Тяговый расчет автомобиля

Определение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Выбор прототипа автомобиля. Полный вес, передаточное число коробки передач автомобиля. Расчет показателей топливной экономичности, путевой расход топлива. Динамические качества при торможении.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 20.05.2015
Размер файла 429,3 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/

8

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Южно-Уральский Государственный Университет"

Факультет "Автотракторный"

Кафедра "Автомобильный транспорт"

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Эксплуатационные свойства автомобилей"

Проверил

Рождественский Ю.В.

Автор работы студент группы АТ-353

Петрова Е.А.

Аннотация

Петрова Е.А. Эксплуатационные свойства автомобиля. Челябинск: ЮУрГУ, АТ-353, 2012, 32 с., 11 рис. Библиография литературы 3 наименования.

В данной курсовой работе был произведён тяговый расчёт автомобиля, включающий в себя определение полного веса автомобиля и подбора шин, определение внешней скоростной характеристики двигателя, определения передаточного числа главной передачи и коробки передач. На основании полученных данных определяем тягово-скоростные характеристики автомобиля. В последнюю очередь рассчитываем показатели топливной экономичности и динамических качеств при торможении автомобиля. По данным расчёта строятся графики зависимости. Все полученные результаты сравниваются с показателями прототипа схожего транспорта.

Содержание

  • Введение
  • Основные обозначения
  • 1. Тяговый расчет автомобиля
  • 1.1 Общие положения
  • 1.2 Определение полного веса автомобиля
  • 1.3 Определение внешней скоростной характеристики двигателя
  • 1.4 Определение передаточного числа главной передачи
  • 1.5 Определение передаточных чисел коробки передач
  • 2. Определение тягово-скоростных качеств автомобиля
  • 2.1 Общие положения
  • 2.2 Тяговая диаграмма движения автомобиля
  • 2.3 Динамическая характеристика автомобиля
  • 2.4 Динамический паспорт автомобиля
  • 2.5 Мощностная диаграмма движения автомобиля
  • 2.6 Ускорение при разгоне автомобиля
  • 2.7 Определение времени разгона автомобиля
  • 2.8 Определение пути разгона автомобиля
  • 3. Показатели топливной экономичности автомобиля
  • 4. Определение динамических качеств автомобиля при торможении
  • Заключение
  • Библиографический список
  • Приложения

Введение

Проектирование - это комплекс конструкторско-экспериментальных работ, необходимых для создания нового или модернизации выпускаемого автомобиля.

Решение о создании и использовании в народном хозяйстве конкретного автомобиля базируется на документе, содержащем номенклатуру автомобилей наиболее полно удовлетворяющих потребностям народного хозяйства с их основными технико-экономическими характеристиками, перспективном типаже.

Перспективный типаж автомобилей является результатом анализа трёх основных направлений проводимых отраслью опытно-конструкторских разработок перспективных образцов, экспериментальных и научно-исследовательских работ. В перспективном типаже заданы основные параметры автомобиля: грузоподъемность или пассажировместимость, основные массовые параметры, колесная формула и расположение ведущих колёс, максимальная скорость и параметры приемистости, нормативный пробег до капитального ремонта, нормативная трудоемкость обслуживания и текущего ремонта, мощность на рабочий объём двигателя. На последующих этапах проектирования эти данные уточняются для конкретных моделей и дополняются другими параметрами, число которых увеличивается от этапа к этапу.

На основании утверждённого перспективного типажа предприятием разработчиком создается техническое задание, которое служит основанием для разработки эскизного и технического проектов.

Техническое задание разрабатывается с учетом области применения новой модели на основании анализа обобщенных материалов по результатам испытаний и эксплуатации предшествующих моделей, общего развития техники, требований безопасности движения потребности рынка внутри страны и возможностей экспорта, законодательных предписаний, производственных возможностей предприятия-изготовителя и его смежников.

Техническое задание устанавливает основное назначение условия эксплуатации технические характеристики, показатели качества, специальные требования, предъявляемые к разрабатываемому автомобилю.

В процессе разработки технического проекта окончательно определяют параметры позволяющие судить о компоновке автомобиля и конструктивном решении отдельных его узлов и агрегатов.

Для окончательного выбора расчетных параметров двигателя и трансмиссии разрабатывают математическую модель автомобиля которая позволяет учитывать влияние этих параметров как на тягово-скоростные, так и на топливно-экономические свойства проектируемого автомобиля в разнообразных дорожных, климатических и нагрузочных условиях. В качестве критериев оценки при этом обычно используются такие технико-экономические показатели как производительность приведённые затраты на перевозку, себестоимость перевозок.

Основные обозначения

F - лобовая площадь автомобиля, м;

Gо - вес автомобиля в снаряженном состоянии, Н;

Gа - полный вес автомобиля, Н;

G2 - вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось, Н;

Jm - момент инерции вращающихся деталей двигателя, Н*мс2;

Jk - момент инерции колёс, Н*мс2;

Uо - передаточное число главной передачи;

Uk - передаточное число коробки передач;

Тk - радиус качения колеса, м;

V - скорость движения автомобиля, м/с;

Vmаx - максимальная скорость движения автомобиля на высшей передаче, м/с;

пе - частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с;

пП - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, 1/с;

пmаx - максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя1/с;

j - ускорение автомобиля, м/с2;

jтор - максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с2;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

Рm - тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля, Н;

Рj - сила сцепления ведущих колеса автомобиля с дорогой, Н;

Рf - сила сопротивлению качению, Н;

Рi - сила сопротивления подъёму, Н;

Рw - сила сопротивления воздуху, Н;

Рy - сила сопротивления дороги, Н;

Рj - сила инерции автомобиля, Н;

Mе - крутящий момент двигателя, Н*м;

Пе - эффективная мощность двигателя, кВт;

Пm - тяговая мощность, подведённая к ведущим колёсам, кВт;

Пy - мощность сопротивления дороги, кВт;

Пj - мощность, расходуемая на разгон автомобиля, кВт;

D - динамический фактор автомобиля по условиям тяги;

Dj - динамический фактор автомобиля по условиям сцепления;

gе - удельный эффективный расход топлива, кг/кВт*ч;

qп - путевой расход топлива, л/м;

S - путь движения автомобиля, м;

Sтор - путь торможения автомобиля, с;

T - время движения автомобиля, с;

tтор - время торможения автомобиля, с;

f - коэффициент сопротивления качению;

k - коэффициент обтекаемости автомобиля;

dр - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при разгоне;

h - коэффициент полезного действия трансмиссии;

y - коэффициент сопротивления дороги.

Выбор и обоснование исходных данных

В соответствии с выданным заданием на курсовую работу мы выбираем автомобиль - прототип. По исходным данным (V=22,5 м/с и грузоподъемностью, равной 125 кН) берем в качестве прототипа КрАЗ-257Б1. Все необходимые в дальнейшем параметры будем брать из краткого автомобильного справочника НИИАТ.

1. Тяговый расчет автомобиля

1.1 Общие положения

Задачей тягового расчета является определение конструктивных параметров автомобиля, обеспечивающих ему заданные тягово-скоростные свойства.

При тяговом расчете автомобиля обычно имеют дело с тремя видами параметров: заданными, выбираемыми и расчетными. Параметры заданные техническими условиями:

а) тип автомобиля и условия его эксплуатации;

б) грузоподъемность или пассажировместимость;

в) максимальная скорость движения по шоссе;

г) максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на низшей передаче.

Выбираемые параметры:

а) полный вес автомобиля и распределение его по осям;

б) тип двигателя и трансмиссии;

в) частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;

г) механический к. п. д. трансмиссии;

д) радиусы колес;

е) коэффициент обтекаемости и площадь лобового сопротивления.

Величины этих параметров выбираются на основании экспериментов и статических данных по существующим моделям автомобилей, аналогичным рассчитываемому с учетом тенденции развития автомобильной техники.

Расчетные параметры:

а) внешняя скоростная характеристика двигателя;

б) передаточные числа трансмиссии.

Тяговый расчет автомобиля ведут в следующем порядке: определяют полный вес автомобиля и распределение его по осям, выбирают тип двигателя и трансмиссии, рассчитывают внешнюю скоростную характеристику двигателя, определяют придаточные числа главной передачи, коробки передач.

1.2 Определение полного веса автомобиля

Полный вес автомобиля можно определить по формуле

Gа=Gо+Gг+ (g1+g2) пп, (1.1)

где

пп - число мест в автомобиле, включая место водителя; Gг - номинальная грузоподъемность автомобиля, Н; g1 - вес одного человека, принимаемый равным 750 Н; g2 - вес багажа, принимаемый равным 100 Н на человека [2, с.4].

Gа=102700+125000+ (750+100) *3=225250 Н.

Распределение веса по осям зависит от типа автомобиля и его компоновки. У грузовых автомобилей на заднюю ось приходится 70…75% нагрузки. G2=0,75Gа, G2=168938 Н.

1.3 Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Первоначально определяется мощность Пv, необходимая для преодоления сопротивления движению при максимальной скорости. Для этого можно воспользоваться уравнением мощностного баланса при условии, что максимальная скорость задана на горизонтальной дороге и ускорение равно нулю,

. ?????????????????? (1.2)

Коэффициент сопротивления качению зависит от скорости движения автомобиля,

f = f0· (1+13V2/20000). (1.3)

где f0 - коэффициент сопротивления качению при движении со скоростью меньше 15…25м/с. Для шоссе с асфальтобетонным покрытием принимаемый равным f0 =0,02 [2, с.5],

f =0,02 (1+13·22,52/20000) =0,026581;

з - КПД трансмиссии, принимаем постоянным для всех передач. Для грузовых автомобилей 0,8…0,9 [2, с.5];

k=0,5…0,9 Нс24 - коэффициент обтекаемости для грузовых автомобилей;

F - лобовая площадь автомобиля,

F=0,9BH; (1.4)

В - колея автомобиля, В=1,95 м;

Н - высота автомобиля, Н=2,67 м [1, с.59],

F=0,9*1,95*2,67=4,685 м3.

При этом

Пv= (225250·0,026581·22,5/1000+0,7·4,685·22,53/1000) /0,9=191.199 кВт.

Максимальная мощность двигателя по уравнению С.Р. Лейдермана

Пmаx= Пv/ (аl+bl2-сl3), (1.5)

где а, b, с - эмпирические коэффициенты для прямоструйных дизельных двигателей, а=0.5, b=1.5, с=1 [1, табл.2.1];

?l - коэффициент для дизельных двигателей, ???l =1 [1,с.6];

Пmаx= 191.199/ (0,5+1,5-1) =191.199 кВт.

Для рассчитываемого автомобиля примем пП=220 1/с.

Текущее значение эффективности мощности двигателя

Пе= Пmаx (а (пе/пП) +b (пе/пП) 2-с (пе/пП) 3). (1.6)

Текущие значения крутящего момента двигателя,

Mе=1000* (Пе/пе). (1.7)

Результаты вычислений (1.6) и (1.7) занесены в табл.1.1

Таблица 1.1

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

Параметры

двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

Мощность

68,7

84,8

101,0

117,2

132,9

147,7

161,3

173,3

183,4

191,2

Крутящий момент

808,5

847,5

878,5

901,4

916,2

923,0

921,6

912,2

894,7

869,1

По данным табл. 1.1 построен график (см. приложение рис. 1).

1.4 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи u0 определяется, исходя из максимальной скорости автомобиля,

u0=тк*пmаx/ (ukVmаx). (1.8)

Так как высшей является прямая передача, то в формуле uk=1. Радиус качения колеса тк=0,61 м [2, с.23],

u0=0,61*220/ (1*22,5) =5,964.

1.5 Определение передаточных чисел коробки передач

Используя уравнение силового баланса и, пренебрегая силой сопротивления воздуха, можно определить передаточное число первой передачи из условия преодоления максимального сопротивления дороги:

u1=Gа* Шmаxk/ (Mmаxu0h) (1.9)

где Шmаx - коэффициент максимального сопротивления дороги, Шmаx=0,3 [2, с.7]; Mmаx - максимальный крутящий момент двигателя, Mmаx=923 Нм [табл 1.1].

u1=225250*0,3*0,61 / (923*5.964*0,9) =8.32.

Проверка сцепления ведущих колёс с дорогой,

Рм мах ? Рц или Mmаx* u1 * u0 *h?тк ? Gj*j,

где Рм мах - максимальная тяговая сила на ведущих колесах;

Gj? - сцепной вес автомобиля,

Gj= G2*m2; (1.10)

m2 - коэффициент динамического перераспределения веса автомобиля на заднюю ось при тяговом режиме, примем m2=1,2.

При этом

Gj=168938*1,2=202725,6 Н.

Определение условий при которых возможно буксование и занесение этих данных в табл.1.2 в зависимости от коэффициента сцепления ц.

Таблица 1.2

Значение коэффициентов сцепления и соответствие им тяговых сил

Дорожные условия

miп

mаx

Рm mаx

Рmiп

Рmаx

Асфальто - или цементобетон:

сухой

влажный

покрытый снегом

обледенелый

0,6

0,8

67575

121635

162180

0,3

0,5

67575

60817,5

101362,5

0,2

0,4

67575

40545

81090

0,1

0,3

67575

20272,5

60817,5

Грунтовая дорога:

сухая

влажная

0,5

0,6

67575

101362,5

121635

0,2

0,4

67575

40545

81090

Выбор передаточных чисел коробки передач из условия наиболее полного использования мощности при разгоне на передачах в определенном диапазоне оборотов коленчатого вала.

В этом случае передаточные числа изменяются по закону геометрической прогрессии:

um=п-1Цu1п-m , (1.11)

где m - порядковый номер рассчитываемой передачи;

п - число ступеней коробки передач, не считая ускоряющую передачу.

u2=4Ц8.323 = 4.9, u3=4Ц8.322 = 2.88,u4=4Ц8.321 = 1.7,u2=4Ц8.320 = 1.

2. Определение тягово-скоростных качеств автомобиля

2.1 Общие положения

По тягово-скоростным качествам автомобиля судят о его динамичности. В настоящее время общеприняты характеристики предельных тягово-скоростных качеств автомобиля, определяемые по внешней скоростной характеристике двигателя. Такими характеристиками являются тяговая и мощностная диаграммы, динамическая характеристика автомобиля. По этим характеристикам легко определяются предельные показателя тягово-скоростных качеств автомобиля:

абсолютная и удельная величины силы тяги;

скорость движения при заданном сопротивлении дороги:

ускорения;

максимальное суммарное сопротивление, преодолеваемое автомобилем;

максимальная скорость движения;

подъемы, преодолеваемые автомобилем на различных передачах.

2.2 Тяговая диаграмма движения автомобиля

Уравнение движения автомобиля методом силового баланса,

Рm= Рy+ Рwj. (2.1)

Для установившегося движения (Рj=0) тяговая сила на ведущих колесах на каждой передаче находится по формуле:

Рm=Mе*umр*h/тk, (2.2)

где umр=u0*uk - передаточное число трансмиссии автомобиля,

umр=u0*uk.

Величина крутящего момента Mе находится по внешней скоростной характеристике двигателя для тех оборотов коленчатого вала пе, которые соответствуют рассматриваемым скоростям движения автомобиля.

Скорость движения автомобиля определяется по формуле:

V=пеk/umр. (2.3)

Сила сопротивления дороги,

Рy=Gа*y,?????? ?2?4?

где y= f +I;

i - величина уклона дороги, примем i=0.

Сила сопротивления воздуха,

Рw=kFV2. (2.5)

Результаты вычислений (2.2), (2.3), (2.4) и (2.5) занесены в табл.2.1 и по ним в координатах Рm-V строится тяговая диаграмма движения автомобиля (см. приложение рис.2).

Таблица 2.1
Тяговый баланс автомобиля

Параметры,

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

кВт

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

Mе, Нм

808,5

847,5

878,5

901,4

916,2

923,0

921,6

912,2

894,7

869,1

V1

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,3

2,5

2,7

Рm1

59193,9

62053,3

64321,1

65997,4

67082,0

67575,0

67476,4

66786,2

65504,4

63630,9

Рш1

4508,2

4509,4

4510,9

4512,5

4514,3

4516,3

4518,6

4521,0

4523,6

4526,4

Рw1

3,6

5,0

6,6

8,4

10,4

12,7

15,2

17,9

20,8

24,0

V2

1,8

2,1

2,4

2,7

3,0

3,3

3,7

4,0

4,3

4,6

Рm2

34853,5

36537,1

37872,4

38859,4

39498,0

39788,3

39730,3

39323,9

38569,1

37466,0

Рш2

4514,2

4517,8

4521,9

4526,6

4531,8

4537,7

4544,1

4551,1

4558,6

4566,8

Рw2

10,3

14,3

18,9

24,2

30,1

36,6

43,8

51,6

60,1

69,2

V3

3,0

3,5

4,1

4,6

5,1

5,7

6,2

6,7

7,3

7,8

Рm3

20521,8

21513,2

22299,4

22880,5

23256,5

23427,5

23393,3

23154,0

22709,6

22060,1

Рш3

4531,6

4541,8

4553,7

4567,2

4582,4

4599,2

4617,7

4637,9

4659,7

4683,2

Рw3

29,8

41,2

54,5

69,7

86,7

105,6

126,3

148,9

173,3

199,6

V4

5,1

6,0

6,9

7,8

8,7

9,6

10,5

11,4

12,3

13,2

Рm4

12083,3

12667,0

13129,9

13472,1

13693,5

13794,1

13774,0

13633,1

13371,5

12989,0

Рш4

4581,7

4611,2

4645,4

4684,5

4728,3

4776,8

4830,2

4888,3

4951,2

5018,9

Рw4

85,9

118,9

157,3

201,0

250,1

304,5

364,3

429,4

499,9

575,7

V5

8,7

10,2

11,8

13,3

14,8

16,4

17,9

19,4

21,0

22,5

Рm5

7114,7

7458,4

7730,9

7932,4

8062,8

8122,0

8110,2

8027,2

7873,1

7648,0

Рш5

4726,3

4811,3

4910,1

5022,6

5149,0

5289,1

5443,0

5610,7

5792,2

5987,4

Рw5

247,9

343,1

453,7

579,8

721,3

878,3

1050,7

1238,5

1441,8

1660,5

2.3 Динамическая характеристика автомобиля

Обобщающим показателем, позволяющим не только оценить тяговые качества данного автомобиля, но и сравнивать автомобили различных конструкций, является динамический фактор, представляющий собой удельную остаточную силу тяги:

D= (Рmw) /Gа. (2.6)

Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения при различных передачах в коробке и полной нагрузке на автомобиль называется динамической характеристикой автомобиля. Значение скорости движения автомобиля на передачах и соответствующие им значения сил Рm и Рw берутся из табл. 2.1 Результаты расчета динамического фактора заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Динамический фактор автомобиля

Параметры

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

V1, м/с

1,04

1,23

1,41

1,60

1,78

1,97

2,15

2,34

2,52

2,70

D1

0,263

0,275

0,286

0,293

0,298

0,300

0,299

0,296

0,291

0,282

V2, м/с

1,77

2,09

2,40

2,71

3,03

3,34

3,65

3,97

4,28

4,59

D2

0,155

0,162

0,168

0,172

0,175

0,176

0,176

0,174

0,171

0,166

V3, м/с

3,01

3,55

4,08

4,61

5,14

5,67

6, 20

6,74

7,27

7,80

D3

0,091

0,095

0,099

0,101

0,103

0,104

0,103

0,102

0,100

0,097

V4, м/с

5,12

6,02

6,93

7,83

8,73

9,63

10,54

11,44

12,34

13,25

D4

0,053

0,056

0,058

0,059

0,060

0,060

0,060

0,059

0,057

0,055

V5, м/с

8,69

10,23

11,76

13,30

14,83

16,36

17,90

19,43

20,97

22,50

D5

0,030

0,032

0,032

0,033

0,033

0,032

0,031

0,030

0,029

0,027

По данным табл.2.2 построен график (см. приложение рис.3).

Чтобы определить по динамической характеристике возможность движения автомобиля без буксования ведущих колес, рассчитывается динамический фактор по сцеплению:

Dj= (G2m2j - Рw) /Gа, (2.7)

где Dj? динамический фактор по сцеплению.

Рассчитываем Dj?при j=0,2 и j=0,4 и данные заносим в табл.2.3.

Таблица 2.3

Динамический фактор по сцеплению

Параметры

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

Dц1 (0,2)

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

Dц1 (0,4)

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

Dц2 (0,2)

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

Dц2 (0,4)

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

Dц3 (0,2)

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,180

0,179

0,179

0,179

0,179

Dц3 (0,4)

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,360

0,359

0,359

0,359

0,359

Dц4 (0,2)

0,180

0,179

0,179

0,179

0,179

0,179

0,178

0,178

0,178

0,177

Dц4 (0,4)

0,360

0,359

0,359

0,359

0,359

0,359

0,358

0,358

0,358

0,357

Dц5 (0,2)

0,179

0,178

0,178

0,177

0,177

0,176

0,175

0,175

0,174

0,173

Dц5 (0,4)

0,359

0,358

0,358

0,357

0,357

0,356

0,355

0,355

0,354

0,353

j<D<Dj - условие безостановочного движения автомобиля.

2.4 Динамический паспорт автомобиля

D0=DGап/G0, (2.8)

где

D0 - динамический фактор ненагруженного автомобиля,

а0=а·D0/D; (2.9)

а и а0 - масштабы, отложенные по осям D и D0.

Результаты вычислений (2.8) занесены в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Динамический фактор ненагруженного автомобиля

Параметры

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

V1, м/с

1,04

1,23

1,41

1,60

1,78

1,97

2,15

2,34

2,52

2,70

D01

0,576

0,604

0,626

0,643

0,653

0,658

0,657

0,650

0,638

0,619

V2, м/с

1,77

2,09

2,40

2,71

3,03

3,34

3,65

3,97

4,28

4,59

D02

0,339

0,356

0,369

0,378

0,384

0,387

0,386

0,382

0,375

0,364

V3, м/с

3,01

3,55

4,08

4,61

5,14

5,67

6, 20

6,74

7,27

7,80

D03

0, 200

0, 209

0,217

0,222

0,226

0,227

0,227

0,224

0,219

0,213

V4, м/с

5,12

6,02

6,93

7,83

8,73

9,63

10,54

11,44

12,34

13,25

D04

0,117

0,122

0,126

0,129

0,131

0,131

0,131

0,129

0,125

0,121

V5, м/с

8,69

10,23

11,76

13,30

14,83

16,36

17,90

19,43

20,97

22,50

D05

0,067

0,069

0,071

0,072

0,071

0,071

0,069

0,066

0,063

0,058

Dj0= Gj0*j / G0а, (2.10)

где

Dj0 - динамический фактор для ненагруженного автомобиля,

Dj= Gj*j / Gа; (2.11)

Dj - динамический фактор для нагруженного автомобиля.

Таблица 2.5

Динамический паспорт автомобиля

ц

D0

D

0,1

0,060

0,090

0,2

0,120

0,180

0,3

0,180

0,270

0,4

0,240

0,360

0,5

0,300

0,450

0,6

0,360

0,540

0,7

0,420

0,630

По данным табл.2.2, 2.4 и 2.5 строится график (см. приложение рис.4).

2.5 Мощностная диаграмма движения автомобиля

Для анализа динамических качеств автомобиля наряду с уравнением силового баланса можно воспользоваться уравнением мощностного баланса:

Пmе*h=Пyw+ Пj (2.12)

где Пyy*V/1000 (2.13)

Пww*V/1000 (2.14)

Пjj*V/1000 (2.15)

Мощностная диаграмма движения автомобиля является графиком решения уравнения мощностного баланса. Для построения мощностной диаграммы используем данные табл.2.1. Составляющая мощностного баланса Пj находится для каждой передачи по уравнению:

Пjе*h- (Пyw). (2.16)

Результаты вычислений (2.12), (2.13), (2.14) и (2.16) занесены в табл. 2.6.

Таблица 2.6
Мощностной баланс автомобиля

Параметры,

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

кВт

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

Пе

68,72

84,75

101,03

117,18

132,85

147,67

161,28

173,31

183,41

191, 20

V1, м/с

1,04

1,23

1,41

1,60

1,78

1,97

2,15

2,34

2,52

2,70

Пm1

61,85

76,28

90,93

105,46

119,57

132,91

145,15

155,98

165,07

172,08

Пш1

4,710

5,543

6,377

7,211

8,046

8,883

9,720

10,559

11,399

12,241

Пw1

0,00

0,01

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Пj1

57,13

70,73

84,54

98,24

111,50

124,00

135,40

145,38

153,62

159,77

ПУ

4,71

5,55

6,39

7,22

8,06

8,91

9,75

10,60

11,45

12,31

V2, м/с

1,77

2,09

2,40

2,71

3,03

3,34

3,65

3,97

4,28

4,59

Пm2

61,85

76,28

90,93

105,46

119,57

132,91

145,15

155,98

165,07

172,08

Пш2

8,011

9,432

10,856

12,285

13,719

15,157

16,602

18,052

19,510

20,975

Пw2

0,02

0,03

0,05

0,07

0,09

0,12

0,16

0, 20

0,26

0,32

Пj2

53,82

66,82

80,02

93,11

105,76

117,63

128,39

137,73

145,30

150,79

ПУ

8,03

9,46

10,90

12,35

13,81

15,28

16,76

18,26

19,77

21,29

V3, м/с

3,01

3,55

4,08

4,61

5,14

5,67

6, 20

6,74

7,27

7,80

Пm3

61,85

76,28

90,93

105,46

119,57

132,91

145,15

155,98

165,07

172,08

Пш3

13,657

16,104

18,568

21,052

23,559

26,092

28,653

31,244

33,870

36,531

Пw3

0,09

0,15

0,22

0,32

0,45

0,60

0,78

1,00

1,26

1,56

Пj3

48,10

60,03

72,14

84,09

95,56

106,22

115,72

123,74

129,94

133,99

ПУ

13,75

16,25

18,79

21,37

24,00

26,69

29,44

32,25

35,13

38,09

V4, м/с

5,12

6,02

6,93

7,83

8,73

9,63

10,54

11,44

12,34

13,25

Пm4

61,85

76,28

90,93

105,46

119,57

132,91

145,15

155,98

165,07

172,08

Пш4

23,452

27,768

32,170

36,672

41,286

46,025

50,902

55,930

61,122

66,491

Пw4

0,44

0,72

1,09

1,57

2,18

2,93

3,84

4,91

6,17

7,63

Пj4

37,96

47,79

57,67

67,22

76,10

83,95

90,41

95,14

97,77

97,96

ПУ

23,89

28,48

33,26

38,25

43,47

48,96

54,74

60,84

67,29

74,12

V5, м/с

8,69

10,23

11,76

13,30

14,83

16,36

17,90

19,43

20,97

22,50

Пm5

61,85

76,28

90,93

105,46

119,57

132,91

145,15

155,98

165,07

172,08

Пш5

41,087

49, 206

57,749

66,778

76,357

86,549

97,417

109,026

121,438

134,717

Пw5

2,15

3,51

5,34

7,71

10,70

14,37

18,81

24,07

30,23

37,36

Пj5

18,61

23,56

27,84

30,98

32,51

31,98

28,93

22,89

13,40

0,00

ПУ

43,24

52,72

63,09

74,49

87,05

100,92

116,22

133,09

151,67

172,08

По данным табл.2.6 построены графики (см. приложение рис.5 и 6).

2.6 Ускорение при разгоне автомобиля

Для оценки динамики разгона наиболее часто используют зависимость ускорения от скорости движения по передачам, а также значения пути и времени разгона в интервале скоростей.

График ускорения строится на основании имеющейся динамической характеристике:

j= (D-ш) *g/др (2.17)

Ускорение при разгоне рассчитывается для горизонтальной дороги с малым сопротивлением движению при условии максимального использования мощности и отсутствия буксования.

Коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля:

др=1+у??Uk22, (2.18)

где у?=gJmuо2з/ (Gатk2); (2.19)

у2=gУJk/ (Gатk2); (2.20)

УJk=Jk1+Jk2; (2.21)

Jk1=z1Jk; (2.22)

Jk2=1,1z2Jk; (2.23)

z1 - количество ведомых колёс;

z2 - количество ведущих колёс.

Jk1=2*44.8=89.6;

Jk2=1,1*8*44.8=394.2;

УJk=89.6+394.2=483.8;

у?=9,81*2,5*5,962*0,9/ (225250*0.612) =0.00936;

у2=9,8*483.8/ (225250*0.612) =0.05657.

Результаты вычислений (2.17) занесены в табл.2.7.

Таблица 2.7

Ускорение при разгоне автомобиля

Параметры

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

V1, м/с

1,045

1,229

1,414

1,598

1,782

1,967

2,151

2,336

2,520

2,704

J1, м/с^2

1,358

1,431

1,489

1,532

1,559

1,572

1,569

1,552

1,519

1,471

1/J1

0,736

0,699

0,672

0,653

0,641

0,636

0,637

0,645

0,658

0,680

V2, м/с

1,775

2,088

2,401

2,714

3,027

3,340

3,653

3,967

4,280

4,593

J2, м/с3

0,980

1,037

1,082

1,115

1,137

1,147

1,144

1,130

1,104

1,067

1/J2

1,021

0,964

0,924

0,896

0,880

0,872

0,874

0,885

0,905

0,938

V3, м/с

3,014

3,546

4,078

4,609

5,141

5,673

6, 205

6,737

7,269

7,800

J3, м/с^4

0,556

0,594

0,623

0,645

0,659

0,665

0,663

0,653

0,635

0,609

1/J3

1,798

1,684

1,604

1,550

1,518

1,504

1,509

1,532

1,576

1,643

V4, м/с

5,119

6,022

6,925

7,828

8,732

9,635

10,538

11,442

12,345

13,248

J4, м/с^5

0,241

0,263

0,280

0,292

0,299

0,301

0,298

0,290

0,276

0,258

1/J4

4,144

3,796

3,565

3,419

3,340

3,320

3,355

3,451

3,618

3,876

V5, м/с

8,693

10,227

11,761

13,295

14,830

16,364

17,898

19,432

20,966

22,500

J5, м/с^6

0,036

0,046

0,053

0,056

0,055

0,051

0,044

0,033

0,018

0,000

1/J5

27,861

21,723

18,996

17,947

18,095

19,502

22,854

30,578

55, 194

?

По данным табл. 2.7 построены графики (см. приложение рис. 7 и 8).

2.7 Определение времени разгона автомобиля

Время разгона считается по уравнению:

v1

t= ? 1/jdV (2.24)

v2

или

t= (V2-V1) /jср, (2.25)

где V1 - начальная скорость разгона,

V2 - конечная скорость разгона,

Jср - среднее значение ускорения в интервале скоростей V1 и V2.

Результаты вычислений (2.25) занесены в табл. 2.8.

2.8 Определение пути разгона автомобиля

t2

S= ? Vdt; (2.26)

t1

S=Vср (t2-t1), (2.27)

где t1 - время начала разгона;

t2 - время окончания разгона;

Vср - средняя скорость за время (t2-t1).

Результаты вычислений (2.27) занесены в табл. 2.8.

Таблица 2.8

Время и путь разгона

V1

1,04

1,23

1,41

1,60

1,78

1,97

2,15

2,34

2,52

2,70

ДV

1,04

0,18

0,18

0,18

0,18

0,18

0,18

0,18

0,18

0,18

Vср1

0,52

1,14

1,32

1,51

1,69

1,87

2,06

2,24

2,43

2,61

Jср1

0,68

1,39

1,46

1,51

1,55

1,57

1,57

1,56

1,54

1,49

Дt1

1,54

0,13

0,13

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

t1

1,54

1,67

1,80

1,92

2,04

2,16

2,27

2,39

2,51

2,64

ДS1

0,80

0,15

0,17

0,18

0, 20

0,22

0,24

0,27

0,29

0,32

S1

0,80

0,95

1,12

1,30

1,51

1,73

1,97

2,23

2,53

2,85

V2

2,70

3,65

3,97

4,28

4,59

ДV

0,95

0,31

0,31

0,31

Vср2

3,18

3,81

4,12

4,44

Jср2

1,15

1,14

1,12

1,09

Дt2

0,83

0,28

0,28

0,29

t2

2,64

3,46

3,74

4,02

4,31

ДS2

2,63

1,05

1,16

1,28

S2

2,85

5,48

6,53

7,69

8,97

V3

4,59

6, 20

6,74

7,27

7,80

ДV

1,61

0,53

0,53

0,53

Vср3

5,40

6,47

7,00

7,53

Jср3

0,66

0,66

0,64

0,62

Дt3

2,43

0,81

0,83

0,86

t3

4,31

6,74

7,55

8,37

9,23

ДS3

13,11

5,23

5,79

6,45

S3

8,97

22,08

27,31

33,10

39,54

V4

7,80

10,54

11,44

12,34

13,25

ДV

2,74

0,90

0,90

0,90

Vср4

9,17

10,99

11,89

12,80

Jср4

0,30

0,29

0,28

0,27

Дt4

9,14

3,07

3, 19

3,38

t4

9,23

18,36

21,44

24,63

28,01

ДS4

83,78

33,78

37,95

43,26

S4

39,54

123,33

157,10

195,05

238,31

V5

13,25

17,90

19,43

20,97

22,50

ДV

4,65

1,53

1,53

1,53

Vср5

15,57

18,66

20, 20

21,73

Jср5

0,05

0,04

0,03

0,01

Дt5

97,85

40,13

60,37

169,34

t5

28,01

125,86

165,99

226,36

395,71

ДS5

1523,86

748,98

1219,44

3680,36

S5

238,31

1762,17

2511,15

3730,60

7410,96

По данным табл. 2.8 построен график (см. приложение рис. 9).

3. Показатели топливной экономичности автомобиля

Автомобильный транспорт потребляет большое количество топлива, стоимость которого составляет 10-15% всех затрат на автомобильные перевозки. Расход топлива зависит от конструкции автомобиля и его технического состояния, а также от дорожных и климатических условий, квалификации водителя и организации транспортного процесса. Наиболее полно экономические качества автомобиля оцениваются топливно-экономической характеристикой, представляющей собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения. При выполнении курсовой работы путевой расход топлива для установившегося движения:

qп=gеyw) / (Vrmh), (3.1)

где rm - плотность топлива, rm=0,86 кг/л. Удельный эффективный расход топлива gе зависит от частоты вращения коленчатого вала пе и степени использования мощности двигателя И, равной отношению мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности которую развивает двигатель на ведущих колесах при той же скорости и полной отдаче топлива:

И= (Пyw) / (Пеh). (3.2)

Удельный эффективный расход топлива gе и другими членами уравнения расхода топлива исключает возможность его точного решения, поэтому gп определяют с помощью графо-аналитических методов или, используя эмпирические формулы.

gе= gПKиКоб (3.3)

где Ки - коэффициент, учитывающий изменение gе в зависимости от степени использования мощности И;

Коб - коэффициент, учитывающий изменение gе в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя пе;

gП - удельный эффективный расход топлива при Пmаx.

gП =1,1* gПmiп,

gПmiп=0,25 кг/кВт*ч,

gП =1,1* 0,25=0,275.

Для определения расхода топлива при заданной скорости движения автомобиля необходимо найти отношение пе/пп и по графику определить значение Коб. Вычислив величины Пw и Пy?? подсчитывается степень использования мощности И, после чего по графику определяется значение Ки. Зная Коб и Ки, можно определить gе, затем по уравнению расхода топлива - путевой расход gп. Вычисления необходимо произвести для дороги с асфальтированным покрытием и грунтовой.

Результаты вычислений (3.1), (3.2) и (3.3) занесены в табл. 3.1

Таблица 3.1.

Топливно-экономическая характеристика автомобиля.

Параметры

Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с

85

100

115

130

145

160

175

190

205

220

пе/пП

0,4

0,5

0,5

0,6

0,7

0,7

0,8

0,9

0,9

1,0

Kоб

1,165

1,1

1,048

1

0,97

0,955

0,955

0,965

1

1,04

ш =

0,02

V5

8,693

10,227

11,761

13,295

14,830

16,364

17,898

19,432

20,966

22,500

И

0,668

0,650

0,641

0,641

0,648

0,663

0,685

0,716

0,755

0,806

Ки

0,85

0,92

0,93

0,9

0,85

0,8

0,77

0,78

0,76

0,96

0,272

0,278

0,268

0,248

0,227

0,210

0, 202

0, 207

0, 209

0,275

qп

46,451

48,422

47,698

45,166

42,528

40,591

40,320

42,667

44,605

60,753

ш =

0,05

V4

5,12

6,02

6,93

7,83

8,73

9,63

10,54

11,44

12,34

13,25

И

0,939

0,899

0,870

0,851

0,841

0,839

0,844

0,858

0,880

0,911

Ки

0,940

0,896

0,865

0,846

0,836

0,834

0,839

0,852

0,875

0,910

0,301

0,271

0,249

0,233

0,223

0,219

0,220

0,226

0,241

0,260

qп

124,380

112,837

104,804

98,860

95,924

95,444

97,406

101,495

109,742

120,665

По данным табл. 3.1 построен график (см. приложение рис. 10).

4. Определение динамических качеств автомобиля при торможении

Тяговые и тормозные свойства автомобиля тесно связаны между собой. Чем выше средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства.

На эффективность торможения, кроме действий водителя влияют конструкция и техническое состояние автомобиля, тип и состояние дороги, атмосферные условия и т.п. Действие этих факторов наиболее полно учитывается следующими основными измерителями тормозных свойств автомобиля: максимальным замедлением при торможении tтор, тормозным путем Sтор. Эти измерители можно получить, решая уравнение движения автомобиля при торможении с отключением двигателя от трансмиссии:

Рторшj=0. (4.1)

Если принять, что Ртор=G*j; Рj= (G/g) *jтор, сопротивление движению по сравнению с тормозными силами мало, то максимальное замедление можно найти из выражения:

jmор=g*j. (4.2)

Время торможения до остановки находится при интегрировании уравнения замедления автомобиля:

tmор=Vн/gj?,??????????????????????????????????????????????? ?4?3?

где Vн - скорость автомобиля в момент начала торможения.

Путь торможения до остановки можно найти при интегрировании уравнения времени торможения:

Smор= Vн2/2 gj?. ???????????????????????????????????????????? ?4?4?

Результаты вычислений (4.2), (4.3) и (4.4) занесены в табл.4.1.

Таблица 4.1

Тормозные свойства автомобиля.

Параметры

Начальная скорость торможения Vн, м/с

9

10

12

13

15

16

18

19

21

23

ц=

0,6

j, м/с2=

5,88

t, с

1,5

1,7

2,0

2,3

2,5

2,8

3,0

3,3

3,6

3,8

s, м

6,4

8,9

11,8

15,0

18,7

22,8

27,2

32,1

37,4

43,0

ц=

0,4

j, м/с2=

3,92

t, с

2,2

2,6

3,0

3,4

3,8

4,2

4,6

5,0

5,3

5,7

s, м

9,6

13,3

17,6

22,5

28,1

34,2

40,9

48,2

56,1

64,6

По данным табл. 4.1 построен график (см. приложение рис. 11).

тяговый расчет автомобиль топливо

Заключение

В данной курсовой работе был приведен расчет тяговых свойств автомобиля, его скоростных качеств, а также топливной экономичности и динамических качеств. Полученные результаты были сравнены с автомобилями современного автопарка. За прототип рассчитываемого автомобиля был принят КрАЗ-257Б1.

Расчетные данные

Данные модели

Vmаx, км/ч

22,50

18,80

qп, л/100км

40,6

38,00

u0

5,964

6,35

u1

8,320

7,97

u2

4,899

5,06

u3

2,884

2,92

u4

1,698

1,52

u5

1,000

1

Пе, кВт

191,2

176,50

Ме, Нм

923,0

882,60

Вывод: рассчитываемый автомобиль имеет такую же грузоподъемность, что и прототип. Топливная экономичность рассчитываемого автомобиля немного хуже в связи с чуть большим расходом топлива. Максимальная мощность и крутящий момент больше, чем у прототипа.

Библиографический список

1. Краткий автомобильный справочник. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1984. - 220с., ил., табл.

2. Рождественский Ю.В., Волченко Г.Н. Эксплуатационные свойства автомобиля. Учебное пособие. - Челябинск: ЮУрГУ, 2000. - 26 с.

3. Оформление пояснительной записки и графической части курсового и дипломного проектирования / Составители: М.К. Ахтямов, А.А. Блюденов - Челябинск: ЧГТУ, 1989. - 86 с.

Приложения

Приложение А

Рисунок 4 - Динамический паспорт автомобиля

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение основных параметров автомобиля, двигателя и трансмиссии. Оптимизация мощности двигателя и количества ступеней коробки передач, а также передаточных чисел коробки передач. Характеристики тягово-скоростных свойств и топливной экономичности.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 21.12.2013

  • Оценка тягово-скоростных свойств двигателя внутреннего сгорания. Уравнение движения автомобиля, определение его массы и передаточных чисел коробки передач. Расчет и практическое использование мощностной, топливной, динамической характеристик автомобиля.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 30.03.2013

  • Тягово-динамический расчет автомобиля. Определение динамических показателей, мощностного баланса автомобиля. Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива. Расчет лобового сопротивления. Динамическая характеристика автомобиля.

    курсовая работа [38,8 K], добавлен 26.11.2009

  • Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел главной передачи и коробки передач. Оценка приемистости автомобиля. Разработка кинематической схемы трансмиссии. Определение модуля шестерен коробки передач.

    курсовая работа [303,8 K], добавлен 13.06.2014

  • Тягово-динамические характеристики автомобилей, анализ влияния на них конструктивных параметров. Тягово-скоростной и топливно-экономический расчет автомобиля КамАЗ. Определение эффективных мощности и крутящего момента. График ускорений автомобиля.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2014

  • Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля. Определение полной массы автомобиля и распределение ее по осям. Расчет координат центра тяжести. Динамическая характеристика и определение времени разгона. Расчет основных параметров сцепления.

    курсовая работа [404,0 K], добавлен 20.01.2013

  • Расчёт мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля. Подбор передаточных чисел коробки передач. Тяговый баланс автомобиля. Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя. Построение динамической характеристики автомобиля.

    курсовая работа [236,2 K], добавлен 12.02.2015

  • Анализ и оценка основных тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-2105, выбор его характеристик и их практическое использование. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Топливная экономичность автомобиля.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.02.2010

  • 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

  • Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-21093 (параметры автомобиля). Определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 01.03.2010

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.