнообразием условий и затрат тяговых усилий, с высоким КПД необходимо иметь тракторы разных классов, каждому из которых отведена своя тяговая зона. Этот принцип положен в основу построения тяговых классов тракторов в России.

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Назовите основные показатели характеристики двигателя.

2. Что такое номинальная мощность двигателя?

3. Запишите зависимость крутящего момента и мощности двигателя.

4. Какими коэффициентами оценивают тяговые свойства двигателя?

5. По каким показателям выбирают двигатель для трактора?

6. Запишите соотношение скорости движения, массы и сил, действующих на агрегат, при котором возможны работа и движение агрегата.

7. Перечислите силы, действующие на МТА.

8. Запишите уравнение тягового баланса трактора.

9. Запишите формулу для расчета сопротивления подъему (спуску) МТА.

10. Запишите формулу для расчета сопротивления передвижению агрегата.

Читать еще:  Audi как узнать какой двигатель

11. Поясните механизм возникновения движущей агрегат силы.

12. Запишите формулу для расчета касательной силы тяги.

13. Запишите формулу для расчета силы сцепления с почвой.

14. Запишите выражение для определения силы тяги трактора Ркр.

15. Какая из двух независимых сил (касательная сила тяги или сила сцепления с почвой) определяет силу, движущую агрегат?

16. Дайте понятия теоретической, действительной, рабочей и эксплуатационной скоростей движения

17. Как рассчитать радиус качения тракторных шин низкого давления ведущих колес?

18. Перечислите составляющие баланса мощности трактора.

19. Запишите формулу для расчета полного КПД трактора.

20. Запишите формулу для расчета тягового КПД трактора.

Баланс мощности МТА

Главная > Реферат >Транспорт

Баланс мощности МТА

Мощность тракторного двигателя расходуется на выполнение полезной работы, преодоление внешних и внутренних сил сопротивления.

Распределение мощности двигателя на преодоление различных видов сопротивлений называется балансом мощности, или рабочим балансом МТА (при равномерном движении), т.е.

N e = N M + N f + N δ + N α + N e вом + N t . ( 1 )

Потери мощности в трансмиссии (кВт) связаны с преодолением сил трения в подшипниках, шестернях, механизмах гусеничной цепи. Их можно определить по формуле

N M = N e (1 — η мг ),( 2 )

где η мг — КПД трансмиссии (для колесных тракторов — в пределах 0,90—0,92, для гусеничных — 0,86—0,88; на его значения оказывают влияние такие эксплуатационные факторы, как качество смазки, технического обслуживания и регулировки).

Потери мощности на перекатывание трактора связаны с образованием колеи ходовым аппаратом, а также с деформацией шин, преодолением сил трения в подшипниках колес (гусеницах) и др. Эти потери (кВт) зависят от скорости движения агрегата:

N f = P f • v p = G • f т • v p (3)

Здесь P f = G • f r — сопротивление перекатыванию трактора, кН; vp — рабочая скорость агрегата, м/с.

Потери мощности на буксование (кВт) обусловлены недостаточным сцеплением ходового аппарата с почвой. При этом почва сдвигается, что сопровождается буксованием и снижением поступательной скорости движения трактора:

N δ = N e • η мг • δ/100.( 4 )

где δ — буксование, %.

Потери мощности (кВт) на преодоление трактором подъема можно определить, если известны сила сопротивления подъему Р(, и скорость движения агрегата:

N α = P f • v p = G • v p • i / 100 (5)

Мощность N e вом , которая расходуется двигателем на привод механизмов через ВОМ, рассчитывается по формуле:

N e вом = N вом / η вом (6)

Полезная (тяговая) мощность (кВт), т.е. мощность, которая расходуется на тягу рабочих машин, зависит от условий работы.

Для тяговых и тягово-приводных агрегатов

N t = R M • v p = v p (k o • b+ G M • i/100) (7)

для транспортных агрегатов

N t = R M • v p = v p ( k o • b + G M • i /100) (8)

Затраты мощности зависят от скорости движения агрегата, поэтому баланс мощности можно изобразить с помощью графика (рис. 1). Если нанести на графике кривую удельного тягового расхода топлива, то увидим, что минимальный удельный расход

соответствует максимальному значению тяговой мощности N t max . Это очень важно для правильного комплектования машинно-тракторных агрегатов и выбора загрузочных и скоростных режимов их работы.

Рис. 1. График зависимости затрат мощности от скорости движения трактора

Производительность агрегата пропорциональна тяговой мощности N t , а расход топлива на единицу выполненной работы пропорционален удельному расходу. Значит, наибольшей производительности и экономичности (по расходу топлива) можно достичь, когда трактор работает в режиме максимальной тяговой мощности N t max (или близкой к ней) при минимальном удельном расходе топлива g T min , т.е. при оптимальных рабочих скоростях.

Для современных гусеничных тракторов эти скорости примерно равны 2,0—2,5 м/с, а для колесных — 3—4 м/с. Однако при комплектовании агрегатов не всегда удается этого добиться, так как могут быть ограничения рабочей скорости по агротехническим требованиям (качество работы), а также из-за превышения допустимого буксования и др.

Анализ и расчет эксплуатационных показателей МТА

Расчет эксплуатационных показателей МТА, которые указанны в задачах данной работы, проводят для каждого состояния почвы на заданных рабочих скоростях движения МТА по формулам используя данные технических характеристик тракторов.

Касательную силу на ведущих колесах (звездочках) трактора рассчитывают по формуле:

где Pкн– номинальная касательная сила тяги трактора, кН;

Мg — номинальный крутящийся момент двигателя, кН.м;

Nне — номинальная эффективная мощность двигателя, кВт;

iм — общее передаточное число трансмиссии;

ηм.г. — КПД трансмиссии и движителя;

r к — радиус колеса ведущего, м;

nн — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/мин-1

ηм . г . = η m ц • η n к • η r,

где ηц, ηк, η r — КПД соответственно пары цилиндрических, конических шестерен и гусеничной цепи;

m, n — количество пар цилиндрических и конических шестерен, находящихся в зацеплении при работе на данной передаче (определяется из кинематической схемы трансмиссии трактора).

Радиус колеса вычислить с учетом усадки шины по формуле:

где ro — радиус стального обода колеса, м;

Кш — коэффициент усадки шины (Кш = 0,75 . . . 0,80)

hш — высота шины, м.

Для гусеничных тракторов rк равняется радиусу начальной окружности ведущей звездочки.

Сила сцепления ходового аппарата трактора с почвой рассчитывается по формуле:

где Gсц – сцепной вес трактора, кН

μ — коэффициент сцепления ходового аппарата с почвой.

Сцепной вес тракторов гусеничных и колесных с двумя ведущими мостами при работе в составе МТА на горизонтальной местности равен весу трактора, а при наличии подъемов (склонов) вычислить по формуле:

Gсц = Gтр • cos α,

где Gтр — сила тяжести трактора, кН

α — угол подъема (спуска), град.

У колесных тракторов с одной ведущей осью сцепной вес при движении по склону:

Gсц = 32Gтр • cos α,

Движущую агрегат силу Рдв для всех вариантов определяют с учетом работы МТА.

При достаточном сцеплении движителей трактора с почвой, когда сила сцепления Рсц больше номинальной касательной силы Pкн (Рсц≥Pнк) движущая агрегат сила будет равна номинальной касательной, то есть:

При недостаточном сцеплении движителей трактора с почвой, когда сила сцеплении Рсц меньше номинальной касательной силы Pнк (Рсц ΔР к будет равна:

Δ Р к = Pкн – Pсц, кН

Усилие, затрачиваемое на перекатывание трактора рассчитывается по формуле:

Рf = Gтр * fтр * cosα, кН

где fтр — коэффициент сопротивления качению трактора.

Усилие затрачиваемое на подъем (спуск) трактора Рα определяется по формуле:

Рα = ±Gтр • sin α, кН

Тяговое усилие трактора определяется из уравнения тягового баланса трактора в составе МТА по формуле:

Ркр = Рдв — Рf ± Р α, кН

Здесь возможны два варианта расчета усилия на крюке трактора:

сцепление ходового аппарата трактора с почвой достаточно (поверхносный слой почвы прочный), т.е.

Pсц Pкн и Рдв = Pкн,

P крн = P нк — Р f ± Р α , кН

2. сцепление ходового аппарата трактора с почвой недостаточно, в этом случае

Рабочая скорость движения МТА рассчитывается по формуле:

где VР- рабочая скорость агрегата, м/с

δ — величина буксования ведущего агрегата трактора, %

Значение δ, соответствующее Pкрн на каждой передаче, берут из тяговой характеристики трактора близкой к заданным почвенным условиям.

Расчет потерь мощности в трансмиссии трактора

Здесь опять же возможны два случая:

Nтр* = Ne (1- ηмг), при недостаточном сцеплении

Nтр = Neн (1- ηмг), при достаточном сцеплении

Потери мощности на перекатывании трактора:

Потери мощности на подъем трактора:

Потери мощности на буксовании трактора.

В этом случае также необходимо рассмотреть два случая:

, кВт сцепление достаточное

Читать еще:  Ваз 2112 как определить 124 двигателе

, кВт сцепление недостаточное

Мощность на крюке трактора находят по формулам:

Nкрн = Pкрн * Vp, кВт

Nкр* = Pсц * Vp, кВт

и из баланса мощности трактора:

Nкрн = Neн — (Nтр + Nf + Nδ + Nα)

Nкр* = Ne* — (Nтр* + Nf + Nδ* + Nα)

Потери крюковой мощности при недостаточном сцеплении движителей с почвой находят по выражению:

Nкр = Neнкр — Nкр*

Баланс мощности можно записать в двух вариантах:

Nен = Nтр+ Nf ± Nα + Nδ + Nкрн

Ne* = Nтр* + Nf ± Nα + Nδ* + Nкр*

Выбор оптимальных скоростей движения МТА

В большинстве случаев при комплектовании агрегатов их состав определяют опытным путем, т. е. на основе накопленного опыта или имеющихся рекомендаций.

Таким образом, если состав агрегата известен, расчет сводится к выбору рационального скоростного режима его работы и определению технико-эксплуатационных показателей. Правильный выбор скоростного режима зависит прежде всего от характера технологического процесса. Чаще всего скоростной режим работы агрегата ограничивается тремя факторами: агротехническими требованиями (качество работы), пропускной способностью основного рабочего органа и мощностью двигателя.

Для выбора оптимального скоростного режима нужно с учетом изложенных выше факторов определить допустимые скорости движения агрегата.

Агротехнически допустимая скорость движения МТА (максимальная) v p max агр устанавливается на основе опытных данных и приводится в заводских инструкциях и рекомендациях.

Максимально допустимая скорость движения агрегата (м/с), исходя из пропускной способности основного рабочего органа (молотилки, измельчающего аппарата и т. д.)

v p max q =10 q н /( В р •H)

где q H — максимальная пропускная способность машины, кг/с; В р — рабочая ширина захвата агрегата, м; Н — биологическая урожайность культуры, норма внесения материала и т. д., т/га.

Биологическую урожайность той или иной культуры рассчитывают по формуле

где h — урожайность основной продукции (зерна и т. п.), т/га; δ 2 — доля побочной продукции (соломы и т. п.).

Допустимую скорость по пропускной способности определяют для зерно-, силосо-, картофеле-, льноуборочных и других комбайнов, а также машин для внесения твердых и жидких органических удобре-ний, пресс-подборщиков, подборщиков-уплотнителей, косилок-измельчителей и других машин.

3. Максимально возможная скорость агрегата по загрузке двигателя рассчитывается по формулам: для тягово-приводного агрегата

для самоходного агрегата

где η Ne — коэффициент допустимой загрузки двигателя (в зависимости от технологического процесса он равен 0,8—0,95); N BOM — мощность, необходимая для привода рабочих органов машины, кВт (приводится в справочниках или определяется расчетным путем); η вом — КПД вала отбора мощности ( η вом = 0,94—0,96); η мг — КПД трансмиссии трактора (для энергонасыщенных тракторов можно принять в пределах 0,75—0,80; для старых марок тракторов — 0,8—0,85); η δ — КПД буксования трактора при рабочем ходе агрегата (для конкретных условий определяется по тяговой характеристике трактора при Р Т = R а ); R а — рабочее сопротивление агрегата, кН; G — вес трактора, кН; f T — коэффициент сопротивления перекатыванию трактора (приводится в справочной литературе); i — уклон поля, %; η рп — КПД клиноременной передачи; η гп— КПД гидропривода.

Из трех или двух рассчитанных таким образом скоростей движения агрегата выбирают наименьшую. По тяговой характеристике трактора подбирают ближайшую передачу (или определяют расчетным путем), вычисляют производительность, расход топлива, показатели рациональности состава агрегата.

Правильно выбранная скорость движения агрегата с учетом свойств обрабатываемого материала, технических возможностей машин и их эксплуатационных свойств позволяет повысить качество и снизить стоимость механизированных работ.

Будько Ю.В., Добыш Г.Ф., «Эксплуатация машинно-тракторного парка», 1998

Зангиев А.А., «Эксплуатация машинно-тракторного парка»: учебник для студентов, 2003

4.2.3 Расчет баланса мощности трактора

Рассчитываем потребную мощность двигателя Ne и её затратные составляющие из уравнения баланса мощности:

Ne = Nтр + Nf + Nб ± Ni ± Nj + Nкр , кВт,

Nе – потребная (расчетная) эффективная мощность двигателя, кВт

Nтр = [Nе]·(1-ηтр), кВт — мощность механических потерь в трансмиссии, кВт

[Nе] — паспортная эффективная мощность двигателя, кВт [МУ прил. 7 п.1]

ηтр — КПД трансмиссии (для гусеничных тракторов ηтр=0,86-0,88)( см. Приложение 8)

Nтр = 58,8 · (1-0,88) = 7,06 кВт

Nf = Рf ·V·, кВт — мощность, расходуемая на самопередвижение трактора, кВт

V — скорость движения агрегата, м/с

Nf = 14,4· 0,7 = 10 кВт

Nб = ([Nе] — Nтр)·δ,кВт — мощность, затрачиваемая на буксование ведущих колёс или гусениц трактора

δ — коэффициент буксования (при работе с тяговой нагрузкой), δ=0,02-0,06 — для гусеничных тракторов;

Nб = (58,8 – 7,06) · 0,06 = 3,1 кВт

Ni = ± Рi ·V, кВт- мощность, расходуемая на преодоление подъёма

Ni = 18,8 · 0,7 = 13,2 кВт

Nj = ± Рj ·V, кВт — мощность, необходимая для преодоления сил инерции агрегата,

Nj = 10,9 · 0,7 =7,6 кВт

Nкр = Ркр·V, кВт — мощность, расходуемая на тягу агрегатируемой машины,

Nкр = 2,6 · 0,69 = 1,8 кВт

Так как предыдущие расчеты были проведены в кН, то при расчетах сразу получаются кВт. Силы Рf, Рi, Рj, Ркр взяты из расчета тягового баланса.

Сравните вычисленную потребную мощность Ne с паспортной мощностью двигателя [Ne]: должно быть Ne ≤ [Ne].

[Ne] = 58,8 кВт

Вывод: мощность трактора достаточна для работы с орудием, следовательно не требуется внесение ни каких технических изменений.

Также определяем тяговый КПД трактора по степени использования эффективной потребной мощности двигателя:

По степени использования тяговый КПД трактора не считается нормальным, т.к нормальным считается:[тяг] = 0,7-0,75.

Вывод: Из расчета баланса мощности трактора видно, что нормальная нагрузка трактора не получается, степень загрузки двигателя трактора ЛХТ-55 слишком мала. Необходимо увеличить нагрузку на трактор.

КПД тяговый зависит от:

-потерь мощности в трансмиссии при буксовании,

— при подъеме на уклон,

Потери мощности трактора обусловлены потерями силы тяги или потерями скорости. Потери в трансмиссии и на буксование составляют скоростные потери, на передвижение трактора и на преодоление подъема — силовые.

Следовательно лучше всего данный трактор поменять на менее мощный.

4.2.4. Расчет эксплуатационных показателей агрегата

а) Расчет производительности агрегата

Производительностью агрегата называется количество работы (км, га, м 3 и в других единицах), выполненное им за единицу времен (час, смену, сезон). Наиболее удобной для сравнения агрегатов и легко переводимой в другие единицы является производительность, измеряемая в линейных единицах, в км/ч, км/см.

При характеристике техники используют следующие виды производительности в линейных единицах:

— Wо = Vср— за час основного времени, км/ч,

где Vср — средняя скорость движения агрегата в течение смены, км/ч;

Vср = 2,2 км/ч (см. в прилож 7 МУ)

Ксм= Тосм — коэффициент использования времени смены, где То — время основной, полезной работы, ч; Тсм= 8 ч – продолжительность смены .

Кэк — коэффициент использования эксплуатационного времени, он дополнительно учитывает все простои агрегата, связанные с устранением его технических отказов (в КР условно принята высокая техническая надёжность техники, т.е. Ксмэк).

Для нового агрегата: Wсм = 2,2 · 0,5 = 1,1 км/ч

Wэк = 2,2 · 0,5 = 1,1 км/ч

Wсм = 0,1· Впр · Vср · Ксм = 0,1 · 5,6 · 2,2 · 0,5 = 0,6 га/ч (за час сменного времени)

Wсм = 0,1· Впр · Vср · Ксм · Т = 0,1 · 5,6 ·2,2 · 0,5· 8 = 5 га/см (за смену)

Для базового агрегата: Wсм = 0,06 км/ч

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector