Определение основных параметров автомобиля МАЗ 5432

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сибирский государственный университет путей сообщения

Кафедра: «Подъемно-транспортные, путевые, строительные и дорожные машины»

Определение основных параметров автомобиля МАЗ-5432

Расчетно-графическая работа по дисциплине:

«Автомобили и тягачи»

Разработал:

студент гр. М-311 Чистяков А.А.

2013

Содержание

1. Описание устройства автомобиля, разработка кинематических схем

2. Определение массы автомобиля

3. Выбор шин

4. Определение мощности двигателя

5. Выбор передаточных чисел трансмиссии

6. Геометрические характеристики проходимости машины

7. Построение динамической характеристики автомобиля

8. Построение графика ускорения автомобиля

9. Построение графика тормозного пути автомобиля

Список литературы

1. Описание устройства автомобиля, разработка кинематической схемы

В качестве прототипа по грузоподъемности и колесной схеме выбран автомобиль МАЗ-5432. [4]

Автомобиль МАЗ-5432 имеет колесную формулу 4х2, оборудуется кабинами с одной - двумя спальными полками, двигателями ЯМЗ-6562.10 мощностью 250 л.с. , 8-ступенчатой механической коробкой передач ЯМЗ-2381. Тягач МАЗ-5432 предназначается для работы в составе автопоездов, имеющих массу от 36 до 52 тонн.

МАЗ- 54329 оборудован двухместной кабиной с одним спальным местом, оснащен двигателем ЯМЗ-238М2 мощностью 240 л.с. с максимальным крутящим моментом 90 кГс м, 5-ступенчатой коробкой передач ЯМЗ-236П. Емкость топливного бака - 350л. Основным применяемым полуприцепом для МАЗ-54329 является полуприцеп МАЗ-93802.[4]

Полная масса прототипа 16000 кг.[4]

Распределение массы по мостам:

· на передний мост 6000 кг;[4]

· на задний мост 10000 кг.[4].

Рисунок 1 - Основные геометрические параметры прототипа.

2. Определение массы автомобиля

Полная масса автомобиля :

, (1)

где - грузоподъемность автомобиля, ();

- коэффициент, учитывающий снаряжение автомобиля;

- масса пассажира, ();

- число пассажиров, ().

, (2)

где - коэффициент использования массы, ().

.

3. Выбор шин автомобиля

Шины выбраны по нагрузке на наиболее нагруженное колесо. Как правило, более нагруженным является ведущий мост с целью увеличения сцепления с дорогой. У грузовых автомобилей с колесной схемой 4х2 при полном использовании грузоподъемности на переднюю ось приходится около 25…30% нагрузки. На задней оси автомобиля обычно монтируют четыре шины, каждая из которых может испытывать большую нагрузку, чем шина переднего колеса. Все колеса автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы. Отличие может быть только во внутреннем давлении в шинах. [1]

Передняя ось:

, (5)

. (6)

Т.к. на передней оси стоят две шины, то каждая воспринимает:

. (7)

Задняя ось:

, (8)

. (9)

Т.к. на задней оси стоят две шины, то каждая воспринимает:

. (10)

Наиболее нагруженными являются задние колеса, по этой нагрузке выбираем шины из [3].

Таблица 1 - Основные параметры шины

Обозначение шины	14.00-20
Тип рисунка протектора	Дорожн.
Норма слойности	12
Максимальная нагрузка, кгс	5600
Внутреннее давление в шине, кПа	750
Максимальная допустимая скорость, км/ч	65
Статический радиус , м	0,567
Ширина профиля, мм	375

4. Определение мощности двигателя

Мощность двигателя должна быть достаточна для обеспечения заданной максимальной скорости движения по дороге с минимальным заданным коэффициентом сопротивления перекатыванию[1]:

P_ev=V_max•10^-3•(G_af+K_вAV²_max)/_тр , (11)

где - максимальная скорость движения автомобиля, ();

- сила тяжести автомобиля с прицепом, ();

- коэффициент сопротивления перекатыванию по дороге с заданным покрытием;

- коэффициент обтекаемости, ();

- КПД трансмиссии, ();

- лобовая площадь автомобиля, .

, (12)

где - колея машины, ();

- высота, ();

, (13)

,

,

.

В общем случае частота вращения вала двигателя при максимальной скорости движения не равна частоте вращения , соответствующей максимальной мощности двигателя, и, следовательно, [2].

Для нахождения максимальной мощности воспользуемся эмпирической формулой Лейдермана [1]:

, (14)

где - эмпирические коэффициенты аппроксимирующие перегрузочную ветвь внешней характеристики кубического трехчлена, (для дизельных ДВС с неразделенной камерой сгорания );

- отношение частот вращения, (для современных ДВС );

- частот вращения, ().

,

Задаваясь значениями , которые соответствуют отношениям , определяем величину соответствующих мощностей , заносим их в таблицу и строим внешнюю характеристику ДВС.

Для построения внешней характеристики формула (14) записывается в следующем виде:

, (15)

где - текущие значения мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала.

Крутящий момент на валу:

, (16)

, (17)

где - угловая скорость.

Полученные расчетом значения сведены в таблицу 2.

Таблица 2 - Внешняя характеристика ДВС

Показатели	Отношение
	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
	8,3	16,7	25	33,3	41,7	50
	52,4	104,7	157,1	209,4	262	314
	41,4	95,4	151,2	198,0	225	221,4
	790,7	911	962,6	945,4	859,4	704,7

5. Выбор передаточных чисел трансмиссии

Передаточное отношение главной передачи определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости :

, (18)

где - угловая скорость вала двигателя при которой мощность максимальна, ();

- радиус колеса, ();

- передаточное число КПП на высшей передаче, ();

.

Передаточное число первой передачи в КПП определяют из условия обеспечения движения при заданном максимальном дорожном сопротивлении.

(19)

где - максимальный коэффициент дорожного сопротивления автомобиля ( по заданию);

- максимальный момент двигателя автомобиля ();

- передаточное число низшей передачи дополнительной коробки, ();

- КПД трансмиссии ().

.

Полученное по формуле (19) значение необходимо проверить по условию отсутствия буксования:

(20)

где - коэффициент сцепления () [1];

- вес, приходящийся на ведущую ось автомобиля, ().

,

.

Условие отсутствия буксования выполняется.

Передаточное число любой передачи КПП можно определить по формуле:

(21)

где - число ступеней, исключая заднюю и ускоряющую;

- номер передачи.

Передаточное число второй передачи КПП:

.

Передаточное число третьей передачи КПП:

.

Передаточное число четвертой передачи КПП:

.

Передаточное число пятой передачи КПП:

Передаточное число задней передачи:

; (22)

.

6. Геометрические характеристики проходимости машины

К геометрические характеристикам проходимости машины относятся:

- дорожный просвет , мм;

- углы въезда и съезда, град;

- радиусы продольной и поперечной проходимости, м.

Дорожный просвет характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных на дороге препятствий. По [1] табл. 2 принят минимальный дорожный просвет

Углы характеризуют проходимость автомобиля по неровностям в момент въезда на препятствие и съезда с него. По [1] приняты .

Рисунок 2 - Схема к определению радиуса поперечной проходимости.

При рассмотрении треугольника OАD видно, что он прямоугольный, а его гипотенуза (OD) является радиусом поперечной проходимости (R_поп), тогда по теореме Пифагора получено:



где K-колея автомобиля (K=1970 мм), -ширина профиля (b=375 мм),

-дорожный просвет (=260 мм);

Рисунок 3 - Схема к определению радиуса продольной проходимости.

Рассмотрен треугольник DAO. Треугольник прямоугольный, его гипотенуза (DО) является радиусом продольной проходимости, тогда по формуле Пифагора:

где L-расстояние между передней и задней осью (L= 3700 мм);

R_кол-радиус колеса, (R_кол =567 мм);

,

мм

7. Построение динамической характеристики автомобиля

Для каждой из передач, задаваясь последовательно значениями частоты вращения : ; , вычисляем соответствующие им значения скорости:

, (25)

где - соответствующая частота вращения, ;

- передаточное отношение трансмиссии на одной передаче.

Передаточное отношение трансмиссии на:

первой передаче: ;

второй передаче: ;

третей передаче: ;

четвертой передаче: ;

пятой передаче: .

Сопротивление ветра:

, (26)

где - коэффициент обтекаемости, ();

- поперечная площадь автомобиля, ().

Динамический фактор:

, (27)

где - текущее значение момента, , - вес автомобиля с полуприцепом, ().

По формулам (25), (26), (27) с учетом внешней характеристики двигателя рассчитываем: , , и заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Кинематическая характеристика трансмиссии автомобиля

Показатель	iтр1=52,2	iтр2=28,2	iтр3=15,2
	nmin	ne	nmax	nmin	ne	nmax	nmin	ne	nmax
nе, об/с	8,3	41,7	50	8,3	41,7	50	8,3	41,7	50
Vi, м/с	0,5	2,5	3,0	0,9	4,6	5,5	1,7	8,6	10,3
Tеi, Н*м	791	895	704,7	791	895,4	704,7	790,7	895,4	704,7
Fв, Н	0,8	20	28,6	2,7	68,3	98,1	9,3	235,0	337,8
D	0,156	0,177	0,139	0,084	0,095	0,075	0,045	0,051	0,040

Продолжение таблицы 3

Показатель	iтр4=8,21	iтр5=6,57
	nmin	ne	nmax	nmin	ne	nmax
nе, об/с	8,3	41,7	50	8,3	41,7	50
Vi, м/с	3,2	15,9	19,0	4,0	19,8	23,8
Tеi, Н*м	790,7	895,4	704,7	790,7	895,4	704,7
Fв, Н	31,9	805,4	1158,0	49,8	1257,7	1808,2
D	0,025	0,028	0,022	0,020	0,022	0,017

Так как для порожнего автомобиля , следовательно, масштаб ординаты нужно уменьшить в соотношение: .

Динамический фактор, ограниченный областью, достижимой по условию сцепления:

, (28)

где - сила тяги по сцеплению,;

- сила сопротивления ветрового напора, (т.к. при условии, когда может наступить буксование, скорость машины невелика, то принимаем).

, (29)

где - вес автомобиля и часть веса полуприцепа (принята половина веса полуприцепа), приходящиеся на ведущие колеса, Н ();

- коэффициент сцепления ,

.

.

D_сц>D_max

0,35>0,18

Условие выполняется.

8. Построение графика ускорения автомобиля

Важнейшим динамическим свойствам автомобиля является способность к быстрому разгону.

Из уравнения тягового баланса ускорение определяется:

, (33)

где ? - коэффициент учета вращающихся масс;

- суммарный коэффициент дорожных сопротивлений ();

- динамический фактор.

, (34)

где - коэффициент дорожных сопротивлений ( [1])

Значения, необходимые для построения графика ускорений рассчитываются по формулам (33), (34). Результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Данные для построения графика ускорений

Параметр	ik1=6,36	ik2 =3,43	ik3 =1,85
nе, об/с	8,3	41,7	50	8,3	41,7	50	8,3	41,7	50
	1,4	1,2	1,1
	0,126	0,147	0,109	0,054	0,065	0,045	0,015	0,021	0,01
j, м/с2	0,923	1,066	0,808	0,506	0,593	0,435	0,217	0,269	0,174

Продолжение таблицы 4

Параметр	ik4 =1	ik5 =0,8
nе, об/мин	8,3	41,7	50	8,3	41,7	50
	1,07	1,06
	-0,005	-0,002	-0,008	-0,01	-0,008	-0,013
j, м/с2	0,046	0,073	0,018	0,000	0,019	-0,028

9. Построение графика тормозного пути автомобиля

Динамические и тормозные свойства автомобиля взаимосвязаны. Чем выше средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства, т. е. его хорошая динамика.

Построение графика минимального пути торможения автомобиля идет с максимальной скорости до полной остановки .

Тормозной путь, :

, (35)

где ? - коэффициент учета вращающихся масс (? = 1 [1]);

? - коэффициент сцепления (? = 0,7).

Согласно рекомендации Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭКООН) тормозной путь не должен превышать:

. (36)

Значения, необходимые для построения графика тормозного пути рассчитываются по формулам (35), (36). Результаты приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Данные для построения графика тормозного пути

Параметр	Значение
	22	29	36	43	50	60
	6	8	10	12	14	16,3
	2,44648318	4,3493	6,79579	9,78593	13,3197	18,0557
	7,993728	12,4831	17,8848	24,1989	31,4254	40,8638

Вывод: тормозной путь получившийся в результате расчетов меньше максимально допустимого ЕЭКООН.

автомобиль трансмиссия ускорение двигатель

Список использованных источников

1. Ю.Н. Сырямин, П.Ю. Сырямин Определение основных параметров автомобилей и тягачей ., 2006. 34 с.

2. Сергеев В.П. Автотракторный транспорт. М.,1984. 304 с.

3. ГОСТ 8430-2003 Шины пневматические для строительных, дорожных, подъемно-транспортных и рудничных машин. Технические условия.

4. Все об автомобилях: сайт.

5. Родичев В.А., Родичева Г.И. Тракторы и автомобили. М., 1982. 320 с.

6. СТО СГУПС 01.01-2012. Система управления качеством. Курсовой проект и дипломный проект. Требования к оформлению.

Размещено на Allbest.ru