Тягово-динамический расчет МАЗ 504 с прицепом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Исходные данные

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

3. Тяговая характеристика автомобиля

4. Динамическая характеристика автомобиля

5. Мощностной баланс автомобиля

6. Ускорение автомобиля

7. Время и путь разгона автомобиля

8. Угол подъема автомобиля

9. Расчет топливной экономичности

10. Результаты расчета программы Tdr

Графики

Литература

1. Исходные данные для расчета

- масса снаряженного автомобиля, кг 6650

- масса груза, кг 20000

- масса прицепа, кг 5700

- масса автопоезда, кг 32350

- масса приходящаяся на ведущие колеса, кг 10000

- максимальная скорость автомобиля, м/с (км/ч) 23,6 (85)

- минимальная скорость движения, м/с (км/ч) 1,38 (5)

Двигатель: ЯМЗ-238, дизель, V-образный, шестицилиндровый

- динамический радиус колеса, м 0,51

- количество полных цилиндрический и конических зубчатых пар в потоке мощности 3

- количество карданных шарниров в потоке мощности 2

- коэффициент динамического сопротивления 1,0

- плотность воздуха, кг/м³ 1,25

B - колея передних колес автомобиля, м 1,9

H - высота автомобиля, м 2,7

B - колея колес прицепа, м 1,8

H - высота прицепа, м 2,2

- коэффициент заполнения лобового сечения 0,9

- коэффициент сопротивления качению 0,02

- коэффициент сцепления шин с дорогой 0,8

- коэффициент дорожного сопротивления 0,4

- минимальная устойчивая частота вращения двигателя, об/мин 1000

- максимальная частота вращения двигателя, об/мин 2100

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Внешняя скоростная характеристика двигателя - это график зависимости эффективной мощности момента двигателя от оборотов коленвала, на установившемся режиме работы.

Для расчета максимальной мощности и дальнейших расчетов требуется определить кпд трансмиссии и площадь лобового сечения автомобиля.

Кпд определяется по формуле:

где, - количество полных цилиндрический и конических зубчатых пар в потоке мощности,

- количество карданных шарниров в потоке мощности;

Площадь лобового сечении:

где, B - колея передних колес автомобиля, м

H - высота автомобиля, м

- коэффициент заполнения лобового сечения автомобиляъ

Bп - колеяприцепа, м

Hп - высота прицепа, м

- коэффициент заполнения лобового сечения прицепа

 м²

м²

Определим максимальную мощность по формуле:

,

где, - масса автопоезда, кг

- максимальная скорость автомобиля, м/с (км/ч)

- коэффициент динамического сопротивления автомобиля

- коэффициент динамического сопротивления прицепа

=0,4

- плотность воздуха, кг/м³

- ускорение свободного падения, м/с²

Кривую эффективной мощности строим по формуле Лейдермана:

,

где, - мощность двигателя, кВт

- частота вращения двигателя, об/мин;

A₁ = 0,5 A₂ = 1,5 - коэффициенты для дизельного двигателя

при = 1000, ;

при = 1200, ;

при = 1400, ;

при = 1600, ;

при = 2800, ;

при = 2000, ;

при = 2100, ;

Кривую крутящего момента строим по формуле:

n, об/мин

1000 905,7 94,8

1200 967,4 121,5

1400 984,1 144,2

1600 995,4 166,7

1800 984,1 185,4

2000 964,4 201,9

2100 937,2 206

Передаточные числа трансмиссии

Передаточное число высшей передачи:

где, - динамический радиус колеса, м; - максимальная скорость автомобиля, м/с; - максимальная частота вращения двигателя, об/мин;

Передаточное число на низшей передаче определяем исходя из условий:

1) условие сцепления колес с дорогой;

2) условие максимального коэффициента сопротивления движению;

3) условие минимальной скорости движения;

1) ;

где, - масса приходящаяся на ведущие колеса, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²; - коэффициент сцепления шин с дорогой; - динамический радиус колеса, м; - максимальный крутящий момент, Н•м; - кпд трансмиссии;

2)

где, - полная масса автомобиля, кг; - коэффициент дорожного сопротивления;

3)

где, - минимальная устойчивая частота вращения двигателя, об/мин;

- радиус качении колеса, м; - минимальная скорость движения, м/с;

Принимаю

Определяем передаточные числа коробки передач

Диапазон коробки передач:

- передаточное число низшей передачи; - передаточное число высшей передачи

Передаточные числа трансмиссии определяем по формуле:

Принимаю пятиступенчатую коробку передач.

Передаточные числа коробки передач определяем по формуле:

где, - передаточное число трансмиссии;

3. Тяговая характеристика автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля - график зависимости силы тяги на колесах автомобиля от скорости движение на разных передачах . Силу тяги определяется по формуле:

где, - сила тяги на колёсах автомобиля, Н; - КПД трансмиссии;

- передаточное число трансмиссии; - крутящий момент, Н•м;

- динамический радиус колеса, м;



Скорость движения автомобиля определяется по формуле:

- частота вращения двигателя, об/мин; - радиус качении колеса, м;

- передаточное число трансмиссии;

4. Динамическая характеристика автомобиля

Динамическая характеристика автомобиля - график зависимости динамического фактора D автомобиля с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах. Динамическим фактором автомобиля называют отношение разности силы тяги на колесах и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

где, D - динамический фактор автомобиля; - сила тяги на колёсах автомобиля, Н; - полная масса автомобиля, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²;

- сила сопротивления воздуха, Н;

5. Мощностной баланс автомобиля

Уравнение мощностного баланса имеет следующий вид:

- мощность приложенная к колесам со стороны трансмиссии, Вт;

- мощность затраченная на преодоление сил сопротивления движению, Вт;

- мощность затраченная на преодоление аэродинамического сопротивления, Вт;

- мощность затраченная на преодоление сил инерции вращающихся частей, Вт;

В данном расчете возьмем случай прямолинейного равномерного движения автомобиля по дороге без подъема, когда, прилагаемая к колесам, мощность расходуется на преодоление сил сопротивления качению и сопротивления воздуха.

где, - сила тяги на колёсах автомобиля, Н; - скорость движения автомобиля, м/с;

где, - полная масса автомобиля, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²;

- коэффициент сопротивления качению

где, - плотность воздуха, кг/м³; - коэффициент динамического сопротивления; - площадь лобового сечении, м²;

6. Ускорение автомобиля

Ускорение автомобиля на разных передачах определяем по формуле:

где, j - ускорение автомобиля, м/с²; D - динамический фактор; - коэффициент сопротивления движению; g - ускорение свободного падения, м/с²;

- коэффициент влияния вращающихся масс автомобиля;

7. Время и путь разгона автомобиля

В расчете время и путь берем из машинного расчета, приложенного к курсовой работе.

8. Угол подъема автомобиля

Максимальный угол подъема автомобиля по тяге определяется по формуле:



где, - максимальный динамический фактор; - коэффициент сопротивления качению;

Максимальный угол подъема автомобиля по сцеплению определяется по формуле:

- коэффициент сцепной массы, ; - коэффициент сцепления шин с дорогой; - коэффициент сопротивления качению;

Максимальный угол подъема автомобиля

9. Расчет топливной экономичности автомобиля.

Рассчитаем топливную экономичность при изменении

Расход приходящийся на преодоление сопротивления качению, при

Расход приходящийся на преодоление сопротивления качению, при

Перерасход составит

Расход автомобиля при максимальной мощности

Общий перерасход составит

Расход автомобиля в литрах

Расход автомобиля в литрах, после изменения

При увеличении коэффициента сопротивления качения перерасход составит 7,27%

0 Расчет(проектный - 0, проверочный - 1)

6650 Масса снаряженного автомобиля(кг)

20000 Грузоподъемность автомобиля(кг)

5700 Полная масса прицепа с грузом(кг)

0.020 Расчетное сопротивление движению

0.400 Максимальное сопротивление движению

0.800 Коэффициент сцепления для определения угла подъема

85 Максимальная скорость автомобиля(км/ч)

5 Минимальная устойчивая скорость автомобиля(км/ч)

0.51 Динамический радиус колеса(м)

10000 Полная масса авт-ля с грузом,приходящаяся на вед.колеса(кг)

1.00 Коэффициент обтекаемости автомобиля(Сx а)

0.80 Коэффициент обтекаемости прицепа(Сx пр)

1.90 Колея передних колес автомобиля(м)

1.80 Колея передних колес прицепа(м)

2.70 Высота автомобиля(м)

2.20 Высота прицепа(м)

0.90 Коэффициент заполнения лобового сечения автомобиля

0.50 Коэффициент заполнения лобового сечения прицепа

2 Тип двигателя (бензиновый - 1,дизельный с непосредственным

впрыском - 2, дизельный с предкамерой или вихревой камерой - 3)

3 Количество полных цилиндрич. и конич. пар в потоке мощности

2 Количество карданных шарниров

1 Внешняя характеристика двигателя (при Ne_max=Ne[V_max] c3=1

при Ne_max=1.1*Ne[V_max] c3=1.1

0.87 КПД, учитываюющий потери на обслуживание системы

1000 Минимальная устойчивая частота вращения колен-вала (об/мин)

2100 Максимальная частота вращения колен-вала (об/мин)

5 Количество передач в трансмиссии

7 Количество дискретных значений частот вращения колен-вала

80.00 Скорость до которой определяется время разгона(% максимальной)

225.0 Минимальный удельный расход топлива q(г/кВт*ч)

Суммарные передаточные числа КП и РК: (если передачи нет, оставьте i(j)=1e+10 )

тяговой двигатель топливный трансмиссия

15.700 i(1)

7.900 i(2)

3.900 i(3)

1.900 i(4)

1.000 i(5)

1e+10 i(6)

1e+10 i(7)

1e+10 i(8)

1e+10 i(9)

1e+10 i(0)

Передаточные числа трансмиссии: (если передачи нет, оставьте u(j)=1e+10)

75.000 u(1)

37.700 u(2)

18.900 u(3)

9.500 u(4)

4.770 u(5)

1e+10 u(6)

1e+10 u(7)

1e+10 u(8)

1e+10 u(9)

1e+10 u(0)

n об/мин W кВт M Н*м

Где n - число оборотов КВ; W - мощность на маховике двигателя;

M - момент на маховике двигателя; V1...V0 - скорость авт-ля;

P1...P0 - полная сила тяги авт-ля приведенная к колесам;

D1...D0 - динамический фактор; j1...j0 - ускорение авт-ля;

e1...e0 - величина обратная ускорению (e=1/j).

10. Результаты расчета программы Tdr

900 38.3 407.1

0.94

38160

0.2431

0.781

1.28 1.51

23736

0.1512

0.747

1.34 2.43

14806

0.0942

0.559

1.79 3.92

9158

0.0581

0.328

3.05 6.25

5747

0.0360

0.145

6.88 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00

2.43 35.9

1156 50.4 416.7

1.21

39067

0.2489

0.801

1.25 1.94

24300

0.1548

0.768

1.30 3.11

15158

0.0964

0.576

1.74 5.04

9376

0.0593

0.338

2.96 8.02

5883

0.0365

0.150

6.68 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00

3.11 47.2

1411 62.3 422.1

1.48

39569

0.2521

0.812

1.23 2.37

24612

0.1567

0.779

1.28 3.80

15353

0.0976

0.585

1.71 6.15

9496

0.0599

0.343

2.91 9.80

5959

0.0365

0.150

6.68 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00

3.8 58.4

1667 73.8 423.1

1.74

39665

0.2527

0.814

1.23 2.80

24672

0.1571

0.781

1.28 4.49

15390

0.0977

0.586

1.71 7.26

9520

0.0598

0.342

2.92 11.57

5974

0.0360

0.145

6.88 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00 0.00

0

0.0000

0.000

0.00

4.49 69.1

Где n - число оборотов КВ; W - мощность на маховике двигателя;

M - момент на маховике двигателя; V1...V0 - скорость авт-ля;

P1...P0 - полная сила тяги авт-ля приведенная к колесам;

D1...D0 - динамический фактор; j1...j0 - ускорение авт-ля;

e1...e0 - величина обратная ускорению (e=1/j).



Полное время разгона Т=217.30 с

Путь разгона до заданной скорости S=3007.71 м

Угол подъема по мощности = 26.4 град

Угол подъема по сцеплению = 12.8 град

Максимальная мощность двигателя нетто = 208.17 кВт

Максимальная мощность двигателя брутто = 239.27 кВт

Удельная мощность = 6.43 кВт/т

Максимальный момент двигателя =1006.1 Н м

Максимальная скорость автомобиля Vmax= 84.90 км/ч



Литература

1. Краткий автомобильный справочник - Москва: Транспорт, 1979 г.

2. Конспект лекций по курсу "Теория автомобиля"

3. Колчан А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей - Москва: Высшая школа, 1971.

Размещено на Allbest.ru