Эксплуатационные свойства автомобиля УРАЛ 5557

Внешняя Динамич.УРАЛ_5557.dwg

Тягово-динамическая
характеристика УАРЛ-5557
Масштабные коэффициенты:

Кинематическая схема.dwg

Ускорение Урал5557.dwg

Записка готова_УРАЛ_5557.doc

Краткая характеристика автомобиля УРАЛ 5557 ..
Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя .
Расчет и построение тяговой характеристики автомобиля
Расчет и построение динамической характеристики автомобиля
Расчет и построение мощностного баланса автомобиля
Расчет и построение ускорений автомобиля ..
Расчет и построение времени и пути разгона автомобиля .
Расчет и построение топливно-экономической характеристики
Выводы и предложения
Автотранспортным средством является машина перемещение которой по поверхности земли осуществляется с помощью силы создаваемой взаимодействием колес с дорогой или грунтом. К ним относятся одиночные автомобили автобусы и автопоезда состоящие из автомобиля-тягача и одного или нескольких прицепов (полуприцепов). Разнообразие условий эксплуатации обусловило широкую специализацию автотранспортных средств которые отличаются специфическими свойствами обеспечивающими их использование в конкретных условиях с наибольшей эффективностью.
Автомобиль достаточно сложная машина обладающая значительным количеством качеств (производительность топливная экономичность и проходимость) свойств и показателей (надежность экономические эстетические эксплуатационные и т.д.). В теории трактора и автомобиля изучается только важнейшая группа свойств - эксплуатационные свойства определяющие степень приспособленности автомобилей к эксплуатации в качестве специфического (наземного колесного безрельсового) транспортного средства. Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие групповые свойства обеспечивающие движение: тягово-скоростные разгонно-тормозные топливная экономичность двигателя управляемость устойчивость поворачиваемость плавность хода и др. От таких свойств в значительной мере зависит производительность автомобиля. Производительность автомобиля определяется массой перевозимого груза или численностью пассажиров а также средней скоростью движения. Значение и стабильность первого и второго показателей зависит от компоновочной схемы автомобиля (автопоезда) мощности двигателя надежности всех основных механизмов автомобиля управляемости разгонно-тормозных свойств плавности хода состояния дорожного покрытия конструкции ходовых систем и других эксплуатационных свойств.
Современный этап развития теории эксплуатационных свойств характеризуется углубленным изучением отдельных особенностей этих свойств оценкой их в комплексе системы “автомобиль-водитель-дорога-среда” и оптимизацией эксплуатационных свойств и технических параметров.
Это позволяет на стадии проектирования автомобиля создать наиболее рациональные конструкции а при использовании обеспечить максимальную эффективность их применения в конкретных условиях эксплуатации в различных климатических зонах.
Краткая характеристика автомобиля УРАЛ 5557
Рисунок.2.1. Габаритные размеры УРАЛ-5557
Весовые параметры и нагрузки Шасси Урал 5557:
Снаряженная масса кг
Полная масса шасси урал кг
Масса размещаемого и перевозимого груза кг
Полная масса буксируемого прицепа кг
Распределение нагрузки: снаряженного автомобиля Урал
Распределение нагрузки: автомобиля Урал полной массы
Двигатель шасси Урал:
Номинальная мощность кВт (л.с.)
Характеристика при полной массе:
Максимальная скорость кмч
Преодолеваемый подъем %
Внешний габаритный радиус поворота м
Ведущие мосты шасси Урал:
Система питания Шасси Урал 5557:
Емкость топливных баков л
Расчет и построение внешней скоростной
характеристики двигателя.
Рассчитать и построить внешнюю скоростную характеристику для автомобиля УРАЛ 5557 с дизельным двигателем развивающего максимальную мощность
Nе тах = 169 кВт при числе оборотов nе= 2100 обмин и при изменении nе в пределах от 600 до 2600 обмин.
Внешняя скоростная характеристика строится с помощью эмпирических зависимостей если известны номинальная мощность и номинальная частота вращения коленчатого вала рассчитывается по формуле 1.
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=07
Эффективный крутящий момент при числе оборотов nе = 1400 обмин:
Результаты расчета Ne и Ме при различных оборотах пе сведем в таблицу 3.1
Таблица 3.1 - Значения эффективной мощности и крутящего момента рассчитываемого двигателя
Частота вращения коленчатого вала двигателя ne обмин
По данным таблицы 3.1 построена внешняя скоростная характеристика двигателя (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 – Внешняя скоростная характеристика рассчитываемого
Расчет и построение тяговой характеристики автомобиля.
Рассчитать и построить тяговую характеристику для грузового автомобиля УРАЛ 5557 по следующим исходным данным: u1 =561; uII =289; uIII = 164; uIV = 1; uо =732; uразд =13 rк = 0574 м; тр = 09. Значения крутящего момента Ме при числах оборотов nе берутся из таблицы 3.1.
Таблица 4.1 – Значение крутящего момента при числе оборотов пе
При движении автомобиля на I передаче nе = 600 обмин Ме = 761 Н·м. В результате по формуле получаем скорость автомобиля на первой передаче:
По формуле (3) определяем значение силы тяги на первой передаче:
Результаты расчетов а и Рт при других значениях nе Ме uкi сведены в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Тяговая сила РТ на ведущих колесах и скорость движения автомобиля
Тяговая характеристика рассчитываемого автомобиля приведена на рисунке 4.3
Рисунок 4.3 - Тяговая характеристика рассчитываемого автомобиля
Расчет и построение динамической характеристики автомобиля
Рассчитать и построить динамическую характеристику для грузового автомобиляУРАЛ-5557 по следующим исходным данным: u1 =561; uII =289; uIII = 164; uIV = 1; uо =732; uразд =13 rк = 0574 м; тр = 09. Значение тяговой силы РТ на ведущих колесах берут из таблицы 4.2.
При известных значениях передаточных чисел главной передачи и коробки передач определяются передаточные числа трансмиссии на различных передачах рассчитывается по формуле (4):
Сила сопротивления воздуха PW определяется по формуле:
где - скорость движения автомобиля кмч значения коэффициент сопротивления воздуха k и площадь лобовой поверхности автомобиля F определяются из приложения 1. k=0.7; F=685
При движении автомобиля на I передаче nе = 600 обмин =243 кмc. В результате по формуле получаем силу сопротивления воздуха на первой передаче
Для построения динамической характеристики автомобиля необходимо определить динамический фактор (коэффициент динамичности). Коэффициент динамичности D определяется по формуле (6):
Значения PТ и PW находятся из таблиц 4.2 и 5.1 соответственно. Расчет производится для всех передач результаты сводятся в таблицу 5.1 и строится график 5.2 зависимости D от а .
Результаты расчетов Pw и D сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Значения динамического фактора.
По данным таблицы 5.1 на рисунок 5.2 построена динамическая характеристика двигателя
Рисунок 5.2 - Динамическая характеристика двигателя
Расчет и построение мощностного баланса автомобиля
Рассчитать и построить мощностного баланса автомобиля УРАЛ-5557. Данные РТ Рw для расчета берутся из таблице 4.2 и 5.1
Сила сопротивления качению:
Мощность тягового усилия Nт определяется по формуле (7):
Мощности затрачиваемые на преодоление сопротивления воздуха Nw определяется по формуле (8) и на преодоление сопротивления дороги Nс определяются по формуле (10):
Расчет производится для всех передач результаты сводятся в таблицу 6.1 и строится график мощностного баланса - зависимости NT от a для всех передач.
Таблица 6.1 - Значения мощностного баланса
Рисунок 6.2 - График мощностного баланса
Расчет и построение ускорения автомобиля
Рассчитать и построить ускорения автомобиля УРАЛ 5557. Данные D для расчета берутся 5.1.Значения значения передаточных чисел u берем из превидущих расчетов и значения динамического фактора D берем из таблиц 5.1
Определение коэффициентов dвр по формуле 11 для каждой передачи:
Определение коэффициентов f по формуле 12 в зависимости от скорости
где f0 - Значения коэффициентов сопротивления качению с учетом типа и состояния дороги.
При вычисленных значениях f dврi и принятого Di определим значения ускорений ji Например для скорости автомобиля а = 243 кмч и соответствующему ей динамическому фактору 0299 (таблица 7.1) ускорение равно:
Таблица 7.1 - Определение ускорений рассчитываемого автомобиля
График ускорений j=f(a) приведен рисунок 7.2.
Рисунок 7.2 – График ускорений автомобиля
Расчет и построение времени и пути разгона автомобиля.
Кривую ускорений на графике (рисунок 7.2) разбиваем на ряд интервалов скоростей охватывая весь диапазон изменения скорости от 243кмч до 59кмч.
В таблице 8.1 приведены значения a D f j из таблицы 7.1 используемые в дальнейшем при решении задачи.
Таблица 8.1 – Данные для построения графиков времени и пути разгона автомобиля
Определяется среднее ускорение в интервале скоростей 2 - 4кмч по формуле 14.
После определяются значения jcp для всех интервалов скоростей. Значения jcp заносятся в таблицу8.1. .
Определяется приращение скоростей D a в каждом интервалеизменения скоростей по формуле 15. Например для интервала скоростей 243-405 кмч
Значения приращений заносятся в таблицу 8.1.
Определяется время разгона Dt а каждом интервале изменения скоростей по формуле (16). Например; для интервала скоростей 3-12кмч:
Рассчитанные значения Dt1 для всех интервалов скоростей заносятся в таблицу 8.1.
Определяется общее время разгона t от минимально устойчивой скорости min до конечной мах. Промежуточные значения t заносятся в таблицу 8.1 По значениям t для различных скоростей строится кривая времени разгона t=f(a (рисунок 8.2).
Определяем среднюю скорость автомобиля ср по формуле 17 для каждого интервала изменения скоростей результаты заносим в таблицу 8.1. Например для интервала скоростей 12-32кмч:
Определяем путь разгона DS по формуле 18 для каждого в интервале скоростей и результаты заносим в таблица 8.1 например для первого интервала;
Определяем общий путь разгона S для всех интервалов скоростей складывая значения DS и результаты заносим в таблица 8.1
Принимая время переключения передач tn=2 с определим значения уменьшения скорости при переходе с первой передачи на вторую по формуле 19:
при переходе со второй на третью передачу:
при переходе с третьей на четвертую передачу:
Определяем скорости K по формуле 20 в конце перехода: с первой передачи
Так как значениям динамического фактора для конечных скоростей `к и ``К соответствуют его значения в начале разгона на передаче высшей по отношению к данной то величину динамического фактора при скорости =976кмч определяем по кривой D11 (рисунок 8.2) а при скорости =304 кмч - по кривой D111. и т.д.
Определяем средние скорости 11 по формуле 21 за время переключения передач: с первой передачи на вторую:
Определяем путь пройденный автомобилем при переключении передачи с первой передачи на вторую по формуле 22:
при переходе с четвертой на пятую передачу:
Рисунок 8.2 – График времени и пути разгона автомобиля
Расчет и построение топливно-экономической характеристики
Рассчитать и построить топливно-экономическую характеристику для грузового автомобиля УРАЛ 5557. Значение номинальной мощность Ne берут из таблицы 5.1 скорость a берут из таблицы 4.2.
Топливно-экономической характеристикой называют зависимости путевого расхода топлива (в л100 км или в кг100 км) от скорости автомобиля при различных значениях коэффициента суммарного сопротивления дороги .
Путевой расход топлива рассчитывают по формулам:
где Qt – часовой расход топлива кгч.
Для построения топливно-экономической характеристики необходимо задается удельным расходом топлива gemin г(кВт·ч) по двигателю автомобиля - прототипа и рассчитать часовой расход топлива Qt и путевой расход топлива Qs для различных значений коэффициента суммарного сопротивления дороги .
Расчет топливной экономичности автомобиля проводится в следующей последовательности:
- определяется максимальный часовой расход топлива.
Задавшись удельным расходом топлива gemin определим максимальный часовой расход топлива:
-определяется расход топлива с учетом загрузки двигателя в зависимости от дорожных условий скорости и частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Задавшись различными величинами коэффициента суммарного сопротивления дороги (например и ) и значениями частот вращения коленчатого вала двигателя в диапазоне от nmin до nmax или скоростей автомобиля - от min до max произведем расчет значений часового расхода топлива для каждого принятого значения nе (a) по формуле:
Часовой расход топлива зависит от загрузки двигателя. Загрузка двигателя определяется силами суммарного сопротивления движению автомобиля Pc (формула 22) и силой тяги на ведущих колесах Pк (формула 21) с учетом этих параметров для расчетных значений скорости автомобиля ai определяем часовой расход топлива:
-определяется путевой расход топлива.
Определение путевого расхода топлива производим по формуле (28) подставив в нее полученные значения часового расхода топлива из формулы (30) и заносятся результаты в таблицу
-по полученным расчетным точкам Qti строится график зависимости Qsi = f(a) топливно-экономическая характеристика для различных принятых значений коэффициента суммарного сопротивления дороги во всем диапазоне частот устойчивого вращения коленчатого вала двигателя от nmin до nmax (от min до max ) в соответствии с рисунком 6.
Рис.9.2 – График топливно-экономической характеристики
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Результаты данных показывают о том что тяговая сила данного автомобиля обеспечивает оптимальную силу тяги для рассчитанных передач. Однако как видно из графика динамичности данный автомобиль обладает плохим качеством динамичности так как она намного ниже 05 % показателя.
Так же имеет плохой показатель ускорения что показывает графика ускорения. Время переключения передач немного запаздывает так как проходит не малый путь за данное время разгона что даже теряет значительную скорость.
Можно предложить для данного автомобиля Урал-5557 увеличения количество передач модернизация трансмиссии увеличить качество тягово- сцепные качества автомобиля.
Необходимо так же модернизация увеличения мощности двигателя для данного автомобиля имеющую такую грузоподъемность.
Лялин В.П. Автомобили. Основы теории эксплуатационных свойств: Учеб. пособие. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т 2006. – 205с.: ил.
Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта: Подвижной состав и эксплуатационные свойства. Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия» 2004.-528 с.
Вахламов В.А. Автомобили: Теория эксплуатационных свойств Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия» 2005. : ил.
Методические указания и варианты заданий к курсовому проекту по дисциплине «Теория автомобиля».- Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос.гос.проф.-пед.ун-т» 2008. - 30 с. : ил.
Гладков Г.И. Петренко А.М. Специальные транспортные средства: Теория: Учеб. Для вузов. Под ред. Г.И.Гладкова.- М.: ИКЦ «Академкнига» 2006.- 215 с.:ил.
Тарасик В.П. Теория движения автомобиля: Учебник для вузов.-СПб.:БХВ-Петербург 2006.-478 с.: ил.
Литвиинов А.С Фаробин Я.Е. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение 1989.-240 с.:ил.
Проскурин А.И. Теория автомобиля. Примеры и задачи: Учебное пособие А.И. Проскурин.-Ростов нД: Феникс 2006.-200 с.:ил.
Чудаков Е. А. Теория автомобиля. М.: Машгиз 1950 – 343 с..
Зимелев Г. В. Теория автомобиля. М.: Машгиз 1959.- 312 с.
Андреев Б. В Теория автомобиля: Учеб. пособие.-Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та; 1984.- 148 с.
Фалькевнч Б. С. Теория автомобиля. М.: Машгиз 1963.-240с.
Петрушов В.А. Шуклин С.А. Московкин В.В. Сопротивление качению автомобилей и автопоездов. . - М.: Машиностроение 1975.-225 с.:ил.
Бортницкий П.И. Задорожный В.И. Тягово-скоростные качества автомобилей.- Киев: Вища школа1978. - 176 с.: ил.
Иванов В.В. Иларионов В.А. Морин М.М. Основы теории автомобиля и трактора. – М.: Высшая школа 1977. – 245с.: ил.
Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. - М.: Машиностроение 1981.-279 с.:ил.
Скотников В.А. Понаморев А.В. Климанов А.В.Проходимость машин.
М. : Наука и техника 1982.-328 с.:ил.
Великанов Д. П. Автомобильные транспортные средства. М: Транспорт 1977-326 с.
Диваков Н. В. Яковлев 11. А. Теория автомобиля. М.: Высшая школа 1962.-299 с.
Краткий автомобильный справочник. Тома 1-4 Кисуленко Б.В. и др. М.: ИПЦ «Финпол» 2004 - 667 с.
Автомобили (теория). Методические указания к лабораторно-практическим занятиям.