Тяговый расчет грузового автомобиля марки ЗИЛ-ММЗ-4505

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА и СТРОИТЕЛЬСТВА

Факультет: Механизации и Автоматизации

Кафедра: Строительных Машин, Эксплуатации и Ремонта Оборудования

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Дисциплина: Двигатели внутреннего сгорания и автотракторное оборудование для дорожно-строительных работ

Тяговый расчёт грузового автомобиля марки ЗИЛ - ММЗ - 4505

Москва 2012 г

Задание

1. Определить установившуюся скорость Vуст движения автомобиля с полной нагрузкой в заданных дорожных условиях. Определить возможные скорости движения автомобиля при различной величине загрузки в тех же дорожных условиях.

2. Найти ускорение, время и путь разгона автомобиля до установившейся скорости при 100% - ной загрузки.

3. Рассчитать замедление при торможении и тормозной путь автомобиля при всех видах загрузки.

Исходные данные:

Марка автомобиля - ЗИЛ - ММЗ - 4505

Покрытие дороги - Щебёночное

Коэффициент сопротивления качению - f=0, 035

Коэффициент сцепления с дорогой - ц=0, 65

Угол подъёма - iпод=0, 053

Загрузка автомобиля в % от его грузоподъёмности - Gгр=50, 0

Аэродинамический коэффициент сопротивления воздушной среды для грузовых автомобилей - Сх=0, 65

ПОКАЗАТЕЛИ	ЗИЛ - ММЗ - 4505
Грузоподъёмность , кг	6100
Масса автомобиля в снаряжённом состоянии без нагрузки, кг	4820
Число мест в кабине, включая водителя	3
Распределение массы с полной нагрузкой, на переднюю ось	2945
База автомобиля , мм	3800
Колея , мм	1800
Высота автомобиля (по кабине) , мм	2525
Тип двигателя	Карбюраторный
Максимальная мощьность , кВт	110
Угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности, рад/с	335
Передаточные числа коробки передач - первой	7, 44
Передаточные числа коробки передач - второй	4, 10
Передаточные числа коробки передач - третьей	2, 29
Передаточные числа коробки передач - четвёртой	1, 47
Передаточные числа коробки передач - пятой	1, 00
Главная передача	6, 32
Пары шестерен, находящиеся в зацеплении:цилиндрических	3
Пары шестерен, находящиеся в зацеплении:конических	1
Колёсная формула	4х2
Размер шин , дюйм	9R20

Часть 1. Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Для определения установившейся скорости движения автомобиля необходимо решить уравнение силового баланса, которое соответствует заданным дорожным условиям:

Рк=Р?*Рw=Ga*Ша+Сх*Va

Рк - касательная сила тяги, Ga - вес автомобиля, Н

Ша - суммарный коэффициент сопротивления дороги

Сх - аэродиамический коэффициент

Fa - лобовая площадь автомобиля, м

Vа - скорость автомобиля, м/с

Полный вес (грузового) автомобиля с нагрузкой:

Ga=(mo+75n+muh)*g

Mo - масса автомобиля в снаряжённом состоянии, кг

n - число пассажиров

mгр - грузоподъёмность, кг

g - ускорение свободного падения , м/с

Gа= (4820+(75*3)+6100)*9, 8=109221(Н)

Условный радиус качения

rk=0, 0127*d+0, 00085*В

d - посадочный диаметр шины, дюйм

В - ширина профиля шины, мм

rk= (0, 0127*20)+(9*25, 4*0, 00085)=0, 448(м)

Лобовая площадь автомобиля Fa(м)

Fa=Н*В

Н - высота автомобиля по кабине, м

В - ширина колеи, м

Fa=2, 525*1, 8=4, 545

Фактор обтекаемости Wa

Wa=Сх*Fa

Fa - лобовая площадь автомобиля, (м)

Сх - аэродинамический коэффициент сопротивления воздушной среды

Wa=0, 65*4, 545=2, 95

Коэффициент суммарного сопротивления дороги:

Ша=fаiпод

Ша=0, 035+0, 053=0, 088

Текущее значение значения эффективной мощности двигателя Nе (кВт) при различной угловой скорости щe коленчатого вала

Ne=Nmax*л(a+b*л - л)

Nmax - максимальная мощность двигателя, кВт

л= - отношение угловой скорости коленчатого вала двигателя, принятой к расчёту, к угловой скорости коленчатого вала того - же двигателя при максимальной мощности

- угловая скорость коленчатого вала

- 10 - ть значений угловой скорости коленчатого вала, в пропорции от минимального устойчивого вращения коленчатого вала до максимального

Для тех же угловых скоростей коленчатого вала определяем крутящий момент Ме (Н*m)

Ме=*10

Полученные данные вносим в таблицу и строим график внешней скоростной характеристики рассчитываемого двигателя

	Угловая скорость коленвала, щe, рад/с таб 2
	42	84	126	167	209	251	293	335
Ne, кВт	15, 25	32, 66	51, 06	68, 47	84, 63	97, 88	106, 73	110, 00
Me, Нм	363, 19	388, 76	405, 27	410, 03	404, 91	389, 96	364, 26	328, 36

Часть 2. Определение тяговой характеристики автомобиля

автомобиль скорость разгон торможение

Mk=Me*ik*io*iд*зтр

Ik - передаточное число коробки передач

io - передаточное число главной передачи

iд - передаточное число колёсной передачи

зтр - механический КПД трансмиссии

Механический КПД трансмиссии зависит от числа пар зубчатых колёс, находящихся в зацеплении и определяются по формуле:

зтр =зц* зk

зц - КПД одной из пар цилиндрических шестерн, находящихся в зацеплении (одна пара зц=0, 97)

зк - КПД одной пары конических шестерен (одна пара зк=0, 96)

n, m - количество пар соответствующих шестерен, находящихся в зацеплении.

зтр = 0, 97*0, 96=0, 876

Поступательная скорость Va(м/с)движения автомобиля зависит от угловой скорости ще коленчатого вала двигателя и передаточного числа включенной передачи ik

Va=

ik - передаточное число коробки передач

1=7, 44 2=4, 10 3=2, 29 4=1, 47 5=1, 00

io - передаточное число главной передачи (6, 32)

iд - передаточное число колёсной передачи (1)

	Угловая скорость коленвала, щe, рад/с
	42	84	126	167	209	251	293	335
Va1 м/с	0, 400	0, 800	1, 200	1, 591	1, 991	2, 391	2, 792	3, 192
Va2 м/с	0, 726	1, 452	2, 178	2, 887	3, 613	4, 340	5, 066	5, 792
Va3 м/с	1, 300	2, 600	3, 900	5, 169	6, 470	7, 770	9, 070	10, 370
Va4 м/с	2, 025	4, 051	6, 076	8, 053	10, 078	12, 104	14, 129	16, 154
Va5 м/с	2, 977	5, 954	8, 932	11, 838	14, 815	17, 792	20, 770	23, 747

Значение касательной силы Рк тяги (в Н) ведущих колёс на всех передачах

Рк ==

Pk1 Н	33398, 75	35750, 77	37268, 60	37706, 1	37235, 2	35860, 4	33497, 0	30195, 7
Pk2 Н	18405, 22	19701, 36	20537, 80	20778, 9	20519, 4	19761, 7	18459, 3	16640, 1
Pk3 Н	10279, 99	11003, 93	11471, 11	11605, 8	11460, 8	11037, 6	10310, 2	9294, 13
Pk4 Н	6598, 94	7063, 66	7363, 55	7450, 01	7356, 96	7085, 32	6618, 36	5966, 10
Pk5 Н	4489, 07	4805, 21	5009, 21	5068, 03	5004, 74	4819, 94	4502, 29	4058, 57

Часть 3. Определение тягового (силового баланса)

Если автомобиль движется равномерно на одной из передач, то в этом случае суммарная сила сопротивления разгону равна нулю, а силовой баланс имеет вид:

Рк = Р? + Рw

Суммарная сила сопротивления дороги (Н)

Р? = Ga*?a = 109221*0, 088=9611 (Н)

Ga - вес автомобиля

?а - коэффициент суммарного сопротивления дороги

Pw = Cx*Fa*Va

Pw - сила сопротивления воздушной среды (Н)

Сх - аэродинамический коэффициент сопротивления воздушной среды (0, 65)

Fa - лобовая площадь автомобиля (4, 545 м)

				Угловая скорость коленвала, щe, рад/с
	42	84	126	167	209	251	293	335
Pw 1 Н	0, 473	1, 892	4, 257	7, 479	11, 714	16, 895	23, 022	30, 096
Pw 2 Н	1, 557	6, 231	14, 019	24, 628	38, 573	55, 635	75, 811	99, 103
Pw 3 Н	4, 993	19, 973	44, 940	78, 946	123, 64	178, 338	243, 015	317, 678
Pw 4 Н	12, 118	48, 472	109, 062	191, 587	300, 073	432, 794	589, 752	770, 946
Pw 5 Н	26, 185	104, 743	235, 673	414, 001	648, 427	935, 226	1274, 39	1665, 93



Раздел 4. Определение динамической характеристики с номограммой нагрузки

Загрузка автомобиля в % от его грузоподъёмности - 50, 0

Для того чтобы определить скорость движения автомобиля, загруженного не полностью, следует пользоваться динамической характеристикой с номограммой нагрузки.

Для определения динамического фактора следует воспользоваться значениями сил Рк и Pw (стр.10 - 11)

Да =

	Угловая скорость коленвала, щe, рад/с
	42	84	126	167	209	251	293	335
Да 1	0, 305	0, 327	0, 341	0, 345	0, 340	0, 328	0, 306	0, 276
Да 2	0, 168	0, 180	0, 187	0, 190	0, 187	0, 180	0, 168	0, 151
Да 3	0, 094	0, 100	0, 104	0, 105	0, 103	0, 099	0, 092	0, 082
Да 4	0, 060	0, 064	0, 066	0, 066	0, 064	0, 060	0, 055	0, 047
Да 5	0, 040	0, 043	0, 043	0, 042	0, 039	0, 035	0, 029	0, 021

При установившемся движении ускорения ja автомобиля = 0, вэтом случае динамический фактор будет равен коэффициенту суммарного сопротивления Да =Ша

На графике откладываются цифровые значения динамического фактора До для негруженного автомобиля, как и на оси ординат Да , но только с помощью отрезка АО

ао = аа* = 0, 05 * = 0, 022

аа - длина отрезка, принятого к расчёту для шкалы Да, (мм)

Go - вес не груженного автомобиля в снаряженном состоянии (Н)



Раздел 5. Расчёт ускорений автомобиля по передачам

Величина ускорения характеризует тяговые качества автомобиля: чем больше ускорение, тем выше скорость, а следовательно, и производительность. При ускорении движении затрачивается энергия на разгон поступательно движущейся массы автомобиля и на разгон его вращающихся масс. Разгон вращающихся масс учитывается коэффициентом учёта вращающихся масс д, который определяется по эмпирической формуле:

д = 1, 05 + 0, 07*ik

д1 = 4, 92 д2 =2, 23 д3 =1, 44 д4 =1, 20 д5 =1, 12

ik -передаточное число коробки передач

ja =g

	Угловая скорость коленвала, щe, рад/с
	42	84	126	167	209	251	293	335
ja 1 м/с2	0, 369	0, 412	0, 440	0, 448	0, 439	0, 414	0, 371	0, 310
ja 2 м/с2	0, 213	0, 265	0, 298	0, 308	0, 297	0, 265	0, 212	0, 138
ja 3 м/с2	- 0, 176	- 0, 132	- 0, 104	- 0, 098	- 0, 110	- 0, 140	- 0, 189	- 0, 257
ja 4 м/с2	- 0, 486	- 0, 454	- 0, 437	- 0, 436	- 0, 451	- 0, 482	- 0, 528	- 0, 590
ja 5 м/с2	- 0, 692	- 0, 673	- 0, 667	- 0, 677	- 0, 701	- 0, 738	- 0, 791	- 0, 858

Раздел 6. Определение времени разгона

Если скорости V1 соответствует значение ускорения j1 , а V2 - j2, то можно считать, что автомобиль движется со средним ускорением jср между скоростями V1 и V2 . Приращение скорости V за время t1 можно выразить

jср = = откуда t1 =

Время разгона по			Время разгона в интервалах, с
передачам	м, с
Тр 1	1, 023	0, 938	0, 879	0, 901	0, 937	1, 019	1, 173
Тр 2	3, 032	2, 573	2, 335	2, 399	2, 579	3, 034	4, 137
Тр 3
Тр 4
Тр 5

График времени разгона

Раздел 7. Определение пути разгона

Интегрирование пути по времени разгона автомобиля в интервалах также затруднительно из-за отсутствия аналитической связи между скоростью V и временем разгона t .Условно можно считать, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равномерно со средней скоростью.

Vср1 =0, 5*(V1 + V2)

V1 -средняя скорость автомобиля в первом интервале скоростей

S1 =Vср1 *t1

Vср1	0, 600	1, 000	1, 395	1, 791	2, 191	2, 591	2, 991
Vср2	1, 089	1, 815	2, 532	3, 250	3, 976	4, 702	5, 428
Vср3	1, 950	3, 250	4, 534	5, 819	7, 119	8, 419	9, 719
Vср4	3, 037	5, 063	7, 064	9, 065	11, 091	13, 116	15, 141
Vср5	4, 465	7, 443	10, 384	13, 326	16, 303	19, 281	22, 258
S1	0, 614	0, 938	1, 227	1, 615	2, 054	2, 640	3, 511
S2	3, 302	4, 671	5, 915	7, 798	10, 256	14, 270	22, 459
S3
S4
S5

Sp1 = S1+ S2 + S3… +Sn

S - путь разгона в интервале



Средняя скорость

Vср.п = VкI - 4, 65*Шa*tn =2, 991 - 4, 65*0, 12*0, 5=2, 712

Таким образом, путь (путь в метрах), пройденный автомобилем за время переключения передачи:

Sп = (VкI - 4, 65*Шa*tn) * 0, 5=2, 712*0, 5 = 1, 356

Тормозной путь определяют из соотношения

PmSm =

Параме		Угловая скорость коленчатого вала ще , рад/с
тры	42	84	126	167	209	251	293	335
PmSm1	892, 3	3569, 3	8030, 9	14107, 7	22096, 2	31869, 3	43427, 1	56769, 5
PmSm2	2938, 3	11753, 3	26445, 1	46455, 5	72760, 6	104942, 6	143001, 1	186936, 4
PmSm3	9418, 8	37675, 5	84769, 9	148913, 5	233234, 9	336394, 1	458391, 2	599225, 9
PmSm4	22857, 8	91431, 5	205720, 8	361385, 1	566017, 5	816365, 6	1112430	1454209
PmSm5	49393, 5	197574, 3	444542, 2	780917	1223107	1764085	2403849	3142401

Предельное значение силы по сцеплению колёс с дорогой, величина минимального тормозного пути на горизонтальной дороге

Sm =

К - эксплуатационный коэффициент торможения (К=1, 4)

Список используемой литературы

1) Методические указания - Двигатели Внутреннего Сгорания и Автотракторное Оборудование для дорожно-строительных работ. Егерев Ю.И., Сергеев В.П., Хлебников Г.Д.

2) Интернет ресурсы.

2.1 http://team - rs/images/tarticlesdoc/5/DVS teoriy modelir i raschet processov1.pdf

2.2 http://www.cogeneration.com.ua/htm/part1.htm

Размещено на Allbest.ru