Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ЗИЛ-4104

Построение внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля с использованием эмпирической формулы. Оценка показателей разгона автомобиля, графики ускорений, времени и пути разгона. График мощностного баланса, анализ тягово-скоростных свойств.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 10.04.2012
Размер файла 146,1 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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Кафедра автомобилей

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Автомобили» раздел «Теория»

на тему: «Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ЗИЛ-4104»

Выполнил: студент

Кривуленко О.А.

Харьков 2009

Содержание

1. Задание для расчетно-графического анализа и выбор исходных данных

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

3. Построение графиков силового баланса динамической характеристики

4. Оценка показателей разгона автомобиля

5. График мощностного баланса автомобиля

6. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

Перечень ссылок

1. Задание для расчетно-графического анализа и выбор исходных

данных

В соответствии с заданием, в курсовой работе необходимо провести тягово-скоростной анализ автомобиля ЗИЛ-4104 при движении по дороге с суммарным коэффициентом дорожного сопротивления =0,014.

Из справочника выбираем для заданной модели автомобиля исходные данные для расчета и реальные значения основных параметров автомобиля для сравнений их с полученными расчетами. Выбранные параметры заносим в табл. 1., а реальные значения - в табл. 2.

Таблица 1 - Исходные данные для расчета

Параметры

Значения параметра

1. Вид автомобиля

легковой

2. Полная масса, кг

3860

3. Марка и тип двигателя

V-обр, бензиновый карбюраторный

4. Максимальная мощность двигателя Nemax, кВт

232

5. Частота вращения вала двигателя при максимальной мощности nN, об/мин

4500

6. Наличие ограничителя частоты вращения вала двигателя

нет

7. Передаточные числа:

Коробки передач ик1

ик2

ик3

2,02

1,42

1,00

Раздаточной коробки или делителя

нет

Главной передачи и0

3.615

8. Маркировка шин

245/70HR16

9. Статический радиус колеса rcm, м

0.347

10. Габаритные размеры

ширина Вг, м

высота Нг, м

2326

1500

11. КПД трансмиссии

0.92

12. Коэффициент сопротивления воздуха К, Н*с2/м4

Нет данных

Таблица 2 - Реальные значения основных параметров автомобиля для сравнения их с полученными расчетами

Максимальный крутящий момент двигателя

Меmax, Н*м

610

2. Частота вращения вала двигателя при максимальном крутящем моменте nM, об/мин

2700

3. Максимальная скорость Vmax, км/ч

190

4. Время разгона до 100 км/ч tp, с

13,0

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу, позволяющую по известным координатам одной точки характеристики (Ne max и nN) воспроизвести всю кривую мощности:

(1)

где Ne - текущее значение мощности двигателя, соответствующее частоте вращения вала n, в кВт; А1 и А2 - эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя. Для карбюраторного двигателя А1 = А2 = 1, для дизельного двигателя А1 = 0,5, А2 = 1,5.

Для выбора текущего значения n диапазон частоты вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов nmin до nN разбиваем на произвольное число участков (рекомендуется 6-8, целесообразно с постоянным интервалом кратным 50 или 100 для упрощения расчетов):

Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничения частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала nmax при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10-20% превышать частоту nN, для него берут еще одно значение n после nN с тем же интервалом

Минимальную частоту вращения коленчатого вала выбирают в пределах 400…800 об/мин. Меньшие значения принимают для дизелей.

Большее - для карбюраторных двигателей легковых автомобилей и АТС на их базе, среднее - для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и АТС на их базе.

В данном случае примем nmin = 900 об/мин.

Текущее значение крутящего момента а Н м:

(2)

Значение мощности и крутящего момента при частоте вращения коленчатого вала n = 900 об/мин:

Результаты расчетов значений мощности и крутящего момента представлены в табл. 3, график внешней скоростной характеристики двигателя представлен на рис. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 3 - Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя

Параметры

Значение параметров

n, об/мин

900

1500

2100

2700

3300

3900

4500

5100

0,2

0,333333333

0,466666667

0,6

0,733333333

0,866666667

1

1,133333333

0,04

0,111111111

0,217777778

0,36

0,537777778

0,751111111

1

1,284444444

0,008

0,037037037

0,10162963

0,216

0,39437037

0,650962963

1

1,455703704

0,232

0,407407407

0,582814815

0,744

0,876740741

0,966814815

1

0,962074074

Ne, кВт

53,824

94,51851852

135,213037

172,608

203,4038519

224,301037

232

223,2011852

Me, кВт

571,1324444

601,7679012

614,8973827

610,5208889

588,6384198

549,2499753

492,3555556

417,9551605

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Построение графиков силового баланса и динамической

характеристики

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса:

Тяговое усилие на ведущих колесах определяют из выражения, Н:

где rд - динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимаем равным rст, м.

Вторую составляющую силового баланса - силу суммарного дорожного сопротивления - определяют по формуле, Н:

где G = gm - полный вес автомобиля, Н; g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.

В расчетах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивления качения, в связи с чем полагают .

Для ЗИЛ-4104 а при заданном

.

Сила сопротивления воздуха, Н:

где F - лобовая площадь, м2; v - скорость автомобиля, км/ч.

Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии - приближенно по выражению.

где - коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей =0,75…0,9 / большие значения принимаются для автомобилей с большей полной массой /; для автобусов = 0,85…0,95 / меньшие значения принимаются для автобусов малой вместимости, а большие - большой /.

Для ЗИЛ-4104 .

Сила сопротивления разгону, Н:

где - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс;

j - ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с2.

При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Pk и суммы сопротивлений движению ().

График силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля v, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью:

где rk - радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания статическому радиусу rст.

Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:

Переменные по скорости величины PK, PW и D рассчитывают по формулам 4, 6, 10, сводят данные расчетов в табл. 4 и строят по ним графики силового баланса, рис. 3, и динамической характеристики, рис. 4.

Таблица 4 - Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики

Ме

571,1324

601,7679

614,8974

610,5209

588,6384

549,25

492,3556

417,9552

Uк1

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

Uк2

1,42

1,42

1,42

1,42

1,42

1,42

1,42

1,42

Uк3

1

1

1

1

1

1

1

1

Uo

3,615

3,615

3,615

3,615

3,615

3,615

3,615

3,615

кпд

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,347

0,347

0,347

0,347

0,347

0,347

0,347

0,347

G

37866,6

37866,6

37866,6

37866,6

37866,6

37866,6

37866,6

37866,6

530,1324

530,1324

530,1324

530,1324

530,1324

530,1324

530,1324

530,1324

F

2,7912

2,7912

2,7912

2,7912

2,7912

2,7912

2,7912

2,7912

n,

об/мин

900

1500

2100

2700

3300

3900

4500

5100

1-я передача

V, км/ч

16,12329

26,87215

37,62101

48,36987

59,11873

69,86759

80,61645

91,36531

Рк, Н

11057,45

11650,57

11904,76

11820,03

11396,37

10633,79

9532,283

8091,849

Pw, Н

16,23646

45,10127

88,39849

146,1281

218,2902

304,8846

405,9114

521,3707

Рк-Рw, Н

11041,21

11605,47

11816,36

11673,9

11178,08

10328,91

9126,371

7570,478

D

0,291582

0,306483

0,312052

0,30829

0,295196

0,272771

0,241014

0,199925

2-я передача

V ,км/ч

22,93595

38,22658

53,51721

68,80784

84,09847

99,38911

114,6797

129,9704

Рк, Н

7773,057

8190,002

8368,693

8309,13

8011,311

7475,239

6700,911

5688,329

Pw, Н

32,8562

91,26722

178,8838

295,7058

441,7334

616,9664

821,405

1055,049

Рк-Рw, Н

7740,2

8098,735

8189,81

8013,424

7569,578

6858,272

5879,506

4633,28

D

0,204407

0,213875

0,216281

0,211622

0,199901

0,181117

0,155269

0,122358

3-я передача

V ,км/ч

32,56905

54,28174

75,99444

97,70714

119,4198

141,1325

162,8452

184,5579

Рк, Н

5473,984

5767,607

5893,446

5851,5

5641,768

5264,253

4718,952

4005,866

Pw, Н

66,25124

184,0312

360,7012

596,2612

890,7111

1244,051

1656,281

2127,401

Рк-Рw, Н

5407,732

5583,576

5532,745

5255,239

4751,057

4020,202

3062,671

1878,465

D

0,14281

0,147454

0,146111

0,138783

0,125468

0,106167

0,080881

0,049607

PШ+Рw, Н

596,3836

714,1636

890,8336

1126,394

1420,844

1774,183

2186,413

2657,533

4. Оценка показателей разгона автомобиля

Показатели разгона автомобиля представляют собой графики ускорений, времени и пути разгона в функции скорости.

Ускорение j для разных передач и скоростей определяют по значениям D из табл. 4, используя формулу

где предварительно рассчитываем для каждой передачи. В данном примере ; ; ;.

Расчетные данные для построения графика ускорений сводят в табл. 5, где приводятся значения величин, обратных ускорений 1/j, которые будут использованы при определении времени разгона АТС.

Поскольку при максимальной скорости для автомобиля без ограничителя частоты вращения вала двигателя ускорения j=0, а обратная величина , построение графика ограничивают последней точкой, примерно соответствующей 0,9*Vmax.

Время разгона получают как интеграл функции:

Площадь под кривыми в интервале от Vmin до 0,9*Vmax разбиваем на произвольное число участков. Площадь этих участков представляют собой в определенном масштабе время разгона в соответствующем интервале скоростей на данной дороге.

;;

Принимаем каждый участок как трапецию, определяем площади участков по формуле:

Подсчитав площади Fti и нарастающую сумму площадей , по формуле вычисляем время разгона t, сводим результаты в табл. 6 и строим график времени разгона (рис. 7).

Путь разгона определяют по аналогии графическим интегрированием функции , т. е. подсчетом соответствующих площадей графика времени разгона.

Методика расчета и построения аналогична предыдущей.

Таблица 5 - Результат расчета ускорений и велечин, обратных ускорений

n, об/мин

900

1500

2100

2700

3300

3900

4500

5100

1-я передача

V ,км/ч

16,12328992

26,87214987

37,62100982

48,36986977

59,11872972

69,86758966

80,61644961

91,36531

D-y

0,27758177

0,292482895

0,298052376

0,294290191

0,281196341

0,258770876

0,227013745

0,185925

j, м/с2

1,019054685

1,073759506

1,094206113

1,080394428

1,032324451

0,949996367

0,83340999

0,682565

1/j

0,981301607

0,931307238

0,9139046

0,925587891

0,968687702

1,052635604

1,199889624

1,465061

D

0,29158177

0,306482895

0,312052376

0,308290191

0,295196341

0,272770876

0,241013745

0,199925

2-я передача

V ,км/ч

22,93594764

38,22657939

53,51721115

68,80784291

84,09847467

99,38910642

114,6797382

129,9704

D-y

0,190407061

0,193875419

0,196280564

0,191622481

0,179901169

0,161116664

0,13526893

0,102358

j, м/с2

1,011552978

1,029978913

1,042756441

1,018009995

0,955739573

0,855945365

0,718627181

0,543785

1/j

0,988578969

0,970893663

0,958996713

0,982308626

1,046310134

1,168298867

1,391542132

1,838962

D

0,204407061

0,213875419

0,216280564

0,211622481

0,199901169

0,181116664

0,15526893

0,122358

3-я передача

V ,км/ч

32,56904564

54,28174274

75,99443983

97,70713693

119,419834

141,1325311

162,8452282

184,5579

D-y

0,128810083

0,133453849

0,132111476

0,124782953

0,111468279

0,09216748

0,066880531

0,035607

j, м/с2

0,87751869

0,90915435

0,900009433

0,850083867

0,759377652

0,62789096

0,455623617

0,242576

1/j

1,139576868

1,099923242

1,111099466

1,17635452

1,316867828

1,592633218

2,19479404

4,122426

D

0,142810083

0,147453849

0,146111476

0,138782953

0,125468279

0,10616748

0,080880531

0,049607

двигатель автомобиль разгон скоростной

Таблица 6 - Результаты расчетов времени разгона

Параметр

Значение параметров

V, км/ч

16,12328992

37,62100982

54,28174274

75,99443983

97,70713693

114,6797382

141,1325311

162,8452282

184,5579253

0

20,37130609

16,77592392

24,00363317

24,83339776

21,79194297

39,46988633

41,11763042

68,58193978

0

20,37130609

37,14723001

61,15086318

85,98426094

107,7762039

147,2460902

188,3637207

256,9456604

0

5,642851788

10,28978271

16,9387891

23,81764028

29,85400848

40,787167

52,17675062

71,17394794

Параметр

Значение параметра

V, км/ч

16,1232

37,621

54,2817

75,9944

97,7071

114,6796

141,1325

162,8452

171

0

60,65444958

132,7244218

295,6029056

442,4660621

455,4710293

934,3319754

1009,248827

502,9501383

0

60,65444958

193,3788714

488,981777

931,4478391

1386,918868

2321,250844

3330,499671

3833,449809

0

16,80128253

53,56594737

135,4479522

258,0110514

384,1765266

642,9864837

922,5484088

1061,865597

5. График мощностного баланса автомобиля

Таблица 7 - Результаты расчетов составляющих баланса мощности

Параметр

Значение параметра

n, об/мин

900

1500

2100

2700

3300

3900

4500

5100

Ne, кВт

53,824

94,51851852

135,213037

172,608

203,4038519

224,301037

232

223,2011852

N, кВт

49,52

86,96

124,40

158,80

187,13

206,36

213,44

205,35

V, км/ч

Uk1=2,02

16,12

26,87

37,62

48,37

59,12

69,87

80,62

91,37

Uk2=1,42

22,94

38,23

53,52

68,81

84,10

99,39

114,68

129,97

Uk3=1,00

32,56904564

54,28174274

75,99443983

97,70713693

119,419834

141,1325311

162,8452282

184,5579253

Ny, кВт

4,796085092

7,993475154

11,19086522

14,38825528

17,58564534

20,7830354

23,98042546

27,17781552

Nw, кВт

0,599372138

2,774871007

7,614246044

16,18304771

29,54682649

48,77113282

74,9215172

109,0635301

Ny+Nw, кВт

5,39545723

10,76834616

18,80511126

30,57130299

47,13247182

69,55416822

98,90194266

136,2413456

Уравнение баланса мощности могут быть выражены через мощность двигателя Ne:

Или через мощность на колесах Nk:

где Nr - мощность, теряемая в трансмиссии; - мощность, расходуемая на преодоление соответственно суммарных дорожных сопротивлений и сопротивления воздуха; Nj - мощность, используемая для разгона.

Вначале вычисляют мощность на ведущих колесах NK. Эту величину определяют через мощность Ne (см. табл. 3), развиваемую на коленчатом валу двигателя, с учетом потерь в трансмиссии:

Значения мощностей и рассчитывают с использованием величин и , взятых из табл. 4 для высшей передачи с целью обеспечения всего диапазона скоростей движения автомобиля:

;;

Полученные значения величин и суммируем.

Из табл. 4 берем также значения скоростей движения автомобиля на всех передачах, соответствующие принятым ранее величинам частоты вращения коленчатого вала двигателя. Данные расчетов сводим в табл. 8 и по ним строим график мощностного баланса автомобиля (рис. 9).

6. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

Из внешней скоростной характеристики двигателя определим значения максимального крутящего момента Меmax, частоту вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте nM и момент при максимальной мощности МN. Полученные значения Меmax и nM сравниваются с реальными значениями. По значениям Меmax и МN можно вычислить коэффициент приспособляемости двигателя

Для двигателя ЗИЛ-4104 автомобиля ЗИЛ-4104 значение , рассчитанное по формуле (2) несколько больше, что объясняется приближенностью исходной расчетной формулы (1):

По графику силового баланса определяем максимально возможную скорость движения автомобиля Vmax для заданных дорожных условий (0,014). По динамической характеристике автомобиля для каждой передачи определяют максимальное дорожное сопротивления , которое может преодолеть автомобиль, критическую скорость Vкрi и максимальный преодолеваемый продольный уклон дороги при коэффициенте сопротивлению качению (грунтовая дорога после дождя).

Максимальный преодолеваемый продольный уклон дороги

Для большей наглядности полученное значение уклона представляют в процентах.

Для автомобиля ЗИЛ-4104 перечисленные параметры составляют:

По графику ускорений определяется максимальное ускорение jmax для каждой передачи и оптимальные скорости перехода Vпер с одной передачи на другую на данной дороге.

С помощью графиков времени и пути разгона для принятого дорожного сопротивления определяют соответственно время и путь разгона автомобиля до скорости 100 км/ч.

В приведенном примере перечисленные параметры составляют:

Перечень ссылок

1. Краткий автомобильный справочник / А.Н. Понизовский, Ю.М. Власко, М.Б. Ляликов и др. - М.: АО «Трансконсалтинг», НИАТ, 1994. - 779 с.

2. Алекса Н.Н., Алексеенко В.Н., Гредескул А.Б. Теория эксплуатационных свойств автотранспортных средств в примерах и заданиях. - Киев, 1990. - 98с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Построение графиков силового баланса. Оценка показателей разгона автомобиля Audi A8. Путь разгона, его определение. График мощностного баланса автомобиля. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля.

    контрольная работа [430,5 K], добавлен 16.02.2011

  • Техническая характеристика автомобиля ГАЗ-3307. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя и тяговой диаграммы автомобиля. Расчет ускорения на передачах, времени, остановочного пути и разгона. Расчет путевого расхода топлива автомобилем.

    курсовая работа [62,2 K], добавлен 07.02.2012

  • 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

  • Конструкторский анализ и компоновка автомобиля. Определение мощности двигателя, построение его внешней скоростной характеристики. Нахождение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Расчет показателей разгона. Проектирование базовой системы автомобиля.

    методичка [1,1 M], добавлен 15.09.2012

  • Расчёт внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя. Определение кинематических параметров трансмиссии. Построение графиков пути и времени разгона АТС. Расчет тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля Ford Transit.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 28.05.2015

  • Анализ способов определения значение показателей тягово-скоростных свойств заднеприводного и двухосного автомобиля. Общая характеристика графика зависимости тормозного пути. Динамический фактор автомобиля как показателем его тягово-скоростных качеств.

    задача [405,3 K], добавлен 20.06.2013

  • Комплектация и стандартные условия стендовых испытаний двигателей, оценка тягово-скоростных свойств автомобиля. Определение потерь в трансмиссии автомобиля. Построение графика внешней скоростной характеристики двигателя. Расчет значений КПД трансмиссии.

    лабораторная работа [117,0 K], добавлен 09.04.2010

  • Показатели тягово-скоростных качеств автомобиля, их определение экспериментальным (в определенных дорожных условиях) или расчетным путями. Внешняя скоростная и динамическая характеристики двигателя. Время и путь разгона автомобиля, баланс его мощности.

    контрольная работа [1,8 M], добавлен 10.12.2014

  • Построение внешней скоростной характеристики двигателя ваз-2121. Оценка потерь в трансмиссии автомобиля, определение его эксплуатационных свойств. Сравнение и общая характеристика полученных результатов с паспортными данными исследуемого автомобиля.

    курсовая работа [504,1 K], добавлен 26.05.2014

  • Характеристика тягово-скоростных свойств автомобиля. Определение мощности двигателя, вместимости и параметров платформы. Выбор колесной формулы автомобиля и геометрических параметров колес. Тормозные свойства автомобиля и его топливная экономичность.

    курсовая работа [56,8 K], добавлен 11.09.2010

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.