Введение

Двигатели внутреннего сгорания - наиболее распространенный тип тепловых двигателей. На их долю приходится более 80% всей вырабатываемой в мире энергии. Благодаря компактности, высокой экономичности, надежности, долговечности они используются во всех областях народного хозяйства и являются единственным источником энергии на строительных и дорожных машинах, на которых применяются в основном дизели автотракторного типа.

Для строительных и дорожных машин требуются двигатели мощностью 2.9 - 730 кВт. Они длительное время эксплуатируются на режимах, близких к номинальному, при значительном и непрерывном изменении внешней нагрузки, повышенной запыленности воздуха, нередко безгаражном хранении машин и в существенно различных климатических условиях.

Тяговый расчёт. Определение массы тягача, номинальной мощности и момента двигателя

При определении массы тягача следует различать конструктивную (сухую) и эксплуатационную (полную) массу.

Под конструктивной подразумевается масса тягача в незаправленном состоянии, без водителя, инструментов, дополнительного оборудования.

В эксплуатационную массу входит масса топливо-смазочных материалов, охлаждающей жидкости, инструмента, а также масса водителя.

Значение эксплуатационной массы определяется исходя из предположения, что среднее сопротивление при работе тягача равно номинальному усилию на крюке

, (1)

где - коэффициент возможной перегрузки, ;

- номинальное усилие на крюке (равно тяговому сопротивлению), ;

- коэффициент загрузки ведущих колес (или доля эксплуатационной массы, приходящейся на ведущие колеса тягача) при равномерном движении, для гусеничных тягачей ;

- коэффициент сцепления базовой машины с оборудованием, для промышленных тракторов ;

- коэффициент сопротивления передвижению тягача, определяемый характером поверхности передвижения, ;

- ускорение свободного падения, .

Вычисленное значение эксплуатационной массы необходимо сопоставить с массой тягачей соответствующего класса тяги

(2)

где - масса базовой машины (Т-180), .

В результате полученное значение массы округляется до целой сотни килограммов

Массу рабочего оборудования, агрегатируемого с тягачом, вычисляют в зависимости от эксплуатационной массы. В случае бульдозерного оборудования на гусеничном тягаче

(3)

Номинальная мощность двигателя определяется из условия получения номинального тягового усилия при движении с заданной скоростью по выражению

, (4)

где - тяговый КПД;

- коэффициент учета буксования движителя;

- номинальная рабочая скорость,

Коэффициент учета буксования для предварительных расчетов принимают для гусеничных тягачей . Тяговый КПД определяется по формуле

, (5)

где - КПД трансмиссии;

- КПД движителя.

Для выяснения значения КПД трансмиссии необходимо знать тип трансмиссии (механическая, гидродинамическая, гидромеханическая). Для механической трансмиссии

, (6)

где - КПД пары цилиндрических шестерен, равный ;

- КПД конических шестерен, равный ;

- КПД планетарной передачи, определяемый из выражения

, (7)

где - КПД пары шестерен с внутренним зацеплением, принимаемый равным 0.99;

- КПД пары шестерен с наружным зацеплением, принимаемый равным 0.985.

КПД движителя для гусеничного тягача принимается .

Вычисленное значение мощности по формуле (4) округляется до целого числа

Из технической характеристики отечественных двигателей выбираем двигатель ЯМЗ-240 со следующими техническими данными:

Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая номинальной мощности, у современных дизелей изменяется в пределах 1600-2500об/мин при тенденции к росту. Из указанного диапазона назначается частота вращения коленчатого вала и определяется номинальный момент по формуле

, (8)

где - частота вращения коленчатого вала, .