Расчет показателей тяговой, тормозной динамичности и топливной экономичности автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Губкинский институт (филиал)

ФГБОУ ВПО

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Специальность 190600.62

Курсовая работа

по дисциплине:

Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТТМО

Тема:

Расчет показателей тяговой, тормозной динамичности и топливной экономичности автомобиля

Выполнил: Толстопятых А.В.

Студент группы Аэ-11

Проверил: Черников Н.В.

Губкин 2013



Содержание

1. Исходные данные

2. Определение полной массы автомобиля и распределение её по осям

3. Определение размера шин и их радиуса качения

4. Расчёт параметров двигателя

5. Построение внешней скоростной характеристики

двигателя

6. Передаточные числа КПП

7. Передаточные числа трансмиссии

8. Силовой баланс автомобиля

9. Динамический фактор автомобиля

10. Ускорение автомобиля

11. Определение продолжительности разгона автомобиля

12. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Список литературы



1. Исходные данные

Грузоподъемность автомобиля 15 тонн

Условие перевозки грузов-по дорогам общего пользования.

Выбор и расчёт параметров автомобиля и его агрегатов

2. Определение полной массы автомобиля

Для грузового автомобиля в задании приводят его грузоподъемность, по которой рассчитывают собственную, а затем полную массу автомобиля.

Полная масса автомобиля

m_a = m_о + m_г + 80·z_п = m_g / з_g + m_g г_g + 80·z_{п ,}

где m_о - масса снаряженного автомобиля (собственная масса), кг.

m_г - масса груза, кг;

z_п - число пассажиров, включая водителя;

m_g - номинальная грузоподъемность;

з_g - коэффициент грузоподъемности;

г_g - коэффициент использования грузоподъемности.

Коэффициент грузоподъемности автомобиля з_g = m_g / m_o (для легковых автомобилей з_g = 0,25…0,4; для грузовых автомобилей з_g = 0,9…1,1).

Коэффициент использования грузоподъемности (для бортовых автомобилей г_g = 0,7…0,8).

m_о = з_g * m_g =0.91*15000=13640 кг.

m_a = m_о + m_г + 80·z_п =13640+15000+80*2=28800 кг.

Распределение полной массы на переднюю ось - 6800 кг, на заднюю - 22000 кг

3. Определение размера шин и их радиуса качения

Количество и размеры колес определяются исходя из показателей общей массы полностью загруженного автомобиля по группам: группа А - до 52 т, группа Б - до 34 т и показатели осевой нагрузки на дорогу, передаваемые колесами одиночной, наиболее нагруженной оси.

Превышение этих параметров переводит транспортное средство в разряд тяжеловесных, эксплуатация которых на дорогах регламентируется специальными правилами.

В таблице 1 приведены соответствующие показатели.

Таблица 1

Величины осевых нагрузок различных АТС

Принимаем шины радиальные, среднегабаритные, широкопрофильные, универсальные - 11.00R20

Радиус качения r_k =507 мм =0,507 м

4. Расчёт параметров двигателя

Мощность двигателя должна быть достаточной для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью V_max при полном использовании грузоподъемности автомобиля. Такую скорость

автомобиль должен развивать на хороших дорогах, для которых приведенный коэффициент сопротивления движению ш равен по величине коэффициенту сопротивления качению и который может быть принят равным 0,02…0,25.

Кроме того, считается необходимым, чтобы автомобили имели запас динамического фактора для преодоления дополнительных местных сопротивлений без снижения максимальной скорости. В связи с этим за расчетное значение приведенного коэффициента дорожного сопротивления, при котором автомобиль должен развивать максимальную скорость, принимают величину ш_v ? 0,04.

Тогда, мощность двигателя N_v (л.с.), необходимую для движения в указанных условиях, можно определить по эмпирической формуле:

Максимальную скорость в соответствии с законами РФ принимаем 100 км/ч

Р_Вмах=k_в*F_в*V ²max - сопротивление воздуха.

k_в=0.6 для грузовых автомобилей

F_в=В*Н,

где В-колея, Н-наибольшая высота автомобиля

Принимаем В=2.5м, Н=3.5м

Р_Вмах=0,6*2,5*3,5*28=147 н*с*с/м⁴

_тр=0.85 - для грузовых автомобилей

N_v= кВт

где а_N, b_N, c_N - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя (для четырехтактных карбюраторных двигателей а_N = b_N = c_N=1; для двухтактных дизелей a_N = 0,87, b_N = 1,13, c_N = 1; четырехтактных a_N=0,53, b_N = 1,56, c_N = 1,09)

n_V / n_N - отношение частот вращения вала двигателя при максимальной скорости и максимальной мощности, для грузовых автомобилей принимают равной 0,9-1,0.

N_emax= кВт

При переводе в л.с. получаем N_emax=534 л.с.

Значение эффективного момента определяется по формуле:

М_е= N_е / щ_е

где N_е - эффективная мощность, Вт; щ_е - угловая скорость, рад/с;

М_е - эффективный крутящий момент (Н?м).

5. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Составляем таблицу для построения внешней скоростной характеристики двигателя.

ще / щN	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
ще	53	105	158	210	263
Ne	63	154	253	340	393
Ме	1200	1500	1600	1620	1500

6. Передаточные числа КПП

Передаточное число главной передачи u_гп определяют из условия обеспечения максимальной скорости на высшей (прямой) передаче

в коробке передач и преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги на низшей передаче

u_гп = (рn_v / 30 v_max) r_к, (48)

где n_v - частота вращения вала двигателя при максимальной скорости движения автомобиля (об/мин);

v_max- максимальная скорость движения автомобиля (м/с);

r_к - радиус ведущего колеса, м.

u_гп=(3,14*2500/30*28)*0,54=5

Принимаем коробку передач восьмиступенчатую

Передаточное число первой передачи определяется из условия обеспечения движения по дорогам с заданным максимальным суммарным сопротивлением дороги ш_max:

где M_{e max} - максимальный крутящий момент развиваемый двигателем.

U_к1=

Передаточные числа промежуточных ступеней подбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальную интенсивность разгона.

Этому требованию удовлетворяет соотношение:

u₁/u₁₁=u₁₁/u₁₁₁=…= u_n/u_n+1.

При предварительных расчетах передаточные числа подбираются по принципу геометрической прогрессии по формуле:

где m - номер произвольной промежуточной передачи;

n - число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи и заднего хода;

u₁ - передаточное число КП на 1-й передаче.

U₂=

U₃=

U₄=

U₅=

U₆=

U₇=

U₈=

двигатель трансмиссия силовой топливный

7. Передаточные числа трансмиссии

u_тр = u_кп u_дк u_гп

u_дк=1

u_тр1=42,5

u_тр2=29,7

u_тр3=20,8

u_тр4=14,55

u_тр5=10,2

u_тр6=7,15

u_тр7=5

u_тр8=3,5

8. Силовой баланс автомобиля

Вначале строят тяговую характеристику автомобиля.

Тяговая характеристика автомобиля - это зависимость силы тяги от скорости движения автомобиля на различных передачах.

Р_т = М_т / r_к = М_ез_трu_кпu_гп / r_к

Р_т1=1300*0,85*8,5*5/0,508=92446 Н

Р_т2=71815 Н

Р_т3=52205 Н

Р_т4=38953 Н

Р_т5=27648 Н

Р_т6=19102 Н

Р_т7=12750 Н

Р_т8=8500 Н

Другие значения силы тяги для построения графика:

Р_т1=85300 Н Р_т2=69700 Н Р_т3=52900 Н Р_т4=38200 Н

Р_т5=27030 Н Р_т6=19000 Н Р_т7=12700 Н Р_т8=8350 Н

Р_т1=88900 Н Р_т2=71180 Н Р_т3=53200 Н Р_т4=38700 Н

Р_т5=27300 Н Р_т6=19050 Н Р_т7=12730 Н Р_т8=8420 Н

Р_д= шG - сила сопротивления дороги

Ее строят для одного значения коэффициента ш.

Р_д=4803 Н

Кривая суммарного сопротивления Р_д + Р_в определяет силу тяги, необходимую для движения автомобиля с постоянной скоростью.

Р_д+ Р_в=6000

Р_д+ Р_в=7500

Р_д+ Р_в=10000

Р_д+ Р_в=17000

Строим силовой баланс на графике тяговой характеристики автомобиля.

9. Динамический фактор автомобиля

Динамическим фактором D автомобиля называют отношение разности сил тяги и сопротивление воздуха к весу автомобиля:

D = (Р _т - Р _в) / G = (М _е u_тр / r_к - k _в F _в v ²) / G.

Величина D зависит только от конструктивных параметров автомобиля, и поэтому ее можно определить для каждой конкретной модели.

D₁=0,3209

D₂=0,2493

D₃=0,1810

D₄=0,1347

D₅=0,0943

D₆=0,0619

D₇=0,0322

D₈=0,00035

Строим динамическую характеристику автомобиля.

Динамической характеристикой автомобиля называют график зависимости динамического фактора автомобиля D с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах.

Для построения графика находим дополнительные значения динамического фактора D.

D₁=0,3200

D₂=0,2495

D₃=0,1812

D₄=0,1348

D₅=0,0946

D₆=0,0624

D₇=0,0340

D₈=0,0019

D₁=0,3210

D₂=0,2492

D₃=0,1811

D₄=0,1346

D₅=0,0941

D₆=0,0613

D₇=0,0312

D₈=0,00020

10. Ускорение автомобиля

Ускорение при разгоне определяют для случая движения автомобиля по горизонтальной дороге (i= 0) с твердым покрытием хорошего качества при максимальном использовании мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес. Ускорение (м/с²) находят из выражения:

а = ( D - f ) g /

Коэффициент подсчитывают по формуле

д_вр = 1 + (д₁ + д₂ u²_кп) G / G_а

G / G_а =1

д_вр1=3,9

д_вр2=2,46

д_вр3=1,73

д_вр4=1,38

д_вр5=1,2

д_вр6=1,12

д_вр7=1,08

д_вр8=1,06

Считаем ускорение

0,80 м/с²

1 м/с²

1,01 м/с²

0,91 м/с²

0,7 м/с²

0,5 м/с²

0,15 м/с²

0,01 м/с²

11. Определение продолжительности разгона автомобиля

Определяем продолжительность разгона до максимальной скорости на 6 передачах КПП.

;

t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆+6=6+7,3+5,7+6,4+9,3+6,3+6=47 с

12. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Для дизеля



- удельный эффективный расход топлива.

- плотность дизельного топлива

Относительной безразмерной частотой вращения коленчатого вала n₀ называется отношение текущей частоты вращения коленчатого вала n_e к номинальной частоте коленчатого вала

Определяем

при n₀ = 0,4

при n₀ = 0,5

при n₀ = 0,6

при n₀ = 0,7

при n₀ = 0,8

при n₀ = 0,9

при n₀ = 1,0

Определяем

при n₀ = 0,4

при n₀ = 0,5

при n₀ = 0,6

при n₀ = 0,7

при n₀ = 0,8

при n₀ = 0,9

при n₀ = 1,0

Определяем

при n₀ = 0,4

при n₀ = 0,5

при n₀ = 0,6

при n₀ = 0,7

при n₀ = 0,8

при n₀ = 0,9

при n₀ = 1,0

Определяем расход топлива

при n₀ = 0,4

при n₀ = 0,5

при n₀ = 0,6

при n₀ = 0,7

при n₀ = 0,8

при n₀ = 0,9

при n₀ = 1,0



Список литературы

1. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля - М.: Колос, 1972 - 384 с.

2. Иларионов В.А. и др. Теория и конструкция автомобиля - М.: Машиностроение, 1992 - 413 с.

3. В.К. Вахламов, И.Н. Порватов. Техника транспорта. Эксплуатационные свойства подвижного состава - М.: МАДИ, 2004.

4. В.А. Петров. Теория автомобиля - М.: МГОУ, 1996.

5. Горев А.Э. Грузовые автомобильные перевозки - М.: ACADEMA, 2004 -284 с.

6. Иванов А.М. и др. Основы конструкции автомобиля - М.: ООО Книжное издательство «За рулем», 2005 - 335 с.

Размещено на Allbest.ru