1-5工程車輛的牽引性能和燃料經(jīng)濟(jì)性

1、工程車輛的牽引性能7/8/2022兩種工況：牽引工況：工作阻力大，要求機(jī)械發(fā)揮大的牽引力。運(yùn)輸工況：無工作阻力，行駛阻力小，要求機(jī)械具有高的速度性能：加速性能、運(yùn)行穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性。主要工況是牽引工況。 牽引工況下的工作能力和燃料消耗量稱為機(jī)械的牽引性能和牽引工況下的燃料經(jīng)濟(jì)性。要求機(jī)械在低擋工作時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)的功率高效地轉(zhuǎn)換為牽引功率，并發(fā)揮出必要的牽引力，同時(shí)消耗的燃料盡可能少。 用牽引特性評價(jià)車輛的牽引性能和燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)特性和地面附著條件是牽引力平衡和牽引功率平衡計(jì)算的基礎(chǔ)。7/8/2022第一節(jié) 牽引力平衡和牽引功率平衡一、驅(qū)動(dòng)力（切線牽引力）確實(shí)定機(jī)械傳動(dòng)系液力機(jī)械傳動(dòng)系附著條件決

2、定的最大有效牽引力（附著力）7/8/20227/8/2022二、牽引力平衡 FK=F1、滾動(dòng)阻力Ff2、坡道阻力Fi4、工作阻力Fx 作用在工作裝置上的鏟掘阻力。3、加速阻力Fj牽引工況的牽引力平衡方程： FK=Ff Fi Fj Fx 運(yùn)輸工況的牽引力平衡方程： FK=Ff Fi Fj Fw 有效牽引力 FKP=FK(Fi Fj Ff )7/8/2022三、牽引功率平衡方程牽引功率和牽引效率 牽引功率平衡說明機(jī)械在牽引工況下工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率的分配以及如何在各種阻力中作功。機(jī)械傳動(dòng)系1、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助裝置消耗的功率PBa對應(yīng)效率Ba2、驅(qū)動(dòng)功率輸出軸所需的功率PPTO到此，輸入變速箱的功

3、率，亦即發(fā)動(dòng)機(jī)的自由功率Pec為： Pec=Pe-(PBa+PPTO)3、傳動(dòng)系中損耗的功率Pm 驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)功率PK PK = Pec- Pm = Pecm 7/8/20224、履帶驅(qū)動(dòng)段上的功率損失Pr 5、行走機(jī)構(gòu)滑轉(zhuǎn)引起的功率損失P V 行走機(jī)構(gòu)對地面的滑轉(zhuǎn)速度； 滑轉(zhuǎn)率滑轉(zhuǎn)效率 6、滾動(dòng)阻力消耗的功率Pf 滾動(dòng)效率f 7、坡道阻力消耗的功率Pi 8、工作阻力消耗的功率，即有效牽引功率PKP 7/8/2022理論速度vT和實(shí)際速度v （單位：km/h）車輛功率平衡方程：有效牽引功率可表示為：在水平地面作業(yè)時(shí)有效牽引功率可用下式計(jì)算：牽引效率KP7/8/2022液力機(jī)械傳動(dòng)系功率平衡方

4、程：其中：PTe為液力傳動(dòng)局部(變矩器)的功率損失。另外，在PBa計(jì)算中還應(yīng)包括變矩器冷卻油泵消耗的功率。車輛在水平地面作業(yè)時(shí)有效牽引功率PKP可用下式計(jì)算：牽引效率KP7/8/2022第二節(jié) 牽引特性 牽引特性曲線表示工程車輛在一定地面條件下，在水平地段上以各檔穩(wěn)定速度工作時(shí)，其牽引性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)隨牽引力的變化規(guī)律。通常用牽引功率、實(shí)際速度、牽引效率、小時(shí)燃油耗、耗油率、滑轉(zhuǎn)率、發(fā)動(dòng)機(jī)功率隨牽引力變化的曲線來表示其函數(shù)關(guān)系。 牽引特性可分為理論特性和試驗(yàn)特性兩種。研究車輛牽引特性的意義 在車輛的設(shè)計(jì)過程中，用牽引特性研究和檢查發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、行走機(jī)構(gòu)和工作裝置各參數(shù)之間匹配的合理性；

5、 在使用過程中，有助于合理地使用機(jī)械，有效地發(fā)揮他們的生產(chǎn)率。在組織機(jī)械化施工時(shí)，牽引特性也是解決各機(jī)種合理配合的根本依據(jù)。7/8/2022特征工況的牽引性能和燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1、最大有效牽引功率PKPmax工況；2、最大牽引效率KPmax工況；3、發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率PeH工況；4、額定滑轉(zhuǎn)率H工況；5、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩決定的最大牽引力FMemax工況；6、附著條件決定的最大牽引力F工況；對液力機(jī)械傳動(dòng)的車輛，還有：7、變矩器最大輸出功率P2max工況；8、變矩器工作轉(zhuǎn)矩決定的最大牽引力FM2Pmax工況。7/8/2022機(jī)械傳動(dòng)車輛牽引特性曲線的繪制1、原始資料1）發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速外特性 Me = Me(ne

6、)，Pe = Pe(ne)，Ge = Ge(ne)或 ge=ge(ne)2）車輛使用質(zhì)量Gs和附著質(zhì)量G3）地面條件和滑轉(zhuǎn)率曲線 = （FKP） 可用經(jīng)驗(yàn)公式或類比試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線。4）傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖和各擋機(jī)械傳動(dòng)比iM5）驅(qū)動(dòng)鏈輪嚙合齒數(shù)ZK和鏈軌節(jié)銷孔中心距(履帶節(jié)距)lt或輪胎動(dòng)力半徑rk2、計(jì)算和繪制步驟1）計(jì)算以下參數(shù)： 傳動(dòng)系總效率m 履帶驅(qū)動(dòng)段效率r 驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑rk 滾動(dòng)阻力Ff7/8/20222）計(jì)算扣除輔助裝置和功率輸出軸消耗后發(fā)動(dòng)機(jī)外特性Mec=Mec(ne),Pec=Pec(ne),Gec=Gec(ne)3）計(jì)算驅(qū)動(dòng)力(切線牽引力)FK、有效牽引力FKP 、理論速度vT和實(shí)

7、際速度v 、牽引功率PKP和牽引效率KP等。所用單位：長度:m ，速度:km/h，力:N，轉(zhuǎn)速:rpm，轉(zhuǎn)矩:N.m，功率:kW，小時(shí)燃油耗:kg/h，比油耗:g/kW.h7/8/20224）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選取適宜的坐標(biāo)比例，以有效牽引力FKP為橫坐標(biāo)，其余參數(shù)為縱坐標(biāo)，依次繪制各曲線。7/8/2022牽引特性曲線（機(jī)械傳動(dòng)，I擋）7/8/2022機(jī)械傳動(dòng)牽引特性曲線7/8/2022機(jī)械傳動(dòng)理論牽引特性曲線7/8/2022液力機(jī)械傳動(dòng)車輛牽引特性曲線的繪制1）發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速外特性 Me = Me(ne)，Pe = Pe(ne)，Ge = Ge(ne)或 ge=ge(ne)2）發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器

8、共同工作的輸出特性曲線 M2 = M2(n2)，P2 = P2(n2)，Ge2= Ge2(n2)3）車輛使用質(zhì)量Gs和附著質(zhì)量G4）地面條件和滑轉(zhuǎn)率曲線 = （FKP） 可用經(jīng)驗(yàn)公式或類比試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線。5）傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖和機(jī)械傳動(dòng)局部各擋傳動(dòng)比iM6）驅(qū)動(dòng)鏈輪嚙合齒數(shù)ZK和鏈軌節(jié)銷孔中心距(履帶節(jié)距)lt或輪胎動(dòng)力半徑rk1、原始資料7/8/2022發(fā)動(dòng)機(jī)-變矩器共同工作輸出特性曲線滑轉(zhuǎn)率曲線輪式機(jī)械：履帶式機(jī)械：7/8/20221）計(jì)算以下參數(shù)： 機(jī)械傳動(dòng)局部總效率m 履帶驅(qū)動(dòng)段效率r 驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑rk 滾動(dòng)阻力Ff2、計(jì)算和繪制步驟2）計(jì)算驅(qū)動(dòng)力(切線牽引力)FK、有效牽引力FKP 、理論

9、速度vT和實(shí)際速度v 、牽引功率PKP和牽引效率KP等。7/8/2022所用單位：長度:m ，速度:km/h，力:N，轉(zhuǎn)速:rpm，轉(zhuǎn)矩:N.m，功率:kW，小時(shí)燃油耗:kg/h，比油耗:g/kW.h3）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選取適宜的坐標(biāo)比例，以有效牽引力FKP為橫坐標(biāo)，其余參數(shù)為縱坐標(biāo)，依次繪制各曲線。牽引特性曲線（液力機(jī)械傳動(dòng)，I擋）7/8/2022根據(jù)牽引特性曲線校核根本參數(shù) 對機(jī)械傳動(dòng)系，為防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，檔傳動(dòng)比應(yīng)滿足：1、最大驅(qū)動(dòng)力是否足夠 對液力機(jī)械傳動(dòng)，防止變矩器進(jìn)入渦輪制開工況，應(yīng)滿足：3、各檔牽引功率曲線之間沒有深谷，即保證牽引力在 Pmin 和PH 之間都有足夠的牽引功率。

10、2、檔對應(yīng)的最大牽引功率的牽引 PKpN 力與額定牽引力 PH 相接近，以提高作業(yè)生產(chǎn)率，并充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率。7/8/2022驅(qū)動(dòng)力及速度計(jì)算三、動(dòng)力特性1、評價(jià)指標(biāo)最高速度最大爬坡度（角） 加速度性能（加速時(shí)間）2.驅(qū)動(dòng)力 行駛阻力平衡圖 阻力計(jì)算 水平地面等速直線條件下：7/8/2022繪制曲線，并確定機(jī)械的動(dòng)力性能評價(jià)指標(biāo)機(jī)械傳動(dòng)系液力機(jī)械傳動(dòng)系7/8/2022汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖驅(qū)動(dòng)力Ft7/8/20221. 最大速度和局部負(fù)荷時(shí)的力平衡以及 uamax 和局部負(fù)荷時(shí)的等速2. 加速能力3. 最大爬坡度7/8/20222. 加速能力 它用aj,但aj不方便評價(jià)。通常用加速時(shí)間或加

11、速距離來評價(jià)。7/8/20227/8/2022汽車加速度速度圖加速度aj7/8/2022加速度倒數(shù)曲線7/8/2022由驅(qū)動(dòng)力、滾動(dòng)阻力和空氣阻力，就可按行駛方程式計(jì)算加速度及其倒數(shù)，從而求得加速時(shí)間或者加速距離。7/8/20227/8/2022手工計(jì)算時(shí),一般忽略原地起步過程的離合器打滑過程.即假設(shè)在最初時(shí)刻，汽車已具備起步換檔所需的最低車速。換檔時(shí)刻確實(shí)定：若I-II加速度曲線相交，則規(guī)定在交點(diǎn)處換檔；若I-II的加速度曲線不相交，則規(guī)定在發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速處換檔；換檔時(shí)間一般忽略不計(jì)（正態(tài)分布t=0.20.4s)。計(jì)算加速時(shí)間的用途：確定汽車加速能力；傳動(dòng)系最正確匹配；合理選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。注意7/8/2022 其前提條件是路面良好，克服 Fw+Ff 后的全部力都用于克服坡道阻力，即3. 利用驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖 確定汽車的爬坡能力7/8/2022