Тяговый расчет автомобиля ГАЗ-24 и построение динамической (тяговой) характеристики

переделанный дифференциал.dwg

Главная передача и самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением

титульный лист.doc

Министерство образования Российской Федерации
Московский Государственный Университет леса
«Конструкция расчет и потребительские свойства изделий»
«Тяговый расчет автомобиля ГАЗ-24 и построение динамической (тяговой) характеристики»
студент группы СЭ-41

Построение внешней скоростной характеристики двигателя.doc

Определение максимальной скорости движения автомобиля по дороге характеризуемой
Построение внешней скоростной характеристики двигателя.
Внешняя скоростная характеристика строится с помощью эмпирических зависимостей если известны номинальная мощность и номинальная частота вращения коленчатого вала
Где a b c –постоянные коэффициенты;
- номинальная мощность двигателя кВт;
- соответственно текущие значения мощности кВт и частоты вращения коленчатого вала обмин.
Для карбюраторных двигателей a=b=c=1.0
Определение значений мощности при соответствующих числах оборотов.
Эффективный крутящий момент вычисляется по формуле:
Определение значений момента при соответствующих числах оборотов и мощности.
Определение максимального крутящего момента:
Отношение к называют скоростным коэффициентом :
Для построения внешней скоростной характеристики в области устойчивой работы двигателя рассчитываем значения мощности и момента при соответствующих значениях оборотов коленчатого вала с шагом через 300 обмин.
Для определения топливной экономичности двигателя строится кривая при полностью открытой дроссельной заслонке.
где - удельный эффективный расход топлива соответствующий номинальной мощности двигателя =350 г(кВт*ч)
- текущее значение удельного эффективного расхода топлива г(кВт*ч)
- соответственно номинальное и текущее значения частоты вращения коленчатого вала об мин
Значения коэффициентов a b c входящих в формулу для карбюраторных двигателей следующие:
Построение графиков мощности крутящего момента и удельного эффективного расхода топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала производится с учетом следующих масштабных коэффициентов:
- масштабный коэффициент по частоте вращения коленчатого вала;
- масштабный коэффициент по мощности;
- масштабный коэффициент по удельному эффективному расходу топлива;
- масштабный коэффициент по крутящему моменту.
Пользуясь внешней скоростной характеристикой находим коэффициент приспособляемости двигателя по моменту:
где - максимальный крутящий момент двигателя Н*м
- крутящий момент соответствующий номинальной мощности Н*м
Определение максимальной скорости движения автомобиля по дороге характеризуемой заданным коэффициентом суммарного сопротивления.
Рассматривая случай равномерного движения автомобиля с максимальной скоростью без буксования ведущих колес относительно грунта уравнение мощностного баланса можно представить в виде:
где - мощность подводимая от двигателя к ведущим колесам автомобиля кВт;
- механический КПД трансмиссии;
- мощность расходуемая соответственно на преодоление суммарного сопротивления дороги и воздушной среды.
Мощность расходуемая на преодоление суммарного сопротивления дороги где - полный вес автомобиля который складывается из веса полезной нагрузки ( грузоподъемности ) и собственного веса кН;
- максимальная скорость движения автомобиля кмч;
- суммарный коэффициент сопротивления дороги = 0.022
Мощность расходуемая на преодоление воздушной среды где
k – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости)
F – лобовая площадь автомобиля т.е площадь его проекции на плоскость перпендикулярную продольной оси автомобиля
F = B*H где H – колея автомобиля = 1470 мм
В – наибольшая высота автомобиля = 1490 мм
С учетом всех формул уравнение мощностного баланса будет выглядеть следующим образом:
Решение этого уравнения возможно либо по формуле Кардана либо графическим способом подставляя значения скорости движения автомобиля.
при =20 кмч 2.337 кВт
при =40 кмч 5.35 кВт
при =60 кмч 9.716 кВт
при =80 кмч 16.11 кВт
при =100 кмч 25.208 кВт
при =120 кмч 37.686 кВт
при =140 кмч 54.222 кВт
при =160 кмч 75.49 кВт
при =150 кмч 64.222 кВт
Максимальная скорость движения автомобиля: = 153.7 кмч при мощности 68.25 кВт.
Построения зависимости производится с учетом масштабных коэффициентов:
- масштабный коэффициент по скорости.
Определение передаточных чисел трансмиссии.
Общее передаточное число механической ступенчатой трансмиссии равно произведению передаточных чисел отдельных входящих в неё узлов:
где - передаточное число коробки передач
- передаточное число раздаточной коробки
- передаточное число главной передачи.
Главная передача может быть одинарной двойной или разнесенной. В данном случае применяется главная передача в виде одноступенчатого редуктора.
Пользуясь выражением для определения скорости поступательного движения автомобиля определим передаточное число главной передачи:
где - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя обмин
- радиус качения колеса м
- максимальная скорость движения автомобиля кмч =153.7 кмч
- высшее передаточное отношение коробки передач =1
- передаточное отношение раздаточной коробки на высшей передаче( отсутствует в данном автомобиле)
Динамический радиус качения колеса определяется по формуле:
где Н – высота профиля шины в дюймах
d- диаметр обода в дюймах
- коэффициент деформации шины =0.95
Передаточное число главной передачи равно
Пренебрегая влиянием сил инерции автомобиля и сопротивлением воздушной среды уравнение движения можно представить в виде:
где - максимальная касательная сила тяги на ведущих колесах автомобиля кН
- сила суммарного сопротивления движению по дороге с заданным коэффициентом суммарного сопротивления кН
В развернутом виде эта формула: где
- максимальный крутящий момент двигателя Н*м
- полный вес автомобиля кН
Следовательно автомобиль может преодолеть максимальное сопротивление при трогании если передаточное число первой передачи коробки передач будет:
Касательная сила тяги равняется :
Движение машины без буксования будет обеспечено при условии что касательная сила тяги по двигателю меньше или равна силе тяги по сцеплению т.е.:
Подставляя значения получим:
- коэффициент перераспределения нагрузки на оси автомобиля при трогании с места и последующем разгоне = 1.2
- сцепной вес автомобиля кН
- коэффициент сцепления =0.73
Из этого неравенства находим верхний предел передаточного числа коробки передач на первой передаче:
Передаточное число на первой передаче принимаем равным:
Минимальное число ступеней в коробке передач при котором обеспечивается перекрытие кривых сил тяги автомобиля на смежных передачах определяется по следующей формуле:
Полученное число округляем в большую сторону и принимаем .
Промежуточные передаточные числа коробки передач при известных значениях на первой и прямой передачах находятся из условия постоянства средней мощности в процессе разгона автомобиля на всех передачах.
Передаточное число передачи определяется:
где n – номер передачи m – число передач.
- передаточное число на второй передаче
- передаточное число на третьей передаче
- передаточное число на четвертой передаче.
Передаточное число для заднего хода определяется компоновкой коробки передач и равняется:
Построение динамической характеристики автомобиля.
При известных значениях передаточных чисел главной передачи и коробки передач определяются передаточные числа трансмиссии на различных передачах:
Скорость движения автомобиля на данной передаче при заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя определяется по формуле:
где - текущее значение частоты вращения коленчатого вала обмин
Касательная сила тяги кН на ведущих колесах автомобиля будет равна:
Для построения тяговой характеристики представляющей графическую зависимость силы тягиот скорости движения машины необходимо использовать скоростную характеристику двигателя. Беря из характеристики ряд промежуточных значений крутящего момента двигателя и соответствующей ему частоты вращения коленчатого вала находим силу тяги и скорость движения для различных передаточных чисел трансмиссии на всех передачах.
Сила сопротивления воздушной среды не зависит от веса автомобиля и определяется по следующей формуле:
где V- скорость движения автомобиля кмч
значения k и F определялись ранее: k=0.3; F=2.1903
Разность между силой тяги и силой сопротивления воздушной среды называют свободной силой тяги .
Универсальным параметром оценивающим тяговые качества машин различных классов и грузоподъемности является динамический фактор представляющий собой отношение свободной силы тяги к полному весу автомобиля .
Все полученные значения заносим в таблицу №2 далее строим динамическую характеристику с учетом масштабных коэффициентов:
- масштабный коэффициент по скорости
- масштабный коэффициент по динамическому фактору.

Литература.doc

Лесные машины. Под. Ред. Г.М. Анисимова. -М.: Лесная промышленность 1989.-512с.
Анисимов Г.М. и др. Тяговые машины. Часть II. Конструкция и основы теории автомобилей и тракторов. – Л.:ЛТА. 1974.-118с.
Лесотранспортные машины: учеб.-методич. пособие для выполнения курсовой работы для студентовспец. 260100 А.В.Ерхов В.С.Извеков В.М.Котиков. – 2-е издание.- М.: ГОУ ВПО МГУЛ 2005.-28с.
Краткий автомобильный справочник НИИАТ.-М.: Транспорт 1984.-233с.

Курсовой проект dwg.dwg

Скоростная характеристика
Определение максимальной скорости
Тяговая и динамическая характеристика автомобиля с четырехступенчатой коробкой передач
Полный вес автомобиля
Номинальное число оборотов
Максимальная скорость
Максимальный крутящий момент
передача заднего хода
Кинематическая схема трансмиссии