Принципиальная схема электроснабжения и пуска у автомобиля ГАЗ -31029

РГЗ .docx

Министерство образования и науки Российской федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Транспортный факультет
Кафедра технической эксплуатации и ремонта автомобилей
Расчетно-графическая работа
Расчет элементов и систем электрооборудования автомобилей
Студент группы 11ЭТМК(б)ААХ
Требуется рассчитать систему электростартерного пуска автомобиля для стандартных и заданных условий:
Температура пуска: tп=-10оС
Степень разряженности аккумуляторной батареи: Ср=30%
Порядковый номер попытки пуска: Zn=3
Условия движения: лето город.
Таблица 1 - Технические характеристики автомобиля
Марка транспортного средства
Тип транспортного средства
Номинальное напряжение бортовой сети
расчет вольтамперных характеристик аккумуляторной батареи
Расчет вольтамперных характеристик аккумуляторной батареи сводится к определению токов короткого замыкания для стандартных и заданных условий.
Ток короткого замыкания для стандартных условий:
где(I+0)=256 А - сила тока короткого замыкания приходящаяся на одну положительную пластину для стандартных условий пуска А;
n+ = 4 - число положительных пластин в аккумуляторе;
L = 1 - количество параллельно соединенных АКБ.
Iкэс=256*4*1=1024 А.
Ток короткого замыкания для заданных условий вычисляются по формуле:
гдеI+ - сила тока короткого замыкания приходящаяся на одну положительную пластину А;
I+=I+0+kb*tэд-kc*Cp-kd*(Zn-1)-ke*(n-10)*(Zn-1).
гдеI+0 = 256 А - сила тока короткого замыкания приходящаяся на одну положительную пластину при первой попытке пуска А;
kb = 4 - коэффициент учитывающий влияние на величину тока I+ температуры электролита;
tэд = -10 оС - температура электролита;
kc = 056 - коэффициент учитывающий влияние на величину тока I+ степени разряженности батареи;
Cp = 30% - степень разряженности аккумуляторной батареи %;
kd = 3 - коэффициент учитывающий влияние на величину тока I+ числа попыток пуска;
Zn = 3 - порядковый номер попытки пуска;
ke = 075 - коэффициент учитывающий влияние на величину тока I+ скорости снижения тока короткого замыкания в течение одной попытки пуска;
n = 10 с - продолжительность одной попытки пуска с.
I+ = 256+4*(-10)-056*30-3*(3-1)-075*(10-10)*(3-1)=1932 А.
Iкз=1932*4*1=7728 А.
Напряжение короткого замыкания АКБ для стандартных условий:
Uкэс = Uн * (1- Ik Iкэс)
гдеUн = 12 В - номинальное напряжение бортовой сети;
Ik = 550 А - ток короткого замыкания стартера.
Uкэс = 12* (1 - 550 1024)= 556 В.
Напряжение короткого замыкания АКБ для заданных условий:
Uкз = Uн * (1- Iк Iкз)
Uкз = 12 * (1 - 550 7728) = 346 В.
Результаты расчета токов и напряжений короткого замыкания АКБ приведены в таблице 2.
Таблица 2 - результаты расчетов
Ток короткого замыкания А
Напряжение короткого замыкания В
По данным таблицы 2 строим вольтамперные характеристики АКБ (рис. 1).
Рисунок 1 - вольтамперные характеристики АКБ
расчет рабочих характеристик стартерного электродвигателя.
Целью расчета рабочих характеристик стартерных электродвигателей
является нахождение полезной мощности в заданных условиях эксплуатации а также определение и графическое представление зависимостей вращающего момента частоты вращения и других характеристик зависящих от тока стартера. Результаты расчета рабочих характеристик используются для расчета и построения скоростных и механических характеристик стартера и их приведения к коленчатому валу двигателя внутреннего сгорания.
Электромеханические характеристики определяются по паспортным данным стартера.
Номинальный ток стартера:
где k1 = 058 - коэффициент кратности тока короткого замыкания.
Iн = 058 * 550 = 319 А
1 Построение зависимости напряжения батареи и стартера от тока стартера
Напряжение стартера для стандартных условий:
гдеRц = 0003 Ом - сопротивление проводов и массы.
Uст(0) = 1125-75*0003=11025 В;
Uст(н) = 82-319*0003=7243 В;
Uст(к) =556-550*0003=391 В.
2 Построение зависимости частоты вращения n от тока стартера
Точки зависимости частоты вращения для стандартных условий:
точка холостого хода - n0 = 4000 мин-1 при токе I0 =75 А;
точка номинального режима - nн = 1250 мин-1 при токе Iн = 319 А;
точка короткого замыкания - nк = 0 мин-1 при токе Iн = 550 А;
3 Построение зависимости вращающего момента М2 от тока стартера
Точки зависимости вращающего момента для стандартных условий:
точка холостого хода - М2 = 0 Н*м при токе I0 = 75 А;
точка номинального режима - М2н при токе Iн = 319 А;
Номинальный момент стартера:
М2н = 30 * Рн ( * nн)
гдеРн = 1600 Вт - номинальная мощность стартера;
nн = 1250 мин-1 - номинальная частота вращения стартера.
М2н =30 * 1600 314 * 1250 = 122 Н*м.
точка короткого замыкания - М2к = 224 при токе Iк = 550 А.
4 Построение зависимости полезной мощности от тока стартера
Точки зависимости полезной мощности для стандартных условий:
Точка холостого хода - Р2 = 0 ВТ при токе I0 = 75 А;
Точка номинального режима - Р2=Рн = 1600 ВТ при токе Iн = 319 А;
точка короткого замыкания - Р2=0 ВТ при токе Iн = 550 А;
5 Построение зависимости потребляемой мощности и коэффициента полезного действия от тока стартера
Потребляемая мощность для стандартных условий:
Р1(0)= 11025 * 75 = 826875 Вт;
Р1(н)= 7243 * 319 = 2310517 Вт;
Р1(к) = 391 * 550 = 21505 Вт.
Коэффициент полезного действия для стандартных условий:
н = 1600 2310517 = 693
Таблица 3 - Результаты расчетов
По данным таблицы 3 строим характеристики стартерного электродвигателя (рис. 2).
Рисунок 2 - характеристики стартерного электродвигателя.
Определение предельной температуры пуска
Предельной температурой пуска ДВС называется такая температура при которой частота вращения требуемая для ДВС совпадает с частотой развиваемой стартером.
Частота вращения коленчатого вара двигателя:
Zc = 9 – число зубьев шестерни стартера.
Гдеkz = 12 – коэффициент зубьев маховика;
Sn = 92 мм – ход поршня;
mz = 25 – модуль зубьев маховика.
Zmax = 12 * 92 * 314 25 = 139 зубьев
nДВС(0) = 4000 1544 = 259 мин-1;
nДВС(н) = 1250 1544 = 81 мин-1;
nДВС(к) = 0 1544 = 0 мин-1.
Вращающий момент на коленчатом валу двигателя:
гдеp = 082 – коэффициент полезного действия зубчатой передачи шестерня стартера-венец маховика двигателя внутреннего сгорания.
МДВС(0) = 0 * 1544 * 082 = 0;
МДВС(н) = 122 * 1544 * 082 = 1545 Н*м;
МДВС(к) = 224 * 1544 * 082 =2836 Н*м .
Средний момент сопротивления можно рассчитать по эмпирическим формулам:
Мс.ср = (390 + 312 * nДВС ) * v0.5 * Vh * 10-3
гдеv – кинематическая вязкость моторного масла в начале пуска мм2с;
Vh – рабочий объем цилиндров двигателя л.
Мс.ср(0) = (390 + 312 * 259) * 90005 * 244 * 10-3 = 88 Н*м
Мс.ср(н) = (390 + 312 * 81) * 90005 * 244 * 10-3 = 47 Н*м
Мс.ср(к) = (390 + 312 * 0) * 90005 * 244 * 10-3 = 285 Н*м
Аналогично проводим расчет для заданных условий эксплуатации.
lн’ =058 * 410 = 2378 А
МДВС(0) = 0*1544*082=0 Н*н
МДВС(н) =8*1544*082=1013 Н*м
МДВС(к) =163*1544*082=2064 Н*м
Мс.ср(0) =(390 + 312 * 259) * 380005 * 244 * 10-3 = 180 Н*м
Мс.ср(н) =(390 + 312 * 81) * 380005 * 244 * 10-3 = 97 Н*м
Мс.ср(к) =(390 + 312 * 0) * 380005 * 244 * 10-3 = 586 Н*м
Результаты расчетов и паспортные данные стартерного электродвигателя представлены в таблице 4.
Таблица 4 –результаты расчетов.
Условия эксплуатации
По данным таблицы 4 строим совмещенные механические характеристики стартерного электродвигателя и ДВС.
Рисунок 3 - часттота прокручивания коленчатого вала.
Найденную по графику частоту прокручивания заносим в таблицу 5. Туда же заносим минимальную пусковую частоту вращения nmin.
По данным таблицы 5 строим зависимости частоты вращения от температуры точка пересечения которых и дает предельную температуру пуска.
Рисунок 4 - предельная температура пуска.

Чертеж.cdw

Принципиальная схема электроснабжения
и пуска у автомобиля ГАЗ -31029