Анализ приспособленности конструкции тракторов и автомобилей к эффективному использованию в реальных условиях российского сельского хозяйства, страница 5

1.3. Оценка мощности и топливной экономичности

Мощность как способность двигателя переносить необходимое внешним потребителям вращательное движение и топливную экономичность как способность работать с наибольшим КПД оцениваем ступенчато и с разных позиций.

1. Сравниваем расчетные значения N_е и g_е с действительными их значениями по внешней скоростной характеристике.  Основной причиной отличия этих значений могло быть завышение принятых в расчете значений  и занижение  (перечислить символы наиболее значимых показателей рабочего цикла).

2. Выбираем перечень основных эксплуатационных факторов, вызывающих уменьшение N_е и η_е и оцениваем технические возможности и социально-экономические условия владельца, распорядителя и пользователя, способствующие устранению этого влияния. Например, при работе трактора в пыльных условиях  воздухоочиститель  быстро загрязняется, вызывая уменьшение не только η_v, p_a, ρ_a, q_в, α, p_c, p'_I, p_i, N_i и η_i, но и полноты отсева пыли, резко увеличивая интенсивность изнашивания деталей цилиндро-поршневой группы. Поэтому в анализе необходимо отметить наличие или отсутствие у абстрактного владельца-государства, инженера-распорядителя и тракториста-пользователя технических возможностей и  социально-экономической заинтересованности в устранении вредного влияния эксплуатационных факторов на мощность и топливную экономичность эксплуатируемых в хозяйстве дизелей.

3. После поверочного расчета, построения и анализа тяговой характеристики и динамического паспорта оцениваем влияние скоростной характеристики дизеля на тягово-скоростные свойства, топливную экономичность, агрегатируемость и себестоимость полезной работы трактора. Одновременно решаем вопрос о целесообразности и технической возможности оперативного изменения номинальной цикловой подачи топлива ТНВД и мощности дизеля.

4. Определяем значения коэффициента приспособляемости заданного дизеля к изменению нагрузки

К_М=М_е.макс/М_е.N,                                                                                                 (1.48)

коэффициента приспособляемости к изменению скорости

K_w=ω_M/ω_N,                                                                                                 (1.49)

а также их произведения и решаем вопрос о целесообразности периодической регулировки корректора ТНВД, а также замены заданного дизеля двигателем постоянной мощности (ДПМ), у которого К_M·K_N=1.

5. По графику силы Т определяем частоту f и характер (знако-переменность) колебаний крутящего момента и с помощью формулы оцениваем их влияние на долговечность деталей трансмиссии и МОМ. Например, крутящий момент дважды за оборот коленчатого вала изменяет знак, т.е. его знакопеременные колебания имеют частоту f=2n. Следовательно, количество знакопеременных циклов нагружения деталей за моточас работы дизеля равно 120n_N, а за нормативный срок службы до капитального ремонта 6000 моточасов они должны выдержать

                                 N=120·6000·n_N                                                            (1.50)

знакопеременных циклов нагружения.

В условиях реальной эксплуатации моменты М_c сопротивления вращению ведомых дисков муфты сцепления и ВОМ тоже имеют  широкий диапазон частот и амплитуд. При наложении максимума момента М_c на минимум динамического момента I·ε угловое замедление ε и мощность инерции двигателя N_ε могут  резко возрасти до чрезмерно больших значений, вплоть до бесконечности. Поэтому необходима автоматическая защита от столь опасного свойства мощности N_ε при резком замедлении двигателя внешним потребителем, в частности ведущими колесами, катящимися по неровной опорной поверхности, например, по некачественно вспаханному и пересохшему полю. Эту защитную функцию выполняет муфта сцепления, буксующая под действием момента, превышающего номинальный крутящий момент  двигателя в β= 1,7...3,5 раза, а также гаситель крутильных колебаний, обеспечивающий сдвиг по угловой фазе пиковых  нагрузок  без  пробуксовки дисков. Если  пиковые  колебания момента М_c являются неустранимым эксплуатационным фактором, то необходимо решить вопрос о технической и  экономической целесообразности применения непрозрачного гидротрансформатора.

6. Рассматривая  формулу  (1.50)  как  производную кинетической энергии вращательного движения,  оцениваем возможность  измерения эффективной мощности  дизеля бестормозным методом в режиме максимального разгона на холостом ходу, а также приспособленность конструкции заданного дизеля к применению прибора ИМД-ЦМ.

7. По графику сил Р и Т выявляем угловые интервалы, в которых эти силы имеют противоположный характер изменения и могут стать причиной стука и ускоренного изнашивания деталей кривошипно-шатунного механизма. Одновременно определяем оптимальные зоны прослушивания двигателя стетоскопом.

Кроме затронутых аспектов целесообразно рассмотреть  влияние на неравномерность крутящего момента неравномерности и несвоевременности цикловых подач  топлива секциями  ТНВД, закоксовывания распылителя форсунки, разной уплотненности сопряжении гильза-кольцо-поршень в разных цилиндрах и т.п. Следует иметь в виду, что профессионально сформулированные вопросы даже без их решения учитываются как весьма важный элемент выполнения курсовой работы.

1.4. Оценка уравновешенности дизеля

Уравновешенность как  свойство двигателя действовать на свои опоры постоянными по величине и направлению силами и моментами оцениваем по шести общепринятым условиям полной уравновешенности.

              Составим схему КШМ и определим из неё выполнение условий полной уравновешенности.

 

 Рисунок 1.1 – Схема действия сил в дизеле ЯМЗ – 240Б.

Коленчатые валы в этих двигателях имеют зеркальное расположение кривошипов с углом между ними 180^о, что создаёт равномерное чередование вспышек (1-3-4-2 или 1-2-4-3) и хорошую уравновешенность .

Из схемы расположения кривошипов и направлений сил инерции в однорядном 4-цилиндровом двигателе можно сделать следующие выводы: