Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Размещено на http://www.allbest.ru/

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323



Содержание

1. Введение

2. Исходные данные

3. Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

4. Заключение

5. Приложение 1 (Результаты расчетов)

6. Приложение 2 (Диаграмма динамической характеристики)



1. ВВЕДЕНИЕ

Тягово-скоростные свойства автомобильной техники напрямую влияют на качество эксплуатации и общие эксплуатационные показатели. От этих показателей зависит, как эффективно мы сможем использовать тот или иной подвижной состав в определенных условиях. Для перевозки различных грузов в различных условиях всегда необходимо учитывать тягово-скоростные свойства автомобиля, его проходимость и т.д. Кроме того, данные показатели имеют влияние на безопасность использования автомобиля.

Данная работа направлена на приобретение навыков по расчету тягово-скоростных свойств грузовых автомобилей на примере автомобиля Урал-5323.



2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Марка автомобиля:			Урал -5423 (8х8)
Масса снаряженного автомобиля, кг		12600
Полная масса автомобиля, кг		22600
Ширина, м				2,55
Высота, м				3,19
Колея, м					2
Марка двигателя:				ЯМЗ-7511
Nmax, кВт				294
Частота врашения КВ при Nmax, мин -1	1900
Марка шин:				(КАМА-1260
Высота профиля шины, м			0,3048
Диаметр обода, м				0,508
Передаточные числа КП:
1 передачи				7,73
2 передачи				5,52
3 передачи				3,94
4 передачи				2,8
5 передачи				1
Передаточные числа РК:
1 передачи				2,1
2 передачи				1
Передаточное число Гл.передачи:		7,3
КПД трансмиссии			0,8
Коэффициент обтекаемости, Н		0,588
Вес автомобиля, Н			226000
Для карбюраторных двигателей aN=bN=cN=1
Для дизельных двигателей aN=0,53 bN =1,56 cN=1,09



3. МЕТОДИКА Расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Выбор и анализ необходимых исходных данных

Полная масса автомобиля, Gа, кг;

Масса прицепа с грузом, Gпр, кг;

Габаритные размеры: ширина, В, м;

высота, Н, м;

Максимальная мощность, Ne, кВт;

Максимальный крутящий момент, Мм, н·м;

Шины, размер.

Передаточные числа коробки передач:

первая передача, iк1; вторая передача, iк2; третья передача, iк3

четвертая передача, iк4.

Передаточные числа раздаточной коробки:

первая передача, iр1; вторая передача, iр2

Передаточное число главной передачи, iо;

Передаточное число бортовой передачи (колесного редуктора), iбп

Внешняя скоростная характеристика двигателя

Принимаем для расчета внешней характеристики (М = ѓ(п)) четыре точки при частотах вращения, мин-1 (рисунок 1):

минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала, n1;

частота вращения при Мм(Mmax), nм;

частота вращения, n2;

частота вращения при МN(Nе), nN;



n1 nм n2 nN n, 1/мин

Рисунок 1. Внешняя характеристика двигателя

При отсутствии в литературе исходных данных расчет внешней скоростной характеристики двигателя может производится по эмпирической зависимости

Nеi = Nmax[a + b - c ], (кВт)

где Nеi - мощность двигателя в определяемых точках;

Nmax - номинальная мощность двигателя;

ni - частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

nN - частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности двигателя;

a, b , c - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя, a=b=c=1 для бензинового двигателя, a=0,75, b=1,5, c=1,25 для дизеля.

Соответствующее значение крутящего момента коленчатого вала двигателя определяют по формуле

М= 9550*Ne/n, (н·м)

где Nе -значение мощности двигателя, кВт;

n - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1.

Определить значения крутящего момента: М1, Мм, М2, МN при частотах вращения коленчатого вала двигателя: n1, nм, n2, nN

Определить радиус качения колеса rк. С точностью достаточной для выполнения расчета динамической характеристики автомобиля фактический радиус качения колеса rк определяется по эмпирической зависимости

rк = dк /2 + bк (1- hк), (м)

где dк - диаметр обода колеса; bк - высота профиля шины; hк -

коэффициент радиальной деформации шины; для торроидных и широкопрофильных шин hк = 0,1-0,16, для арочных шин hк = 0,2-0,3.

Можно принять rк = 0,95 · rо

где rо - свободный радиус.

Пример: Шина 14 х 00.20. rо= (bк+ dк /2) = (14 + 20/2)·25,4 = 609,6 мм

rк = 0,95 · rо = 0,95 · 609,6 = 579,12 мм = 0,58 м

Данные по частотам вращения коленчатого вала и величинам момента внести в таблицу 2.

3.2 Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Уравнение движения автомобиля

РцРкР+Рw+Рj , (1)

где Рц - сила тяги по сцеплению;

Рк - сила тяги на колесах;

Р - сила сопротивления движению;

Рw - сила сопротивления воздуха;

Рj - сила инерции автомобиля.

Динамический фактор:

Для одиночного автомобиля -- (2)

для автопоезда -- (3)

где , - масса тягача, прицепа

3.3 Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет производится по формуле

,Н (4)

где Мj- крутящий момент двигателя, кгс м ( М1, ММ, М2, МN,);

iki - передаточное число коробки передач (КП) на i-той передаче;

iP2 - передаточное число раздаточной коробки (РК) на

2-ой передаче;

io - передаточное число главной передачи;

rk - радиус качения колеса, м;

зm - КПД трансмиссии;

(i,j) - порядковые номера передач в КП и крутящего момента

Для полноприводного автомобиля можно принять зm = 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Рk(i,j) = КP2 · Mj · iki, (4а)

где КP2 =

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и второй передаче в РК при устойчивой минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Рк (1,1) = КP2 · M1· ik1.

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4а) и вносится в таблицу 3.

Определить величину силы тяги на ведущих колесах при различных передачах в КП, частоте вращения коленчатого вала двигателя и первой передаче в РК по формуле

, , H (4б)

где iP1 - передаточное число раздаточной коробки (РК) на 1-ой передаче;

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и первой передаче в РК при минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Рк (1, 1) = КP1 · M1· ik1 ,

где КP1 =

Данные расчета на остальных передачах КП (1-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4б) и вносится в таблицу 3.

3.4 Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

Скорости движения автомобиля на i-х передачах в КП и второй передаче в РК (Vi) определяются по формуле

, км/ч (5)

где nд - частота вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

При n1 на первой передаче в КП получим



Все данные расчета заносятся в табл. 4.

Подобным образом рассчитаем скорости на первой передаче в КП и первой передаче в РК при различных частотах вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

(5а)

При n1 получим V1 = К2 пq 1, км/ч

Остальные данные заносятся в табл. 4.

3.5 Расчет силы сопротивления воздуха

Так как сопротивление воздуха проявляется при скоростях более 30 км/ч, то расчет выполним для 2-х высших передач в КП и второй передачи в РК.

(6)

где Vi - скорость движения, км/ч;

Kw - коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления) ;

В- ширина автомобиля, м;

Н- высота автомобиля, м,

Можно принять для грузового автомобиля

3.6 Определение значений динамического фактора

На низших передачах Рw = 0.

На первой передаче в КП и второй - в РК при частоте вращения коленчатого вала n1 получим

(7)

Расчеты для остальных передач и частот вращения коленчатого вала, заносим в табл. 6.

При включенной первой передаче в РК и первой передаче в КП получим

(7а)

автомобиль двигатель тяговый скоростной

Результаты расчетов вносим в табл. 6.



3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены технические характеристики автомобиля Урал-5323. На их основе был произведен расчет тягово-скоростных свойств. Полученные данные сведены к табличному виду в приложении к работе. Так же был построена диаграмма зависимости динамического фактора от скорости автомобиля. Используя эту диаграмму и зная условия дорожного покрытия (коэффициент сопротивления качению) можно найти скорость движения в данных условиях на определенной передаче.



Приложение 1

	Результаты расчетов Таблица 1
a	b	c	n i	n max	Ni/nmax	Ni	Mi
0,53	1,56	1,09	900	3200	0,0116	37,2317	395,07
			1900		0,0219	70,0139	351,912
			2500		0,0291	93,1104	355,682
			3200		0,0344	110	328,281
	Таб. 2
r0	rк	определение свободного радиуса колеса
0,5588	0,53086
определение силы тяги на колесе Таблица 3		определение скорости движения Таблица 4
	n i500	n i1100	n i1500	n i2100			900	1900	2500	3200
Рк 1;1	70551,36	62844,23	63517,49	58624,31		Vк 1;1	1,47565	3,1153	4,099	5,2467
Рк 2;1	50380,79	44877,12	45357,9	41863,67		Vк 2;1	2,06644	4,3625	5,7401	7,3473
Рк 3;1	35960,2	32031,86	32375,02	29880,95		Vк 3;1	2,89511	6,1119	8,042	10,294
Рк 4;1	25555,47	22763,76	23007,63	21235,19		Vк 4;1	4,07383	8,6003	11,316	14,485
Рк 5;1	9126,955	8129,913	8217,01	7583,998		Vк 5;1	11,4067	24,081	31,685	40,557
Рк 1;2	33595,89	29925,82	30246,42	27916,34		Vк 1;2	3,09885	6,542	8,6079	11,018
Рк 2;2	23990,85	21370,06	21599	19935,08		Vк 2;2	4,33952	9,1612	12,054	15,429
Рк 3;2	17123,91	15253,26	15416,68	14229,03		Vк 3;2	6,07973	12,835	16,888	21,617
определение силы сопротивления движению Таблица 5
	n i500	n i1100	n i1500	n i2100
Pw 4;2	Pw 4;2	27,011	120,38	208,42
Pw 5;2	Pw 5;2	211,77	943,81	1634
определение динамического фактора Таблица 6
	n i500	n i1100	n i1500	n i2100
D 1;1	0,1723	0,3001	0,3115	0,2863
D 2;1	0,1147	0,1998	0,2074	0,1906
D 3;1	0,0826	0,1439	0,1494	0,1373
D 4;1	0,0585	0,1019	0,1058	0,0973
D 1;2	0,0493	0,0859	0,0892	0,0820
D 2;2	0,0328	0,0571	0,0593	0,0545
D 3;2	0,0236	0,0395	0,0398	0,0335
D 4;2	0,0167	0,0261	0,0245	0,0165

Размещено на Allbest.ru