Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Размещено на http://allbest.ru/

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323



Содержание

Введение

Исходные данные

Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

Выбор и анализ необходимых исходных данных

Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

Расчет силы сопротивления воздуха

Определение значений динамического фактора

Заключение

Приложение



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.



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



Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

Выбор и анализ необходимых исходных данных

Полная масса автомобиля, G_а, кг;

Масса прицепа с грузом, G_пр, кг;

Габаритные размеры: ширина, В, м;

высота, Н, м;

Максимальная мощность, Ne, кВт;

Максимальный крутящий момент, М_м, н·м;

Шины, размер.

Передаточные числа коробки передач:

первая передача, i_к1; вторая передача, i_к2; третья передача, i_к3

четвертая передача, i_к4.

Передаточные числа раздаточной коробки:

первая передача, i_р1; вторая передача, i_р2

Передаточное число главной передачи, i_о;

Передаточное число бортовой передачи (колесного редуктора), i_бп

Внешняя скоростная характеристика двигателя

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

минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала, n₁;

частота вращения при Мм(M_max), n_м;

частота вращения, n₂;

частота вращения при М_N(N_е), n_N;

автомобиль скорость сопротивление динамический



n₁n_м n₂ n_N n_, 1/мин

Рисунок 1. Внешняя характеристика двигателя

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

N_еi = N_max[a + b - c ], (кВт)

где N_еi - мощность двигателя в определяемых точках;

N_max - номинальная мощность двигателя;

n_i - частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

n_N - 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: М_1, М_м, М₂, М_N при частотах вращения коленчатого вала двигателя: n₁, n_м, n₂, n_N

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

r_к = d_к /2 + b_к (1- h_к), (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 r_к = 0,95 · r_о

где r_о - свободный радиус.

Пример: Шина 14 х 00.20. r_о= (b_к+ d_к /2) = (14 + 20/2)·25,4 = 609,6 мм

r_к = 0,95 · r_о = 0,95 · 609,6 = 579,12 мм = 0,58 м

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

Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Уравнение движения автомобиля

РцР_кР+Р_w+Р_j , (1)

где Рц - сила тяги по сцеплению;

Р_к - сила тяги на колесах;

Р - сила сопротивления движению;

Р_w - сила сопротивления воздуха;

Р_j - сила инерции автомобиля.

Динамический фактор:

Для одиночного автомобиля -- (2)

для автопоезда -- (3)

где , - масса тягача, прицепа

Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет производится по формуле

,Н (4)

где М_j- крутящий момент двигателя, кгс м ( М₁, М_М, М₂, М_N,);

i_{ki -} передаточное число коробки передач (КП) на i-той передаче;

i_P2 - передаточное число раздаточной коробки (РК) на 2-ой передаче;

i_o - передаточное число главной передачи;

r_k - радиус качения колеса, м;

з_m - КПД трансмиссии;

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

Для полноприводного автомобиля можно принять з_m = 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Р_k(i,j) = К_P2 · M_j · i_ki, (4а)

К_P2 =

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:

Р_{к (1,1)} = К_P2 · M₁· i_k1.

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (n_м, n₂, n_N) 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

где i_P1 - 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:

Р_{к (1, 1)} = К_P1 · M₁· i_k1 ,

К_P1 =

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

Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

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

где n_д - частота вращения коленчатого вала (n₁, n_м, n_2, n_N)

При n₁ на первой передаче в КП получим



где

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, n_м, n_2, n_N)

(5а)

При n₁ получим V₁ = К₂ п_{q 1}, км/ч

Остальные данные заносятся в табл. 4.

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 V_i - скорость движения, км/ч;

K_w - коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления) ;

В- ширина автомобиля, м;

Н- высота автомобиля, м,

Можно принять для грузового автомобиля

Определение значений динамического фактора

На низших передачах Р_w = 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)



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

Таблица 1 Результаты расчетов

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

Таблица 2 определение свободного радиуса колеса

r0	rк
0,5588	0,53086

Таблица 3 определение силы тяги на колесе

	n i500	n i1100	n i1500	n i2100
Рк 1;1	70551,36	62844,23	63517,49	58624,31
Рк 2;1	50380,79	44877,12	45357,9	41863,67
Рк 3;1	35960,2	32031,86	32375,02	29880,95
Рк 4;1	25555,47	22763,76	23007,63	21235,19
Рк 5;1	9126,955	8129,913	8217,01	7583,998
Рк 1;2	33595,89	29925,82	30246,42	27916,34
Рк 2;2	23990,85	21370,06	21599	19935,08
Рк 3;2	17123,91	15253,26	15416,68	14229,03

Таблица 4 определение скорости движения

	900	1900	2500	3200
Vк 1;1	1,47565	3,1153	4,099	5,2467
Vк 2;1	2,06644	4,3625	5,7401	7,3473
Vк 3;1	2,89511	6,1119	8,042	10,294
Vк 4;1	4,07383	8,6003	11,316	14,485
Vк 5;1	11,4067	24,081	31,685	40,557
Vк 1;2	3,09885	6,542	8,6079	11,018
Vк 2;2	4,33952	9,1612	12,054	15,429
Vк 3;2	6,07973	12,835	16,888	21,617



Таблица 5 определение силы сопротивления движению

	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

Таблица 6 Определение динамического фактора

	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