Тяговый расчет и определение тягово-скоростных свойств автомобиля

rabota_avtomobili_1.doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»
КОНТРОЛЬНО-КУРСОВАЯ РАБОТА
к.т.н. доц. кафедры АиАХ Витальский Д.В.
Оценка качества КПКР
Тяговый расчет и определение тягово-скоростных свойств автомобиля 3
1.Проработка компоновки автомобиля 3
2.Определение динамического радиуса колес 3
3.Механический КПД трансмиссии .4
4.Фактор сопротивления воздуха . 4
5.Определение мощности двигателя при максимальной скорости и построение его внешней скоростной характеристики .. .4
Определение передаточных чисел трансмиссии АТС . ..7
Определение тягово-скоростных качеств автомобиля . ..8
1. Тяговая диаграмма движения автомобиля 8
2 Динамическая характеристика автомобиля ..13
3 Динамический паспорт автомобиля ..15
4. Мощностная диаграмма движения автомобиля ..17
5. Ускорение при разгоне автомобиля ..22
6. Построение графиков времени и пути разгона АТС ..24
Показатели топливной экономичности автомобиля .. 27
Список литературы .37
Тяговый расчет и определение тягово-скоростных свойств автомобиля
1. Проработка компоновки автомобиля
Рис.1. Компоновочная схема
Автомобиль: Газель 3302 тент
Колесная формула: 4х2
Нагрузки на оси: Передняя: G1=1200 кг = 1176 кН
Задняя: G2= 2300 кг = 2254 кН
снаряженного автомобиля: G0= 1850 кг=1813 кН
Максимальная скорость движения: Vmax= 130 кмч = 36 мс
Удельный минимальный расход топлива: gmin =95 л = 2992 гкВт*ч
2. Определение динамического радиуса колес
Динамический радиус может быть принят равным
3. Механический КПД трансмиссии
к’ – число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии на рассчитываемой передаче;
m – число карданных шарниров в трансмиссии.
4. Фактор сопротивления воздуха
Лобовая площадь и коэффициент обтекаемости составляет для грузовых и автобусов: F= 6м2; К= 09 Н*с2м2
5. Определение мощности двигателя при максимальной скорости и построение его внешней скоростной характеристики
где Gа – вес АТС = 343кН; Vma kF – фактор сопротивления воздуха Нс2м2.
f –Коэффициент сопротивления качения
f= 002*(1+13*20220000)=0025
Зная мощность автомобтля при максимальной скорости движения можно найти максимальную мощность двигателя:
Где abc эмпирические коэффициенты для бензиновых двигателей:a=b=c=1
Номинальная частота вращения для всех типов двигателей может быть принята равной:
Внешняя скоростная характеристика т.е. зависимость Ne=f(nx) строится с использованием эмпирической формулы:
n1= 800; n2=2400; n3= 3200; n4=4000; n5=4800; n6=5200
Ne1=114[1*83545+1*(83545)2-1*(83545)3]= 20 кВт
Ne2=114[1*168545+1*(168545)2-1*(168545)3]= 42 кВт
Ne3=114[1*251545+1*(251545)2-1*(251545)3]= 68 кВт
Ne4=114[1*335545+1*(335545)2-1*(335545)3]= 91 кВт
Ne5=114[1*419545+1*(419545)2-1*(419545)3]= 103 кВт
Ne6=114[1*503545+1*(503545)2-1*(503545)3]= 109 кВт
Ne7=114[1*545545+1*(545545)2-1*(545545)3]= 114 кВт
Зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала
Рис. 2. Внешняя скоростная характеристика
Кривая зависимости крутящего момента Мl на валу двигателя от его частоты вращения строится с использованием уравнения
Зависимость крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала
Рис.3. Зависимость крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала
Зависимость удельного расхода топлива двигателем с достаточной для расчетов точностью определяется выражением
- коэффициент учитывающий влияние частоты вращения коленчатого вала на удельный расход топлива
Результаты расчетов для построения внешней скоростной характеристики сводятся в таблицу:
Зависимость удельного расхода топлива двигателя от частоты вращения вала
Рис.4. Зависимость удельного расхода топлива двигателя от частоты вращения вала
Определение передаточных чисел трансмиссии АТС
Передаточное число главной передачи определяют по формуле:
Если высшей является прямая передача то uk =1 если же высшей будет ускоряющая передача то в формулу подставляется значение uk = 07 для этой передачи
Передаточное число первой передачи находят из условия преодоления АТС максимального дорожного сопротивления характеризуемого коэффициентом
Найденное передаточное число необходимо проверить по сцеплению ведущих колес с дорогой
- сцепной вес автомобиля
= G2*m2 = 2255*13 = 29кН
Здесь - коэффициент сцепления (= 0.60 0.65); - коэффициент учитывающий перераспределение масс приходящихся на оси при трогании (-для передних колес и -для задних ведущих колес ).
Пробуксовка отсутствует.
Передаточные числа промежуточных ступеней определяют из условия
где n-число степеней передач коробки не считая ускоряющую и передачу заднего хода; К- порядковый номер рассчитываемой передачи.
u1=18; u2=145; u3=122; u4=1; u5=08
С учетом корректировки получим:
u1=162; u2=1305; u3=1098; u4=091; u5=075
Определение тягово-скоростных качеств автомобиля
1. Тяговая диаграмма движения автомобиля является графическим решением уравнения движения автомобиля методом силового (тягового) баланса
Силу тяги и К-й передаче при i-том значении вращающего момента двигателя вычисляют по уравнению
Скорость автомобиля определяется по формуле:
Сила сопротивления дороги:
Сила сопротивления воздуха:
Тяговый баланс автомобиля
Частота вращения коленчатого вала ne
Рис.5. Тяговый баланс автомобиля
2 Динамическая характеристика автомобиля
Рис.6. Динамическая характеристика автомобиля
3 Динамический паспорт автомобиля
Рис.7. Динамический паспорт
4. Мощностная диаграмма движения автомобиля
Для анализа динамических качеств автомобиля наряду с уравнением силового баланса можно воспользоваться уравнением мощностного баланса:
=1014+777+(-651)=114
Рис.8. Запас мощности автомобиля
5. Ускорение при разгоне автомобиля.
Для оценки динамики разгона автомобиля наиболее часто используют зависимость ускорения от скорости движения автомобиля по передачам а также значения пути и времени разгона в интервале скоростей.
График ускорения строится на основании имеющейся динамической характеристики автомобиля по уравнению:
Ускорение при разгоне рассчитывается для горизонтальной дороги с малым сопротивлением движению при условии максимального использовании мощности и отсутствия буксования. Коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля позволяющий учесть дополнительные сопротивления разгону связанные с раскруткой вращающихся деталей подсчитывается по формуле:
z1 – количество ведомых колес
z2 - количество ведущих колес
= 20 Н*мс2 ; = 22 Н*мс2
(0107-002)*98134=064
(0113-002)*98134=068
(0093-002)*98134=053
(0073-002)*98134=039
(0067-002)*98134=034
(0082-002)*98134=045
(004-002)*98134=-015
(0038-002)*98134=013
(0052-002)*98134=023
(0023-002)*98134=002
(0015-002)*98134=-004
(0017-002)*98134=-002
(0026-002)*98134=004
(0006-002)*98134=-010
Ускорения при разгоне автомобиля
Рис.9. Ускорения при разгоне автомобиля
6. Построение графиков времени и пути разгона АТС
График времени t=f(V) и пути разгона S= f(V) АТС строят на основании графика ускорений АТС графоаналитическим методом.
Весь диапазон скоростей АТС разобьем на 12 интервалов. Границы интервалов соответствуют определенным значениям скорости V1 и ускорения j1
Время разгона АТС для каждого интервала скоростей:
Затем для каждого интервала скоростей определяют путь АТС по выражению:
Наименование параметра
Скорость в конце интервала
Ускорение в конце интервала
Время работы в интервале
Суммарное время разгона
Путь разгона в интервале
Суммарный путь разгона
Рис.10. Путь разгона автомобиля
Рис.11. Время разгона автомобиля
Суммарное время и суммарный путь разгона АТС до скорости (i-го интервала) определяют суммированием времени и разгона на всех предыдущих интервалах скорости:
Т= 109+24+23+26+30+19+45+41+61+92+318=788
S=26.16+14.28+19.09+27.95+39.45+28.31+75.15+76.47+123.5+201.9+768=1400
По данным этой таблицы строим совмещенный график зависимости времени и пути разгона АТС от его скорости.
Показатели топливной экономичности автомобиля
Построение топливно-экономической характеристики АТС
Согласно методике профессора Шлиппе И.С. расход топлива (л100 км) определяют по уравнению
- плотность топлива (- 0. 76 кгл – для бензина);
- удельный расход топлива гкВт ч;
- сила дорожного сопротивления;
- сила аэродинамического сопротивления движению;
- коэффициент учитывающий изменение в зависимости от степени использования мощности двигателя И.
Коэффициент определяют по таблице
Степень использования
Степень использования мощности двигателя И при движении АТС на К-й передаче определяют как отношение мощности фактически снимаемой с коленчатого вала двигателя при частоте к мощности по внешней скоростной характеристике при т.е.
Ku1=25; Ku2=25; Ku3=25; Ku4=25; Ku5=25; Ku6=190; Ku7=190
Ku1=094; Ku2=25; Ku3=25; Ku4=25; Ku5=25; Ku6=190; Ku7=154
Ku1=25; Ku2=25; Ku3=190; Ku4=190; Ku5=190; Ku6=154; Ku7=125
Ku1=190; Ku2=190; Ku3=190; Ku4=154; Ku5=125; Ku6=110; Ku7=100
Ku1=190; Ku2=190; Ku3=154; Ku4=125; Ku5=100; Ku6=090; Ku7=100
Ku1=190; Ku2=190; Ku3=190; Ku4=190; Ku5=154; Ku6=154; Ku7=154
Ku1=154; Ku2=154; Ku3=154; Ku4=154; Ku5=125; Ku6=125; Ku7=110
Ku1=154; Ku2=154; Ku3=154; Ku4=125; Ku5=125; Ku6=100; Ku7=100
Ku1=1 25; Ku2=1 25;
Ku3=1 25; Ku4=110; Ku5=100; Ku6=090; Ku7=094
Ku1=1 10; Ku2=1 10;
Ku3=1 00; Ku4=094; Ku5=094; Ku6=100; Ku7=100
Частота вращения коленчатого вала двигателя ne
Рис.12. Расход топлива Qs при =002
Рис.13. Расход топлива Qs при =005
Пузанков А.Г. «Автомобили устройство автотранспортных средств». М. Академия 2007 555с.
Пузанков А.Г. «Автомобили конструкция теория и расчет». М. Академия 2007 544с.
Краткий автомобильный справочник НИИАТ. М. Транспорт 1984 220с.
Вахламов В.К. «Автомобили эксплуатационные свойства». М. Академия 2007 237с.