Тяговый расчет автомобиля

Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля. Определение полной массы автомобиля и распределение ее по осям. Расчет координат центра тяжести. Динамическая характеристика и определение времени разгона. Расчет основных параметров сцепления.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 20.01.2013
Размер файла 404,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Vср51 = (32,89 + 65,77)/2 = 49,33 км/час

Vср52 = (65,77+ 98,66)/2 = 82,22 км/час

Vср53 = (98,66 + 131,55)/2 = 115,11 км/час

Vср54 = (131,55 + 164,43)/2 = 147,99 км/час

Путь разгона

S11 = (19,44Ч1,97)/3,6=10,61 м

S12 = (32,39Ч1,89)/3,6=17,05 м

S13 = (45,35Ч1,97)/3,6=24,83 м

S14 = (58,3Ч2,24)/3,6=36,32 м

S15 = (66,4Ч0,63)/3,6=11,65 м

S16 = (71,42Ч1,44)/3,6=28,5 м

S21 = (23,04Ч2,7)/3,6=17,28 м

S22 = (38,4Ч2,64)/3,6=28,18 м

S23 = (53,76Ч2,79)/3,6=41,64 м

S24 = (69,12Ч3,2)/3,6=61,36 м

S25 = (78,72Ч0,9)/3,6=19,68 м

S26 = (84,68Ч2,1)/3,6=49,28 м

S31 = (28,09Ч3,9)/3,6=30,4 м

S32 = (46,81Ч3,81)/3,6=49,53 м

S33 = (65,54Ч4,08)/3,6=74,28 м

S34 = (84,26Ч4,86)/3,6=113,75 м

S35 = (95,96Ч1,43)/3,6=38,08 м

S36 = (103,22Ч3,48)/3,6=99,73 м

S41 = (32,34Ч4,93)/3,6=44,25 м

S42 = (53,89Ч4,97)/3,6=74,4 м

S43 = (75,45Ч5,57)/3,6=116,7 м

S44 = (97,0Ч6,96)/3,6=187,64 м

S45 = (110,48Ч2,19)/3,6=67,07 м

S46 = (118,83Ч5,67)/3,6=187,01 м

S51 = (49,33Ч12,34)/3,6=169,12 м

S52 = (82,22Ч14,5)/3,6=331,18 м

S53 = (115,11Ч21,5)/3,6=687,33 м

S54 = (147,99Ч57,08)/3,6=2346,6 м

Путь, проходимый автомобилем за время переключения передач, м, определим по формуле:

Sп = (Vнп-17ЧtпЧ)Ч tп/3,6, (41)

где Vнп - скорость в момент начала переключения передач.

Sп1 = (72,2-17Ч0,2Ч0,0157)Ч 0,2/3,6 = 4,0 м

Sп2 = (83,45-17Ч0,2Ч0,0159)Ч 0,2/3,6 = 4,63 м

Sп3 = (100,52-17Ч0,2Ч0,0178)Ч 0,2/3,6 = 5,58 м

Sп4 = (121,49-17Ч0,2Ч0,0213)Ч 0,2/3,6 = 6,75 м

Таблица 8 - Значения времени и пути разгона автомобиля

Первая передача

n,об/мин.

Vн

Vк

Vср

Jн

Jк

Jср

t

S

1000-2000

12,96

25,91

19,44

1,76

1,9

1,83

1,97

10,61

2000-3000

25,91

38,87

32,39

1,9

1,9

1,9

1,89

17,05

3000-4000

38,87

51,82

45,35

1,9

1,75

1,825

1,97

24,83

4000-5000

51,82

64,78

58,30

1,75

1,46

1,605

2,24

36,32

5000-5250

64,78

68,02

66,40

1,46

1,39

1,425

0,63

11,65

5250-5775

68,02

74,82

71,42

1,39

1,24

1,315

1,44

28,50

Вторая передача

n,об/мин.

Vн

Vк

Vср

Jн

Jк

Jср

t

S

1000-2000

15,36

30,72

23,04

1,54

1,62

1,58

2,70

17,28

2000-3000

30,72

46,08

38,40

1,62

1,61

1,615

2,64

28,18

3000-4000

46,08

61,44

53,76

1,61

1,45

1,53

2,79

41,64

4000-5000

61,44

76,8

69,12

1,45

1,22

1,335

3,20

61,36

5000-5250

76,8

80,64

78,72

1,22

1,15

1,185

0,90

19,68

5250-5775

80,64

88,71

84,68

1,15

0,99

1,07

2,10

49,28

Третья передача

n,об/мин.

Vн

Vк

Vср

Jн

Jк

Jср

t

S

1000-2000

18,72

37,45

28,09

1,3

1,37

1,335

3,90

30,40

2000-3000

37,45

56,17

46,81

1,37

1,36

1,365

3,81

49,53

3000-4000

56,17

74,9

65,54

1,36

1,19

1,275

4,08

74,28

4000-5000

74,9

93,62

84,26

1,19

0,95

1,07

4,86

113,75

5000-5250

93,62

98,3

95,96

0,95

0,87

0,91

1,43

38,08

5250-5775

98,3

108,13

103,22

0,87

0,7

0,785

3,48

99,73

Четвертая передача

n,об/мин.

Vн

Vк

Vср

Jн

Jк

Jср

t

S

1000-2000

21,56

43,11

32,34

1,18

1,25

1,215

4,93

44,25

2000-3000

43,11

64,67

53,89

1,25

1,16

1,205

4,97

74,40

3000-4000

64,67

86,22

75,45

1,16

0,99

1,075

5,57

116,70

4000-5000

86,22

107,78

97,00

0,99

0,73

0,86

6,96

187,64

5000-5250

107,78

113,17

110,48

0,73

0,64

0,685

2,19

67,07

5250-5775

113,17

124,49

118,83

0,64

0,47

0,555

5,67

187,01

Пятая передача

n,об/мин.

Vн

Vк

Vср

Jн

Jк

Jср

t

S

1000-2000

32,89

65,77

49,33

0,75

0,73

0,74

12,34

169,12

2000-3000

65,77

98,66

82,22

0,73

0,53

0,63

14,50

331,18

3000-4000

98,66

131,55

115,11

0,53

0,32

0,425

21,50

687,33

4000-5000

131,55

164,43

147,99

0,32

0

0,16

57,08

2346,60

5000-5250

5250-5775

Рисунок 6 - График времени и пути разгона автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.10 Расчет топливной экономичности автомобиля

Экономическая характеристика представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения для различных дорожных условий.

Путевой расход топлива qп, л/100 км определяется по формуле:

qп = geЧNe/(36ЧVЧт), (44)

где ge - удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч;

Ne - мощность двигателя, необходимая для равномерного движения с данной скоростью, кВт;

V - скорость движения автомобиля, м/с;

т - плотность топлива, кг/л;

т = 740 кг/м3 = 0,74 кг/л - для бензина.

Удельный эффективный расход топлива, зависящий от числа оборотов коленчатого вала и степени использования мощности двигателя (степени открытия дроссельной заслонки), определяется по формуле:

ge = gNЧkобЧkи, (45)

где gN - удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/кВт-ч;

gN = 298,6 г/кВт-ч - для бензиновых двигателей;

kоб - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от оборотов коленчатого вала двигателя;

kоб = f(ne/nN); (46)

Значения kоб принимаем из таблицы 9.

Таблица 9 - значения коэффициента kоб.

ne/nN

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

kоб

1,13

1,09

1,04

1,02

1,01

1,0

1,01

1,02

1,04

kи - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя

kи = f(И) (45)

Степень использования мощности двигателя определяется из выражения:

И = (Nд + Nв)/NеЧз = (Nд + Nв)/Nт, (46)

где Nд + Nв - мощность автомобиля, необходимая для равномерного движения с заданной скоростью;

Nе*з = Nт - мощность автомобиля при полном открытии дросселя, соответствующая заданной скорости.

По ниже приведенной формуле определяем ряд значений скоростей на четвертой передаче:

V = (0.377ЧneЧr)/(iкЧi0Чiрк) (47)

Затем находим значения «И» для каждой скорости по формуле (48) и по таблице 10 выбираем значения kи.

И = (Nд + Nв)/NеЧз = (Nд + Nв)/Nт

Таблица 10 - Значения коэффициента kи

И

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

kп

2,11

1,67

1,33

1,22

1,11

1,06

1,0

1,06

1,11

Таблица 11- Значения путевого расхода автомобиля

Параметры

Коэффициент сопротивления дороги 1 = 0,015

ne, об/мин.

1000

2000

3000

4000

5000

5250

5775

ne/nN

0,19

0,38

0,57

0,76

0,95

1

1,1

kоб

1,13

1,04

1,01

1

1,02

1,04

1,02

V, км/час

21,56

43,11

64,67

86,22

107,78

113,17

124,49

Nд+Nв, кВт

0,27

1,3

3,82

8,6

16,37

18,87

24,94

Nт, кВт

15,24

32,63

49,3

62,38

68,99

69,3

67,84

И=(Nд+Nв)/ Nт

0,018

0,039

0,077

0,139

0,239

0,272

0,368

Kи

2,11

2,11

2,11

2,11

2,11

1,67

1,33

gе, г/кВт-ч

711,95

655,25

636,35

630,05

642,65

518,61

405,08

qп, л/100 км

4,28

4,34

4,92

5,69

6,97

5,90

5,08

Параметры

Коэффициент сопротивления дороги 2 = 0,03

ne, об/мин.

1000

2000

3000

4000

5000

5250

5775

ne/nN

0,19

0,38

0,57

0,76

0,95

1

1,1

kоб

1,13

1,04

1,01

1

1,02

1,04

1,04

V, км/час

21,56

43,11

64,67

86,22

107,78

113,17

124,49

Nд+Nв, кВт

0,42

1,89

4,71

9,79

17,86

20,44

26,66

Nт, кВт

15,24

32,63

49,3

62,38

68,99

69,3

67,84

И=Nд+Nв/ Nт

0,028

0,058

0,095

0,157

0,259

0,295

0,393

Kи

2,11

2,11

2,11

2,11

2,11

1,67

1,33

gе, г/кВт-ч

711,95

655,25

636,35

630,05

642,65

518,61

413,02

qп, л/100 км

4,49

4,52

5,03

5,87

7,16

6,04

5,30

Рисунок 7 - График топливной экономичности автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.11 Сравнительная характеристика и анализ спроектированного автомобиля

Таблица 11 - Сравнение спроектированного автомобиля с прототипом

Марка, модель

Прототип

Спроектирован. автомобиль

1

2

3

Мощность, кВт (л.с.)

77 (104,69)

77 (104,69)

Кр. Момент, Нм

153

174,47

Число пер. мех. КПП

5

5

База, мм

2552

2552

Собств. Масса, кг

1159

1159

Полн. Масса, кг

1660

1660

Разгон с места до 100 км/ч, с

10,5

19

Макс. Скорость, км/ч

190

176

Ср. расход топлива, л/100 км

6,5

5,52

2. Определение параметров сцепления

2.1 Параметры дисков

Расчетный момент

, Нм, (48)

где - максимальный свободный крутящий момент двигателя, Нм;

- коэффициент запаса сцепления,

Нм

Число пар трущихся поверхностей

, (49)

где - расчетный момент, Нм;

- коэффициент трения, ;

- допустимое давление нажимного механизма, КПа =500 КПа;

- ширина трущейся поверхности, м;

- средний радиус трущихся поверхностей, м;

- коэффициент, учитывающий уменьшение площади трущихся поверхностей из-за канавок, =1.

Средний радиус трения равен

, м, (50)

где - наружный диаметр ведомого диска, м;

- внутренний диаметр ведомого диска, м.

Наружный диаметр D для однодискового сцепления при определяют по максимальному крутящему моменту двигателя, по ГОСТ 12238-76.

Тогда D = 215 мм = 0,215 м. d = 150 мм; t = 4,0 мм.

Ширина трущихся поверхностей

, мм (51)

где - наружный радиус фрикционного кольца, мм;

- коэффициент ширины трущихся поверхностей, - для стальных дисков, - для дисков с обшивкой одно- и двухдисковых фрикционов.

Число пар трения , где - число ведомых дисков.

мм

мм

Округляем до первого парного числа

После этого проводится уточненное определение действительного давления нажимного устройства (механизма) :

, Па(52)

Суммарное усилие нажимного устройства (пружин)

, Н (53)

Н

Число нажимных пружин , расположенных периферийно, назначается из конструктивных соображений. В автомобилях малой и средней грузоподъемности нагрузка на одну пружину обычно составляет 600…700 Н

Пружины сцепления изготовляют из стальной проволоки 65Г, 85Г. Термообработка - закалка в масле с последующим отпуском. Твердость по Роквеллу HRC 38…45.

Параметры цилиндрических нажимных пружины:

- Число пружин 7 шт.;

- Число рычагов включения 3 шт.;

- Наружный диаметр пружин 30 мм.

Величина дополнительного сжатия нажимных пружин при выключенном сцеплении равна ходу нажимного ведущего диска .

,(54)

где - зазор между трущимися поверхностями при выключенном сцеплении; мм - для однодисковых сцеплений; мм - для двухдисковых;

мм

2.2 Диаметр вала сцепления

Диаметр вала сцепления (ведомого вала сцепления, ведущего вала коробки передач) предварительно определяют по формуле

мм,(55)

где Ме мах - максимальный крутящий момент двигателя, Н м.

мм

2.3 Удельная работа буксования

Для расчета работы буксования используют формулы, базирующиеся на статической обработке экспериментальных данных. Результаты расчетов по приведенным ниже двум формулам примерно одинаковы. Приведем варианты этих формул, зная, что удельная работа буксования сцепления равна

, ,(56)

где - работа буксования, Дж;

- суммарная площадь накладок сцепления, см2.

Удельная работа буксования при указанных выше условиях начала движения автомобиля с места: для легковых автомобилей [Аб] = 50…70 Дж / см; для грузовых автомобилей [Аб] = 15…120 Дж / см;

Работа буксования сцепления можно определить:

, Дж (57)

где - момент сопротивления движению при начале движения автомобиля, приведенный к ведущему валу коробки передач, Нм;

- момент инерции автомобиля (автопоезда), приведенный к ведущему валу коробки передач;

-частота вращения коленчатого вала двигателя при начале движения, с-1;

, с (58)

где nM - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте, с(об/мин.).

Момент инерции автомобиля

, кг м2(59)

где - динамический радиус качения колеса, м;

- разрешенная максимальная масса автомобиля, кг.

Приведенный момент сопротивления движению равен

, Н м,(60)

где - КПД трансмиссии; легковых автомобилей; зтр = 0,82…0,85 грузовых автомобилей и автобусов; зтр = 0,8…0,85 автомобилей повышенной проходимости;

- коэффициент сопротивления движению, для горизонтальной асфальтовой дороги .

Расчет производится для легковых автомобилей и автопоездов на первой передаче; для грузовых одиночных автомобилей на второй передаче.

- сила тяжести автомобиля, Н;

- передаточное число, соответственно главной передачи и коробки передач (первой передачи).

Приведенный момент сопротивления движению равен

Нм

Момент инерции автомобиля

кг м2

Частота вращения коленчатого вала двигателя при начале движения

с-1

Работа буксования сцепления

Дж

Суммарная площадь накладок сцепления

, см2;(63)

см2

Тогда удельная работа буксования :

, ,

Условие буксования выполняется Аб ? [Аб ].

2.4 Расчет на нагрев

Чрезмерный нагрев деталей сцепления при буксовании может вывести его из строя.

Если принять, что вся работа буксования, приходящаяся на один диск, превращается в тепло, то температура ведущего диска будет равна

,(64)

где - удельная работа буксования, Дж/см2;

- коэффициент перераспределения теплоты между деталями;

- для нажимного диска однодискового сцепления и среднего диска двухдискового сцепления;

- для наружного (нажимного) диска двухдискового сцепления;

- теплоемкость стали или чугуна, кДж/кгград;

- масса диска, кг;

Отсюда перепад температур, 0С

0С(65)

Допустимый нагрев нажимного диска за одно выключение - включение сцепления

0С.

0С

[ Дt ] > Дt, перепад температур не превышает допустимого значения

Выводы

В ходе выполнения курсового проекта нами было рассчитано скоростную характеристику автомобиля, по которой мы сможем определить максимальную мощность 77 кВт и максимальный крутящий момент 174,47 Нм. Так же рассчитали тяговые характеристики, где определили условия движения на горизонтальной дороге с асфальтным покрытие, то есть максимальная скорость в данных условиях составляет 176 км/час.

Далее было рассчитано динамический фактор автомобиля, в которых показано условия движения автомобиля с полной нагрузкой, так же определены характеристики ускорения, где было определено ускорении автомобиля на каждой передачи, и максимальное, которое составляет 1,9 м/с2 на первой передачи.

В процессе расчета характеристик разгона определили время разгона до скорости 100 км/час - 19 с. В топливо-экономической характеристике было определено расход топлива в процессе разгона.

Во второй половине курсовой работы были определены основные элементы сцепления.

Литература

1. Теория автомобиля. Элементы расчета технико-эксплуатационных свойств автомобиля. Учебное пособи/ И.Ф. Дьяков - 2-е изд. - Ульяновск, 2002

2. Теория автомобилей. Учеб. пособие/ И.С. Туревский. - М.: Высшая школа, 2005

3. Автомобили: Конструкция и элементы расчета: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. - М.: «Академия», 2006.

4. Колчин А.И., Демидов В.П. - Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1980

5. Гаспарянц Г.А. Конструкция, основы теории и расчета автомобиля: М.: «Машиностроение», 1978

6. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет./ А.И. Гришкевич, В.А. Вавуло - Мн.: Высшая школа, 1985

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Характеристика тягового расчёта автомобиля. Определение параметров автомобиля: полная масса, коэффициент аэродинамического сопротивления, обтекаемости и сцепления колёс с дорогой. Сила сопротивления качению, ускорение во время разгона и баланс мощности.

    контрольная работа [91,5 K], добавлен 21.02.2011

  • Расчет массы, силового и мощностного баланса, динамического паспорта, топливной экономичности, скоростной характеристики автомобиля. Выбор шины с учетом перераспределения нагрузки при разгоне и торможении. Определение ускорений, времени и пути разгона.

    курсовая работа [3,7 M], добавлен 01.10.2014

  • Определение полного веса автомобиля и подбор шин. Методика построения динамического паспорта автомобиля. Анализ компоновочных схем. Построение графика ускорений автомобиля, времени, пути разгона и торможения. Расчет топливной экономичности автомобиля.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 25.09.2013

  • Определение полной массы автомобиля, распределение её по осям; размер шин, радиус качения. Расчёт параметров и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Передаточные числа КПП и трансмиссии. Динамический фактор, силовой и топливный баланс.

    курсовая работа [736,9 K], добавлен 06.01.2014

  • Расчет полной и сцепной массы автомобиля. Определение мощности и построение скоростной характеристики двигателя. Расчет передаточного числа главной передачи автомобиля. Построение графика тягового баланса, ускорений, времени и пути разгона автомобиля.

    курсовая работа [593,2 K], добавлен 08.10.2014

  • Определение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Выбор прототипа автомобиля. Полный вес, передаточное число коробки передач автомобиля. Расчет показателей топливной экономичности, путевой расход топлива. Динамические качества при торможении.

    курсовая работа [429,3 K], добавлен 20.05.2015

  • Тягово-динамический расчет автомобиля. Определение динамических показателей, мощностного баланса автомобиля. Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива. Расчет лобового сопротивления. Динамическая характеристика автомобиля.

    курсовая работа [38,8 K], добавлен 26.11.2009

  • Определение полной массы и нагрузок на оси автомобиля Volkswagen Passat B5. Выбор шин, построение внешней характеристики двигателя. Определение передаточных чисел силовой передачи, времени и пути разгона автомобиля. Выбор динамической характеристики.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.12.2015

  • Определение установившейся скорости движения автомобиля марки ЗИЛ-ММЗ-4505 с полной нагрузкой в заданных дорожных условиях. Расчет ускорения, времени и пути разгона автомобиля, замедления при торможении, тормозного пути автомобиля при всех видах загрузки.

    курсовая работа [149,4 K], добавлен 22.09.2013

  • Построение динамического паспорта автомобиля. Определение параметров силовой передачи. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя. Мощностной баланс автомобиля. Ускорение при разгоне. Время и путь разгона. Топливная экономичность двигателя.

    курсовая работа [706,7 K], добавлен 22.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.