Тяговый расчёт трактора и динамический расчёт автомобиля

Кабинет министров Украины

ЮФ «КАТУ» НАУ

Механический факультет

Курсовой проект по основам расчёта и анализу работы тракторов и автомобилей

ТЕМА: Тяговый расчёт трактора и динамический расчёт автомобиля

Выполнил: студент Антонович Ю.А.

Проверил: Машков А.М.

Симферополь 2005г.

Задание на курсовой проект

1.Усилие на крюке 38 кН

2.Коффициент сопротивления качению 0,03

3.Скорость соответствующая номинальному тяговому усилию 1,85м/с. * 3,6

4.Максимальная скорость движения автомобиля 69 км/час

5.Приведенный коэффициент дорожного сопротивления минимальный 0,028

6.Приведенный коэффициент дорожного сопротивления максимальный 0,115(0,03)

7.Коэффициент загрузки автомобиля 0,51

8.Масса перевозимого груза в тоннах 2,780 тонн

Выбранный трактор: Т-150

Выбранный автомобиль: Газ-53

Содержание

Введение

I часть. Тракторы

1.1 Тяговый расчет трактора

1.1.1 Эксплуатационная масса

1.1.2. Расчет номинальной мощности

1.1.3. Тяговый диапазон

1.1.4. Расчет основных рабочих скоростей трактора

1.1.5. Расчет передаточных чисел трансмиссии и КПП

1.1.6. Энергонасыщенность и удельная масса трактора

1.2. Расчет и построение регуляторной характеристики дизеля

1.2.1. Регуляторная характеристика на различных скоростных режимах

1.2.2. Регуляторная характеристика на различных нагрузочных режимах

1.3. Расчёт и построение теоретической тяговой характеристики

1.3.1. Построение регуляторной характеристики в функции от крутящего момента

1.3.2. Построение тяговой характеристики трактора

II часть. Автомобили

2.1.Расчёт требуемой мощности двигателя

2.2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

2.3. Определение передаточного числа главной передачи

2.4. Передаточные числа коробки передач

2.5. Расчет и построение динамической характеристики автомобиля

2.6. Определение времени разгона автомобиля

2.7. Определение пути разгона автомобиля

2.8. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля

Вывод

Литература

Введение

Одной из важнейших народнохозяйственных задач, поставленных перед работниками АПК страны, является неуклoннoe повышение технического уровня, качества и особенно надежности тракторов и другой сельскохозяйственной техники.

Состояние и использование мобильной энергетики в сельском хозяйстве в значительной степени влияет на ход выполнения продовольственной про граммы, благосостояние нашего народа. Поэтому инженерам-механикам сельскохозяйственного производства необходимы прочие знания теории тракторов и автомобилей, анализа их работы.

В тяговом расчете обобщается материал общей и тяговой динамики, топливной экономичности трактора, определяются его тягово-скоростные показатели в заданных условиях эксплуатации, его производительность, экономичность, оптимальность агрегатирования с сельскохозяйственными машинами.

Целью динамического расчета автомобиля является определение основных динамических параметров обеспечивающих наибольшую эффективности его использования при допустимой экономичности.

1 часть. Тракторы

1.1 Тяговый расчёт трактора

Эффективность использования трактора оценивается его производительностью в агрегате с сельскохозяйственной машиной топливной экономичностью. Для этого в тяговом расчете определяют основные параметры трактора: эксплуатационную мacсy- m, номинальную мощность- N_м ,тяговый диапазон- , скорости на различных передачах- V_м , передаточные числа трансмиссии- i_тр. ,часовой- G_т и удельный крюковой- g_кр , расходы топлива.

1.1.1 Эксплуатационная масса

Масса трактора оказывает существенное влияние на тяговую динамику, характеризует его сцепные качества, нагрузку на почву, потери от буксования и передвижения. Различают конструктивную массу- m_к , и эксплуатационную- m_э .Последняя отличается от первой учетом массы заправочных материалов и трактора

_э =(1,07…1,1)

Эксплуатационная масса выбирается таким образом, чтобы при работе с номинальной силой тяги на крюке в определенных почвенных условиях буксования ведущих органов не превышало допустимого значения- , т.е. из условия:

(1)

откуда , -

кг,

где, -номинальная сила тяги трактора данного масса, Н;

-коэффициент использования сцепного веса при допустимом буксовании, принимают 0,55…0,65 ;

-коэффициент нагрузки ведущих колёс, для 4х2 - 0,8 ;

для 4х4, и гусеничных -1 ;

f -коэффициент сопротивления качению, для колесных тракторов - 0,I2, для. гусеничных - 0,08;

-ускорение свободного падения (9,81)

1.1.2 Расчет номинальной мощности

Расчет номинальной мощности двигателя производится с учетом номинального тягового усилия трактора, силы сопротивления качения, скорости движения, потерь на трение в трансмиссии и необходимого запаса мощности

(2)

Н,

кВт,

где -сила сопротивления качению, Н;

-скорость движения на нишей (первой) передаче, км/ч;

-коэффициент эксплуатационной нагрузки ДВС - 0,85;

-к.п.д. трансмиссии, составляет 0,85.. .0,93.

где -к.п.д. цилиндрической пары, принимается 0,985:

-к.п.д. конической пары, принимается 0,975;

-число цилиндрических и конических пар шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче;

-к.п.д. работы ДВС на холостом ходу, составляет 0,96.

1.1.3 Тяговый диапазон

Диапазон тяги трактора на основных передачах должен охватить всю сумму нагрузок в соответствии с агротехническими требованиями к трактору данного класса

(3)

где -коэффициент расширения тяговой зоны, принимается 1,3 ;

-номинальная сила тяги трактора предыдущего класса.

Минимальная сила тяги, развиваемая трактором на высшей передаче

(4)

1.1.4 Расчёт основных рабочих скоростей трактора

Диапазон основных рабочих скоростей характеризуется

(5)

где -число основных передач;

-коэффициент допустимой минимальной загрузки двигателя, принимается 0,85.

Основной ряд передач трактора строится по принципу геометрической прогрессии,

(6)

Определив знаменатель, находят остальные скорости :

, и т.д.

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

Особо низкие технологические 0,8…1,2 км/час и транспортные 16…32 км/ч скорости назначаются в соответствии с агротехническими и эксплуатационными условиями.

1.1.5 Расчет передаточных чисел трансмиссии и КПП

Передаточное число трансмиссии колёсного трактора на первой передаче определяется по формуле:

, (7)

где -номинальная частота вращения коленчатого вала, мин^-1 ;

-радиус качения ведущей звёздочки

; м (9) (10)

где - число активно действующих зубьев за один оборот шт;

- длина звена гусеницы, м. Выбирается по таблице [П6.стр 36 Литература 1]

Остальные передаточные числа трансмиссии определяются

, и т.д. (11)

Зная расчетные общие передаточные числа трансмиссии на

каждой передаче -i₀ и передаточные числа шестерен с постоянным зацеплением трактора прототипа по таблице [П5. стр 36 Литература 1] -i₀ , определяют передаточные числа коробки перемены передач

, и т.д. (12)

где - передаточное число шестерён с постоянным зацеплением трактора - прототипа

(13)

где - передаточное число главной передачи;

- передаточное число конечной передачи.

1.1.6 Энергонасыщенность и удельная масса трактора

Энергонасыщенность и удельная масса трактора характеризуют уровень технического совершенства конструкции.

Энергонасыщенность характеризуется отношением номинальной мощности двигателя к эксплуатационной массе трактора

; (14)

кг; 6,7 тонн

кВт/кг = 10 кВт/т

По мере совершенствования конструкций тракторов энергонасыщенность увеличивается, а удельная масса снижается.

1.2 Расчет и построение регуляторной характеристики дизеля

Тракторные и автомобильные двигатели работают в условиях переменных нагрузок. Постоянство скоростного режима при меняющихся сопротивлениях создается регулятором.

С помощью регуляторной характеристики оценивается экономичность и эффективность режимов работы двигателя на регуляторе.

Регуляторная характеристика показывает изменение эффективной мощности частоты вращения коленчатого вала, крутящего момента, удельного и часового расхода топлива в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

1.2.1 Регуляторная характеристика на различных скоростных режимах

Рассмотрим графоаналитический метод построения регуляторной характеристики тракторного две, согласно которому зависимости ее безрегуляторной части выражаются эмпирическими формулами, а основные зависимости регуляторной части строятся графическим путем по двум известным значениям.

I. Текущие значения мощности двигателя на 6езрегуляторной ветви определяют, задаваясь различными значениями частоты вращения коленчатого вала в процентах - 100,60,40,20 от номинального значения по следующей эмпирической зависимости:

, кВт (16)

n_H = n_e1 =100% (2000 мин^-1)

n_e2 = 80% (1600 мин^-1)

n_e3 = 60% (1400 мин^-1)

n_e4 = 40% (800 мин^-1)

n_e5 = 20% (400 мин^-1)

где n_е,n_н - текущее и номинальное значение частоты вращения коленвала двигателя;

Cr=O,5; C2=1,5; - для дизелей с непосредственным впрыском; С1=0,7; С2=1,3 - для дизелей с вихревой камерой.

На безрегуляторной ветви характеристики N_е изменяется по закону прямой линии от N_е=0 до N_{е мах}

2.Для определения N_е=0 определяют частоту вращения коленвала двигателя на холостом ходу

, мин^-1 (17)

где - коэффициент неравномерности регулятора - 0,07…0,08.

3. Определяют крутящий момент

, Н_м

(18)

где -угловая скорость соответствующая мощности N_ei

4.Определяют максимальный часовой расход топлива по удельному расходу g_ен при номинальной мощности

, кг/ч (19)

кг

Холостого хода = кг/ч

Для холостого хода G_тх= (0,25…0,30) G_{т мах}. Промежуточные точки регуляторной ветви принимают по закону прямой линии.

5. По часовому расходу топлива и соответствующей мощности на регуляторном участке определяют удельный расход топлива

, г/(кВт.ч) (20)

г.кВт/ч

а₁=5,1 в₁=7,78 с₁=3,68 [стр 77 Литература 2]

г/(кВт.ч)

г/(кВт.ч)

г/(кВт.ч)

г/(кВт.ч)

6.По удельному расходу топлива на безрегуляторной ветви определяют соответствующий часовой расход топлива

, кг/ч (21)

кг

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

Результаты расчетов показателей работы двигателя заносят в сводную таблицу 1 для построения регуляторной характеристики.

Таблица 1

n , мин-1	Nе , кВт	Мкр , Нм	Gт , кг/ч	Gк,г/(кВт.ч)
2000	115	Номинал. 549,4	30	259
1600	95,03	Максимал.567,6	24,6	252
1200	70,4	560,5	18,2	279
800	41,3	493,4	10,6	269
400	23,7	418,8	6	193

По расчетным данным строят регуляторную характеристику в функции от частоты вращения коленчатого вала. Лист 1, График 1

1.2.2 Регуляторная характеристика на различных нагрузочных режимах

Более полное представление о показателях работы двигателя в регуляторной зоне даёт регуляторная характеристика, построенная по тем же данным, в функции от эффективной мощности. По ней производится оценка работы комплекса сельскохозяйственных машин с данным типом трактора. Лист1, График 2

Для повышения эффективности работы необходимо стремиться к более полной загрузке ДВС в регуляторной зоне.

1.3 Расчет и построение теоретической тяговой характеристики

Теоретической тяговой характеристикой (ТТХ) трактора называют зависимость его основных тягово-скоростных и топливноэкономических показателей от тяговой нагрузки, опpeделённую расчетным путем представленную в графической форме Лист1, График 4

Нижняя часть ТТХ имеет вспомогательное значение, служит для нанесения основных исходных параметров тракторного ДВC и представляет собой регуляторную характеристику двигателя. построенную в функции от крутящего момента. В верхней части строится зависимость изменения основных эксплуатационных показателей трактора: буксования, скоростей движения, тяговой мощности, часового и удельного расходов топлива, тягового к.п.д. от нагрузки на крюке для заданных почвенных условий при установившемся горизонтальном движении.

Построение ТТХ проводится графоаналитическим методом.

1.3.1 Построение регуляторной характеристики двигателя в функции от крутящего момента

1. От начала координат 0¹ по оси абсцисс принятом масштабе откладывается номинальная и максимальная касательные силы тяги для каждой передачи

(22)

= 54,6 кН

= 28,27кН

= 42,9 кН

= 26,5 кН

(23)

= 57,9 кН

= 34,9 кН

= 44,4 кН

= 27,4 кН

где значения М_к берутся по таблице 2.

2. Ниже по оси абсцисс проводятся ей параллельно масшта6ные шкалы крутящих моментов М_к по числу основных передач. Учитывая, что касательная сила тяги трактора прямо пропорциональны крутящему моменту его двигателя, сносим по вертикали на масштабные шкалы M_к значения номинальных и максимальных касательных сил соответственно по передачам. Лист1, График 3

3. Вниз по оси ординат наносятся масштабные шкалы эффективной мощности Н. , часового расхода топлива G_т и частоты вращения коленчатого вала двигателя n_g таким образом, чтобы графики в регуляторной зоне не пересекались.

4. Из начала координат 0¹ проводится пучок прямых N_e по числу передач таким образом, чтобы их вершины лежали на пересечении горизонтали ордината которой в принятом масштабе равна номинальной мощности N_H , и Вертикалей, а6циссы которых cooтветствуют номинальным крутящим моментам двигателя этих пepeдач.

5. Из ординаты соответствующей значению G_тх в принятом масштабе, проводится пучок прямых G_т по числу передач таким же образом, чтобы их вершины лежали на пересечении горизонтали, ордината которой соответствует М_кн этих передач.

6. Из ординаты, соответствующей в масштабе частоте вращения коленвала на холостом ходу аналогично проводится пучок прямых по числу передач до пересечения горизонтали, ордината которой соответствует значению n_н , с вертикали, абсциссы которых соответствуют М_км по передачам . Таким же образом строится N_е, G_т, n_g регуляторной зоне.

7. Кривые расположенные в регуляторной зоне в пределах от М_км до М_кмах для каждой передачи строятся от точек перегиба (вершин прямых построенных пучков) по расчетным точкам регуляторной характеристики (табл.2) и заканчиваются на пересечении вертикалей, проведенными через а6циссы М_кмах по передачам и горизонталям, проведенными через ординаты, соответствующими значениям N_е, G_то, n_о (соответствующим М_кмах по табл 2) Таким же образом строятся безрегуляторные ветви характеристики.

1.3.2 Построение тяговой характеристики трактора

1. По оси абсцисс от начала координат 0₁ откладываем отрезок 0^/0=Р_f - силе сопротивления качению

Н (24)

Полученная точка 0 будет являться началом координат непосредственно тяговой характеристики. По оси а6цисс в масштабе от начала ординат 0 откладывается сила тяги на крюке трактора

ё (25)

По оси opдинат вверх откладываются в масштабе искомые показатели : буксование движителя, скорости движения , скорости движения V, тяговые мощности на крюке N_кр удельный расход топлива по передачам g_кр, тяговый к.п.д. .

2. В начале в верхней части ТТХ строится график кривой буксования по аналогии с экспериментальными кривыми, полученными при тяговых испытаниях тракторов этого класса в близких к заданным почвенных условиях или по следующей эмпирической зависимости:

(26)

гдe а,в,с . безразмерные эмпирические коэффициенты, зависящие от типа трактора. Для колесных тракторов а=0,013; B=0,I3. для гусеничных тракторов а=0,04;в=0,4. Для всех с=8.

Р - относительная сила тяги на крюке.

(27)

где - коэффициент использования сцепного веса, выбирается по таблице [П7.стр 37-38 Литература 1] в зависимости почвы.

3. Для каждой заданной передачи определяют теоретическую скорость на холостом ходу ( Р_кр=0)

, км/ч (28)

где значения n_g, берутся из нижней части графика регуляторной характеристики.

Зная величину буксования определяют рабочие скорости движения на каждой передаче

, км/ч (29)

\

4. Определяют тяговую мощность для каждой передачи трактора

, кВт (30)

5. Для оценки топливной экономичности трактора в зависимости от нагрузки на крюке определяется удельный расход топлива

, г/(кВт.ч) (31)

Для 1-й передачи:

Дальнейшие вычисления по аналогии, результаты приведены в таблице 2, где G_тi - часовой расход топлива, берется из нижней части графика регуляторной характеристики,

6. По построенной тяговой характеристике определяется тяговый к.п.д.

, (32)

Дальнейшие вычисления по аналогии, результаты приведены в таблице 2, где N_кр -тяговая мощность в выбранной точке.

N_е - эффективная мощность, развиваемая при этом Д.В.С.

Полученные значения тягового к.п.д. сравнивают с значениями, определенными по формуле:

Проверка

, (33)

при отсутствии ошибок и аккуратном выполнении графических работ результаты расчетов по обоим методам не должны различаться более чем на 5%.

Расчетные данные для построения теоретической тяговой характеристики трактора заносятся в таблицу 2

Таблица 2

Основная передача	Расчётная точка	Ne кВт	Ng мин-1	Gт кг/ч	Pк кН	Pкр кН	Vрi км/ч	Nкр кВт	gкр г/кВт.ч	%	тяг
I	1(Н) 2(мах)	115 95,03	2000 1600	30 24,6	54,6 57,9	52,31 55,76	6,6 6,4	96 99,14	312,5 248,1	7,1 9	0,83 1,04	0,77
II	1(Н) 2(мах)	115 95,03	2000 1600	30 24,6	49,2 45,6	40,76 43,42	8,74 8,70	98,9 104,9	303,3 234,5	2,8 3,3	0,86 1,10	0,8
III	1(Н) 2(мах)	115 95,03	2000 1600	30 24,6	28,27 36	26,08 33,72	11,4 11,2	82,6 104,91	309 234,4	1,5 2,0	0,71 1,10	0,75
IV	1(Н) 2(мах)	115 95,03	2000 1600	30 24,6	26,5 28	24,31 25,95	14,09 14	95,15 100,9	315,2 243,8	1,4 1,4	0,82 1,06	0,78

II часть. Автомобили

В тягово-динамическом расчете автомобиля определяют основные параметры его работы:

1. Мощность двигателя и характер изменения на внешней скоростной

характеристике - N_е

2. Передаточное число главной передачи -i₀ .

3. Передаточные числа в коробке передач - i_k

4. Время t и путь S разгона автомобиля.

5.Часовой G_т, удельный g_e и на 100 км Q_л - расходы топлива.

Параметры, не указанные в исходных данных и требуемые

для расчета, берутся по технической характеристике прототипа в таблице П3.

2.1 Расчет требуемой мощности двигателя

Мощность двигателя должна быть достаточной для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью V_мах при полном использовании грузоподъемности автомобиля в заданных дорожных условиях:

, кВт (34)

кВт

Где G₀- вес автомобиля, Н; G_г - грузоподъемность автомобиля, Н;

- приведенный коэффициент дорожного сопротивления.

- коэффициент аэродинамического сопротивления, для грузовых автомобилей 0,60...0,75 кг/м³;

- коэффициент формы автомобиля, для грузовых 1,05...1,10;

- площадь лобовой поверхности автомобиля.

, м² (35)

м²

Где -колея передних колёс автомобиля, м;

-наибольшая высота автомобиля, м;

-к.п.д. трансмиссии, для режима максимальной скорости по прямой передаче принимают 0,85...0,90.

Для обеспечения необходимого динамического фактора максимальную мощность двигателя принимают

, кВт (36)

кВт

Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной мощности определяется

, мин^-1 (37)

об/мин

где - коэффициент оборотности двигателя; для грузовых автомобилей принимают 30...40, в соответствии с прототипом и расчетной максимальной мощности двигателя.

2.2 Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для карбюраторных четырехтактных ДВС внешняя скоростная характеристика может быть определена и построена, с некоторой погрешностью, на основании следующих данных:

Таблица 3

n, %	20	40	60	80	100	120
n,мин-1	552	1104	1656	2208	2760	3312
Ne,%	20	50	73	92	100	92
Ne,кВт	11,1	27,8	40,5	51,16	55,61	51,16

Значения крутящего момента двигателя в зависимости от частоты вращения вала определяют

, Нм (38)

Нм

Нм

Нм

Нм

Нм

Нм

где , - угловая частота вращения.

Удельный расход топлива определяется по следующим зависимостям:

Таблица 4

n, %	20	40	60	80	100	120
n,мин-1	552	1104	1656	2208	2760	3312
ge,%	110	100	95	95	100	115
ge,г/(кВт.ч)	335,5	305	289,8	289,8	305	350,8

За 100% удельного расхода топлива при 100% n_N для карбюраторных ДВС со степенью сжатия 6,5...7,0 принимается 305…325 г/(кВт.ч.); для дизельных с непосредственным впрыском топлива 245…250 г/(кВт.ч.).

Часовой расход топлива в зависимости от скоростного режима определяется режим определяется

, кг/ч (39)

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

Для построения внешней скоростной характеристики все данные сводятся в таблицу 5

Таблица 5

n, %	20	40	60	80	100	120
n,мин-1	552	1104	1656	2208	2760	3312
Ne,кВт	11,1	27,8	40,5	51,16	55,61	51,16
МК, Нм	192,1	240,5	233,6	221,3	192,5	147,5
ge,г/(кВт.ч)	335,5	305	289,8	289,8	305	350,8
GT, кг/ч	3,72	8,47	11,73	14,82	16,96	17,94

Для построения по оси абсцисс откладываются значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в принятом масштабе, а по оси ординат значения эффективных показателей работы ДВС таким образом, чтобы полученные кривые сильно не пересекались. Лист1, График 3

2.3 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля на прямой передаче ()

(40)

где - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости;

-расчетный радиус ведущих колес

, м (41)

м

где - коэффициент деформации шин, для шин грузовых автомобилей принимается 0,930...0,935.

- радиус шины в свободном состоянии

, м (42)

м

где d - диаметр обода колеса в дюймах;

- ширина профиля шины в дюймах;

Маркировка и размер шин для грузовых автомобилей, применяющихся в сельском хозяйстве приведена в таблице П.8

2.4 Передаточные числа коробки передач

Передаточное число низшей передачи определяется исходя из условий преодоления наибольшего дорожного сопротивления движению автомобиля, т.е. из условия обеспечения максимой силы

, (43)

Откуда ,

где - полный вес автомобиля, Н

- приведенный максимальный коэффициент дорожного сопротивления.

Передаточные числа остальных передач определяются

и т.д. (44)

где - знаменатель геометрической прогрессии

(45)

где - число передач; - передаточное число высшей передачи ()

Зная передаточные числа трансмиссии и скорости движения

(46)

, км/ч (47)

км/ч, км/ч,

км/ч, км/ч.

2.5 Расчет и построение динамической характеристики автомобиля

Динамической характеристикой автомобиля называют графически выраженную зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах. Динамический фактор представляет собой отношение избыточной касательной силы к весу автомобиля

, (48)

гдe - касательная сила тяги автомо6иля, Н;

- сила сопротивления воздуха, Н

- полный вес автомобиля, Н

Для построения динамической характеристики необходимо:

1. 3адаться значениями = (20,40,60,80,100,120%) и определить для них величины скоростей движения автомобиля на каждой передаче

, км/ч (49)

Для 1-й передачи;

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

Для 2-й передачи;

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

Для 3-й передачи;

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

Для 4-й передачи;

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

км/ч

2. Определить величину касательной силы тяги по передачам

, Н (50)

Для 1-й передачи; Для 2-й передачи;

Для 3-й передачи; Для 4-й передачи;

Величину берут по таблице 5

3. Определить величину силы сопротивления воздуха движения на передачах, определенных по (49)

, Н (51)

Для 1-й передач и; Для 2-й передачи;

Для 3-й передачи; Для 4-й передачи;

4. Подставляя полученные значения в (48) определяют величину динамического фактора для каждой скорости на всех передачах.

Все расчетные значения сводят в таблицу 6 и строят динамическую характеристику Лист1, Рис.5

Таблица 6

ПЕРЕДАЧА	V, Км/ч	nV, мин-1	MK, Н.м	PK, кН	PW, Н	D,	j, м/с2	1/j, С2/м
I	1 2 3 4 5 6	2,5 5 7,52 10,02 12,53 15,04	552 1104 1656 2208 2760 3312	192,1 240,5 233,6 221,3 192,5 147,5	14,34 17,96 17,44 16,53 14,37 11,01	1,21 4,84 10,9 19,4 30,4 43,84	0,23 0,3 0,29 0,27 0,23 0,18	0,78 1,07 1,02 0,94 0,78 0,59	1,28 0,98 0,98 1,06 1,28 1,69
II	1 2 3 4 5 6	4,39 8,78 17,17 17,56 21,35 26,35	552 1104 1656 2208 2760 3312	192,1 240,5 233,6 221,3 192,5 147,5	8,19 10,25 9,96 9,43 8,20 6,28	3,73 14,9 57,1 59,7 93,4 134,6	0,13 0,17 0,16 0,15 0,13 0,10	0,65 0,91 0,85 0,78 0,65 0,46	1,53 1,09 1,17 1,28 1,53 2,17
III	1 2 3 4 5 6	7,69 15,38 23,08 30,77 38,47 46,16	552 1104 1656 2208 2760 3312	192,1 240,5 233,6 221,3 192,5 147,5	4,67 5,87 5,68 5,38 4,68 3,59	11,4 45,8 103,2 183,5 286,9 413,03	0,07 0,09 0,092 0,08 0,07 0,05	0,34 0,51 0,51 0,42 0,34 0,18	3,3 1,9 1,9 2,3 2,9 5,5
IV	1 2 3 4 5 6	13,6 27,22 40,83 54,44 68,95 81,66	552 1104 1656 2208 2760 3312	192,1 240,5 233,6 221,3 192,5 147,5	2,64 3,30 3,21 3,04 2,64 2,02	38,85 143,6 323,1 574,5 897,6 1292,6	0,04 0,05 0,045 0,04 0,02 0,01	0,10 0,19 0,10 0,10 -0,07 -0,16	10 5,2 10 10 -14 -1,16

По динамической характеристике следует определить:

1. Максимальную скорость движения на прямой передаче;

2. Максимальный и минимальный динамический фактор на высшей и низшей передачах;

3. Величину максимально возможного подъема автомобиля на высшей и низшей передачах.

2.6 Определение времени разгона автомобиля

Время разгона автомобиля определяют при его движении по сухой асфальтированной дороге с начальной скоростью = 5…10 км/ч, до =0,9(для легковых до =100 км/ч)

1. Определяют ускорение при разгоне

, м/с² (52)

Для 1-й передачи; Для 2-й передачи;

Для 3-й передачи; Для 4-й передачи;

где () запас динамического фактора при разгоне для принятых скоростных режимов автомобиля, определяют из динамической характеристики;

- ускорение свободного падения - 9,81м/с²;

- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля

(53)

Значения ускорения и величин обратных ускорениям заносят в таблицу 7 и строят кривые для каждой передачи

Площадь графика разбивают на небольшие участки, подсчитывают их площади и определяют время разгона в секундах в диапазоне каждого участка:

и т.д. (54)

где - площади участков, мм² ;

- масштаб, скорости, м/с" .мм;

- масштаб величин, обратных ускорению, с²/м.мм .

Суммарная площадь участков соответствует в масштабе времени разгона от до . Данные заносим в таблицу 7.

Таблица 7

V, м/c	0,6	1,4	2	4,1	4,7	5
, мм2	168	150	240	295	167,5	146
t, с	4,6	4,14	6,64	8,14	4,6	4,02
V, м/c	6,3	8,25	10,8	13,1	14,1	15
, мм2	500	1070	1452	3400	1890	1365
t, с	13,8	29,5	40	80,9	52,16	37,67

3. По данным таблицы 7 строим график времени разгона

2.7 Определение пути разгона автомобиля

Для построения графика пути разгона используют график времени разгона Рис.2, записка ординату которого разбивают на участки, соответствующие t₁, t₂ т.д. и проводят горизонтали до пересечения с кривой .

Площади участков соответствуют в масштабе пути S, который проходит при разгоне автомобиль, двигаясь последовательно со скоростями и т.д. Путь, который проходит автомобиль определяют

и т.д. (55)

где - масштаб времени с/мм.

Суммарная площадь участков соответствует пути при разгоне автомобиля от до -. Значения пути разгона сводят в таблицу 9 и строят график пути разгона

Таблица 8

V, м/c	0,6	1,4	2	4,1	4,7	5
, мм2	168	150	240	295	167,5	146
S, м	3	10	31	120	160	200
V, м/c	6,3	8,25	10,8	13,1	14,1	15
, мм2	500	1070	1452	3400	1890	1365
S, м	225	800	1900	3000	4000	4100

Анализируя кривые времени и пути разгона, следует иметь ввиду, что при построении не учтено время на переключение передач.

Следовательно действительное время будет несколько больше (0,5 с на I переключение)

2.8 Расчет и построение экономической характеристики автомобиля

В себестоимости автомобильных перевозок затраты на топливо составляют 15.. .20%. В связи с этим снижение расхода топлива имеет большое народнохозяйственное значение.

Основным измерителем топливной экономичности автомобиля принято считать количество топлива расходуемого на 100 км пути при равномерном движении с определенной скоростью в заданных дорожных условиях

, л/100 км (56)

, л/100 км (58)

где- является переменной величиной

Щебеночная дорога: ()

Асфальтовая дорога: ()

Сухая грунтовая дорога: ()

Наиболее экономичный расход топлива на третей передачи, соответствующей 40 км/ч.

где - плотность топлива, кг/л.; для бензина =0,725 кг/л;

Эффективная мощность двигателя , необходимая для движения автомо6иля в заданных дорожных условиях определяется

, (57)

Щебеночная дорога: ()

Асфальтовая дорога: ()

Сухая грунтовая дорога: ()

, г/(кВт.ч) (59)

n/nV_max=0,4 k_n=1,03

n/nV_max=0,6 k_n=0,975

n/nV_max=0,8 k_n=0,97

n/nV_max=1 k_n=1,03

Щебеночная дорога: Асфальтовая дорога:

Сухая грунтовая дорога:

Наглядное представление о топливной экономичности автомобиля при различных условиях движения дает экономическая характеристика, которая представляет собой зависимость расхода топлива в л/100 км от скорости автомо6иля при различных дорожных сопротивлениях. Для построения используются экспериментальные данные или результаты, полученные расчетным путём.

Щебеночная дорога: Асфальтовая дорога:

Сухая грунтовая дорога:

Таблица 9

	V, Км/ч	n, мин-1	n/nH	kn,	Ne, кВт	Ne/Ne(bH)	kN	ge, г/кВт.ч	QS, л/100 км
0,028	12,8	2800	0,2	1,1	5,13	0,09	2,2	738,12	51,60
0,028	22,5	2800	0,4	1,03	10,6	0,19	1,9	596,90	45,39
0,028	39,4	2800	0,6	0,97	21,6	0,39	1	297,37	25,18
0,028	69	2800	1	1,03	54,63	1	1	314	34,90
0,02	12,8	2800	0,2	1,1	3,71	0,08	2,5	838	38,32
0,02	22,5	2800	0,4	1,03	7,7	0,17	2	628	32,48
0,02	39,4	2800	0,6	0,97	16,42	0,36	1,3	386	23,8
0,02	69	2800	1	1,03	44,7	1	1,1	345	27,6
0,038	12,8	2800	0,2	1,1	6,9	0,1	1,1	738	71
0,038	22,5	2800	0,4	1,03	14,3	0,21	1,03	628	39,9
0,038	39,4	2800	0,6	0,97	28,3	0,41	0,97	296	30,9
0,038	69	2800	1	1,03	67,5	1	1,03	266	35,3

Вывод

По результатам поведённых расчётов можно сравнивать полученный вариант трактора и автомобиля с их прототипами, необходимо выделить то что модели различны по мощностям, массе, рабочим скоростям. Трактор легче предыдущей модели и менее энергоёмкий, но потеряна его мощность.

Для автомобиля, по графику экономической характеристики проводится анализ его работы. Определяются наиболее экономичная скорость движения зоны повышенных расходов топлива, максимально возможная скорость движения автомобиля в зависимости от дорожных условий. По расчётам спроектированный автомобиль имеет намного меньшую мощность чем прототип. Это отражается из-за изменения коэффициентов и грузоподъёмности. Передаточные числа трансмиссии отличаются незначительно.

Литература

1. Методические указания по выполнению курсового проекта «Тяговый расчёт трактора и динамический расчёт автомобиля» Симферополь 1989г.

2. Левчий О.В., Левчий В.В. «Курсовое проектирование по тракторам и автомобилям с использованием п.к.» Киев 1992 г.

3. Скотников В.А.,Мащенский А.А.,Солонский А.С. «Основы теории и расчета трактора и автомобиля.» М., Агропромиздат , 1986г.

4. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля М.,Колос,1972г.

5. Чернышев В.А. «Тяговый расчет И тяговые испытания тракторов.» М., МИИСП,1986г.