Расчёт основных параметров современного автомобиля

Расчёт и выбор стартерного электродвигателя и аккумуляторной батареи, коммутационных проводов. Определение элементов батарейной системы зажигания: параметров катушки, прерывательного механизма и центробежного автомата. Расчёт приводного шкива генератора.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.11.2011
Размер файла 191,0 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/

Расчёт основных параметров современного автомобиля

Реферат

Курсовая работа по дисциплине «Электрооборудование автомобилей» Бартко С.В, студента механического факультета группы ААХ-13а.

Курсовая работа содержит 23 страницы машинописного текста, 1 график, 10 таблиц и 1 лист графического документа формата А1.

В работе рассчитаны основные параметры минимально необходимого электрооборудования современного автомобиля. Выполнен выбор основных комплектующих электрооборудования автомобиля.

Генератор, аккумуляторная батарея, катушка зажигания, напряжение, электрическая схема, источник электрической энергии, потребитель электрической энергии, ток разрыва, индуктивность, сопротивление, коэффициент трансформации, стартер, конденсатор, система электростартерного пуска, первичная обмотка.

Содержание

Ведение

1. Задание на курсовую работу

2. Расчёт системы пуска ДВС

2.1 Расчёт и выбор стартерного электродвигателя

2.2 Расчёт и выбор стартерной аккумуляторной батареи (АКБ)

2.3 Расчёт коммутационных проводов системы электростартерного пуска

3. Расчёт элементов батарейной системы зажигания

4. Расчёт параметров генератора

5. Расчет параметров шкива генератора

Вывод

Литература

1. Задание на курсовую работу

Курсовая работа выполняется согласно 03 варианта задания (Таблица 1)

Таблица 1

№ п/п

Наименование параметра

Единицы

измерения

Значение параметров

1

Максимальная мощность ДВС

кВт (л.с.)

30(22)

2

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности

об/мин

4000-4200

3

Рабочий объём цилиндров

куб. дм

0,887

4

Степень сжатия

6,2

5

Количество цилиндров

шт.

V4БК

6

Модель двигателя

МеМЗ-966В

7

Марка автомобиля

ЗАЗ-966В

2. Расчет системы пуска ДВС
2.1 Расчет и выбор стартерного электродвигателя
Пусковая мощность ДВС определяется из следующей зависимости:
(Вт) (3.1)
где: nmin - минимальная пусковая частота вращения, об/с; определяется в зависимости от предельно низкой пусковой температуры (рисунок А.1, таблица А.1);
Mc - момент сопротивления, соответствующий минимальной пусковой частоте вращения, Н м.

Момент сопротивления пуску определяется по эмпирической формуле, учитывающей основные факторы, препятствующие пуску:

где: Vh - рабочий объем цилиндров ДВС, м3:

- степень сжатия,

h - коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала (рисунок А.2)

kм - коэффициент, равный 3,8 для карбюраторных двигателей и 2,8 для дизельных:

v - кинематическая вязкость масла двигателя в начале пуска, Ст.

Кинематическая вязкость определяется согласно пункта (2)

(Система смазки ДВС -масло зимнее М-8Г1, вязкость масла v=55 Ст).

nпp - средняя частота вращения коленчатого вала в режиме установившегося прокручивания, об/с.

В момент пуска ДВС в формуле (3.1) nmin= nпp.

Пусковую мощность на валу стартера определяют по формуле:

(Вт) (3.3)

где: зп - коэффициент полезного действия (КПД) механической зубчатой передачи, принимаемый для корригированного эвольвентного зацепления 0,85.

Электрическая мощность, потребляемая стартерным электродвигателем, определится из выражения

(Вт) (3.4)

где: ст - КПД стартерного двигателя в режиме номинальной мощности Как правило, значения ст изменяются от 0.4 у стартеров малой мощности (около 103 Вт) до 0,6 у стартеров мощностью до (10 ...12) 103 Вт.

После определения номинальной мощности стартера, выбирают стартер из числа выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью (таблица 2.1).

Таблица 2.1 Технические характеристики пускового электростартера

Тип стартера

Номин. напр., В

Номин. мощн. кВт

Марки автомобилей, в которых используются стартеры

СТ368

12

0,81

ЗАЗ-966В, ЛуАЗ-969М модификации

2.2 Расчет и выбор стартерной аккумуляторной батареи

При расчете аккумуляторной батареи, используют электрические характеристики выбранного стартера.

Номинальная емкость аккумуляторной батареи определяется из следующей зависимости:

(3.5)

где: Рмах - максимальная расчетная мощность электропусковой системы, кВт;

Lотн - относительная энергия аккумуляторной батареи (определяется от значения Рмах из рисунка А.3), Вт ч/кВт;

Uном - номинальное напряжение аккумуляторной батареи, В.

С достаточным приближением в качестве Рмах можно использовать значение P1 из формулы 3.4.

После определения необходимой номинальной емкости аккумуляторной батареи, выбирают аккумулятор исходя из характеристик автомобильных аккумуляторных батарей (таблица 2.2)

Таблица 2.2 Технические характеристики аккумуляторной батареи

Тип АКБ

Номин. емк., А ч

Ток 10-час разр., А

Марки автомобилей, в которых используются

6СТ-55Э

55

5,0

ЗАЗ-368А, ЗАЗ-368М ВАЗ (все модификации)

Данный расчет подтвердился, т.к. номинальная емкость АКБ соответствует штатной.

2.3 Расчет коммутационных проводов системы электростартерного пуска

Расчет коммутационных проводов осуществляют из условия максимально допустимого падения напряжения на контактах, проводах и массе. Максимальное сопротивление электрическому току в коммутационной цепи определится:

(Ом) (3.6)

где: Umax - максимально допустимое значение падения напряжения при 1000-амперном постоянном токе. В;

Iисп = 1000 А.

В автомобиле ЗАЗ-966В, при 200 -амперном постоянном токе. В; . Это определяется из пропорции:

1000А - 4В

200А - хВ

В

Максимальное сопротивление медных соединительных проводов определяют из условия, что оно составляет не более половины значения, полученного из формулы 3.6, то есть:

(Ом)

После определения значения rм, по конструкционным параметрам и условиям компоновки оценивают суммарную длину коммутационных проводов. После этого, рассчитывают минимальное сечение провода из выражения:

(3.7)

где Lпp - суммарная длина коммутационных проводов от аккумуляторной батареи к стартерному электродвигателю и от аккумуляторной батареи к массе ДВС, м;

см - удельное электрическое сопротивление меди (марка МО), 1,810-8Ом м при 18° С;

Snp - площадь поперечного сечения проводника, м2.

Необходимо определить определяют диаметр проводников.

(мм)

Диаметр проводов:

(мм)

После расчета основного оборудования электростартерного пуска составляют его принципиальную схему с учетом коммутационного оборудования для дистанционного пуска, автоматического отключения и блокировки стартера и подбирают это оборудование. Принципиальную схему элекгростартерного пуска приводят в тексте пояснительной записки с описанием принципа действия.

3. Расчет элементов батарейной системы зажигания
Из элементов батарейной системы зажигания в настоящей курсовой работе рассчитывают катушку зажигания, параметры прерывательного механизма и центробежного автомата системы опережения зажигания.
Определение параметров катушки зажигания:
Основными требованиями, предъявляемыми к катушке зажигания, являются: обеспечение высокого напряжения, достаточного для гарантированного пробоя искрового промежутка; обеспечение искрового разряда в свече необходимой энергии и длительности; простота конструкции и низкая стоимость.
В качестве расчетной схемы принята представленная на рисунке 1 схема эквивалентного замещения элементов системы зажигания.
Рисунок 1 Расчетная схема системы зажигания
Напряжение во вторичной обмотке катушки определится из условия:
U2=Uпр·Kз+1,5=8*1,5+1,5=13,5 (кВ) (4.1)
где: Uпp - напряжение, необходимое для пробоя искрового промежутка свечи зажигания, кВ;
Кз - коэффициент запаса по напряжению, для батарейной системы принимают 1,4 - 1,6;
1,5 - напряжение, необходимое для преодоления искрового промежутка в распределителе зажигания, кВ.
Для определения Uпp используют зависимости величины этого параметра от частоты вращения двигателя при различных режимах его работы: при пуске, при разгоне, при максимальной мощности (рисунок А.4), при n=4500 об/мин
Минимально допустимое значение коэффициента трансформации определяют из соотношения:
kТ min = U2 / U1max = (В) (4.2)
где: U1max - максимально допустимое напряжение на первичной обмотке катушки зажигания в момент размыкания контактов прерывателя, В; из условия работоспособности контактов прерывателя U1max не должно превышать 300...400 В.
Используя график на рисунке А.4 и зависимость (1), определяют необходимые значения пробивного напряжения во вторичной обмотке при минимальных и максимальных оборотах двигателя.
U2=Uпр·Kз+1,5 = (кВ), при n=4500 об/мин
(кВ)
U2=Uпр·Kз+1,5 = (кВ), при n =900 об/мин
Uпрmin =8 (кВ)
Определяют постоянную времени для системы с активным и индуктивным сопротивлениями:
где: L1 - индуктивность первичной обмотки катушки зажигания, Гн;
R1 - активное сопротивление цепи первичной обмотки катушки зажигания, Ом.
Постоянную времени для системы с активным и индуктивным сопротивлением можно определить из условия бесперебойного искрообразования на максимальных частотах вращения коленчатого вала двигателя
(с) (4.3)
где U2nmax - необходимое напряжение во вторичной обмотке при максимальных оборотах двигателя, В;
U2nmin - необходимое напряжение во вторичной обмотке при минимальных оборотах двигателя, В;
kдnmin - коэффициент дуги, учитывающий снижение силы тока разрыва в результате потерь на искрообразование в контактах при минимальных оборотах; в расчете принимается kдnmin= 0,85…0,9.
tз - время замкнутого состояния контактов
(с)
фз - относительное время замкнутого состояния контактов; 0,6...0,7
Т - период работы прерывателя,
где z - число цилиндров;
nд - частота вращения коленчатого вала двигателя
Зная индуктивность первичной обмотки катушки зажигания и постоянную времени, определяют сопротивление цепи первичной обмотки:
(Ом)
Таблица 3.1 Предельно допустимые значения силы тока разрыва
Номинальное напряжение, В
Предельная сила тока разрыва, А
При пуске
В рабочем режиме
12
6,0
3,5
При установившемся режиме работы двигателя сопротивление первичной цепи катушки зажигания складывается из сопротивление собственно обмотки в горячем режиме R и дополнительного нагрузочного сопротивления, включенного последовательно с первичной обмоткой Rд
R1 = Rwг + Rд. (4.5)
Величину R находят из соотношения:
Rwг = Rw [1 + бм (tp - 20)],
где Rw - сопротивление первичной обмотки при 20° С, Ом;
бм - температурный коэффициент сопротивления меди, примерно равный 4?10-3 град-1;
tp - рабочая температура катушки зажигания в "горячем" режиме (100...120°С).
Величину Rw определяют по параметрам пускового режима, когда R1=Rw:
(Ом)
(Ом)
где - номинальное напряжение батареи, В;
kдп - коэффициент дуги, учитывающий снижение силы тока разрыва в результате потерь на искрообразование в контактах при пуске ДВС; в расчете принимается 0,80... 0,85;
Ipn - ток в первичной обмотке катушки зажигания в момент размыкания контактов в режиме пуска ДВС, А; можно использовать значения 0,8 Iр из таблицы 4.1.
Далее по формуле 4.5 определяем:.
По полученным значениям определяют мощность тепловых потерь в первичной обмотке катушки зажигания
Определение величины коэффициента тока:
Определение значений коэффициента тока при различных величинах коэффициента трансформации заключается в построении графической зависимости , причём первое значение принимают полученным из формулы 4.2, а затем увеличивают каждое последующее значение на 10% от предыдущих до момента начала снижения . После этого осуществляют 4…5 дополнительных расчетов для определения . Значения приведены в (таблице 3.2).
Таблица 3.2 исходные данные для построения зависимости

i

1

2

3

4

5

6

7

62

68,2

75

82

90

99,851

109,83

Аналитическое выражения для функции представляет собой следующую зависимость:
где - коэффициент магнитной связи, принятый для катушек с разомкнутым магнитным контуром, равный 0,85…0,90,
- эквивалентная ёмкость, Ф,
- эквивалентное сопротивление потерь.
Определение эквивалентной ёмкости:
где - ёмкость в цепи первичной обмотки катушки зажигания, принятая (0,2…0,35)10 Ф;
- ёмкость в цепи вторичной обмотки катушки зажигания, равная (сумме емкостей катушки и шунтирующих элементов вторичной цепи: провода, свечи, распределителя зажигания и т.д.), Ф;
- принимается равной (30...50)10Ф;
-для четырехцилиндрового двигателя принимается равной [1, с 12].
Расчёт для каждого значения , приведенного в таблице 2:
Определение эквивалентного сопротивления потерь:
где - сопротивление потерь во вторичной цепи катушки зажигания за исключением шунтирующего сопротивления нагара свечей зажигания, Ом,
- шунтирующее сопротивление нагара свечей зажигания, Ом, данную величину можно принять равную 1 Ом, значения вычисляются по эмпирической формуле:
;
Оптимальным для существующих систем зажигания при индуктивности L1 = 6,5…9,5 Гн коэффициент трансформации, равный отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки, является 55…95.
Определение значения коэффициентов трансформации осуществляется согласно формуле (4.6):
Исходя из полученных данных производится построение зависимости , график 2.
Рисунок 2. График зависимости коэффициента тока от коэффициента трансформации
По полученным результатам выбирают стандартную катушку зажигания (таблица 3.3)
Таблица 3.3 Параметры выбранной катушки зажигания

Катушка

Параметры

RW,Ом

Rд,Ом

L1, мГ

W1, вит

W2, вит

Б-115

1,3-2.0

1,0-1,1

9,0-9,5

330

22500

4. Расчет параметров генератора
Генератор - основной источник тока электрической энергии на автомобиле, который обеспечивает питание потребителей и заряд АКБ при работе двигателя.
Генератор подбирается на основе суммарной мощности или суммарной силы тока, потребляемой потребителями, причём при суммировании учитывается относительное время их работы на автомобиле. Значение мощности потребителей увеличивается на коэффициент времени их работы . Если потребитель включен постоянно напротяжении всего времени движения, то . К потребителям, которые постоянно включены при движении на автомобиле по городу зимой, при обильных осадках и в ночное время суток, относят систему зажигания, фары ближнего света, двигатель отопителя, двигатель стеклоочистителя, габаритные фонари, лампа освещения номерного знака. Потребляемая мощность и сила тока всех потребителей, установленных на автомобиле приведена в (таблице 4.1)
Таблица 4.1 потребители электрической энергии бортовой сети автомобиля

Потребитель

Мощность, Вт

Потребляемый ток, А

Фары ближнего света

1

2x40

2x2,85

Система зажигания

1

20

1,4

Фары дальнего света

1

2х45

2х3,2

Габаритные фонари

1

4х4

4х0,285

Лампа номерного знака

1

2х5

2х0,36

Освещение приборов

1

4

0.285

Двигатель стеклоочистителя

0.25

20

1,43

Двигатель отопителя

0.5

280

20

Сигнал поворота

0,1

4х21

4х1,5

Боковой повторитель поворота

0,1

2х4

2х0,285

Сигнал торможения

0,1

2х21,5

2х1,535

Разрядка АКБ

Сначала определяется суммарная сила потребляемого тока постоянно включенными потребителями и сила тока при кратковременном включении .
Таблица 4.2 Технические характеристики генератора переменного тока
Тип изделия

Номин. Напряж., В

Выпрямл енный ток, А

Масс а. кг

Рекоменд. регулятор напряжен.

Область использования
Г502-А
14
30
3,2
РР310-В

ЗАЗ-968А, ЛуАЗ-9б9М и модиф

Проверка условия обеспечения нужной силой тока генератором на холостом ходу коленчатого вала автомобиля:
Согласно потребляемой силы тока, потребляемой бортовой сетью автомобиля, выбран генератор Г502-А током максимальным током отдачи 25-32 А.Но учитывая, что частота вращения коленчатого вала на холостом ходу , а частота вращения шкива генератора составляет . Из таблицы (4.3) видно, что минимальная отдача тока генератора осуществляется при . Отсюда можно сделать вывод, что на холостом ходу АКБ будет разряжаться.

Тип генератора

Номин. напряж., В

Nmin, об/ мин

не более

Nmax, об/мин

не более

Г502 -А

14

800

4200

5. Расчет параметров шкива генератора

- мощность на ведущем валу

- частота вращения ведущего вала на холостом ходу

- частота вращения вала генератора, при которой генератор начинает давать зарядку

Частота вращения колен вала ДВС на холостом ходу равняется ,а частота вала генератора, при котором он начинает отдавать ток является - .

Передаточное число привода генератора при холостых оборотах равняется:

При максимальной частоте вращения коленчатого вала ДВС равняется .

Максимальная частота вращения вала генератора при максимальных оборотах равняется .

Передаточное число привода генератора при максимальных оборотах равно:

Принимаем большее значение. Исходя из наших расчетов при минимальной частоте вращения колен вала и передаточным числом привода генератора мы установили, что при данной частоте вращения генератора, на холостом ходу у нас не будет происходить саморазряд АКБ.

При передаточном числе 1,9 генератор будет работать с частотой ,что удовлетворяет все потребности в энергопотреблении автомобиля.

Вывод

В данной курсовой работе получены следующие основные результаты:

1. Проведен расчет и выбор основных элементов системы пуска ДВС.

2. Проведено определение параметров катушки зажигания.

3. Выполнен расчет параметров и выбор генератора.

4. Выполнен расчет основных параметров приводного шкива генератора.

Литература

генератор батарейная система зажигания

1. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электрическое и электронное оборудование автомобилей / Сост.: В.В. Криволап, Макеевка: ДонНАСА, 2006. - 23 с.

2. Васильева Л.С. «Автомобильные эксплуатационные материалы» -«Транспорт», 1986.

3. Банников С.П. электрооборудование автомобилей. М.: Транспорт, 1977. - С. 176-207.

4. Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования. / Под редакцией М.Н. Фесенко. - М.: Машиностроение. 1979. - 344 с.

5. Ильин Н.М. Электрооборудование автомобилей. - М.: Транспорт. 1973. - С. 132-143.

6. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей. - М.: Транспорт, 2000.

7. Ходасевич А.Г., Ходасевич Т.И. Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Вып.. 1. Электронные системы зажигания. - М.: Ангелком, 2001. 208 с.

Размещено на Allbest


Подобные документы

  • Расчёт механизмов, выбор и обоснование параметров сцепления, определение суммарного усилия нажимных пружин. Расчёт привода сцепления, определение свободного и полного хода педали при его выключении. Кинематический расчёт коробки передач автомобиля ВАЗ.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 06.02.2013

  • Расчёт двигателя внутреннего сгорания для автотранспортного средства; определение рабочего цикла и основных геометрических параметров; подбор газораспределительного механизма. Кинематический и динамический анализ КШМ, расчёт элементов системы смазки.

    курсовая работа [700,8 K], добавлен 09.10.2011

  • Расчёт замедления автомобиля на разных дорожных покрытиях. Расчёт остановочного пути автомобиля при разных скоростях его движения. Влияние тормозных свойств на среднюю скорость движения. Определение коэффициента перераспределения тормозных сил автомобиля.

    курсовая работа [138,6 K], добавлен 04.04.2010

  • Схема, описание работы и расчет параметров контактно-транзисторной системы зажигания. Коэффициент трансформации катушки зажигания. Ток разрыва при максимальной частоте вращения. Индуктивность катушки зажигания, обмотки импульсного трансформатора.

    курсовая работа [199,8 K], добавлен 03.07.2011

  • Выбор типа и расчёт основных параметров дизеля. Расчёт рабочего процесса дизеля и его технико-экономических показателей, сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля. Общие указания по разработке чертежа поперечного разреза дизеля и узла.

    методичка [147,1 K], добавлен 12.03.2009

  • Определение основных параметров тепловоза. Обоснование выбранного типа дизеля и характеристика его основных параметров. Определение необходимых параметров, количества и размеров охлаждающих устройств тепловоза. Геометрическое вписывание экипажа в кривую.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.04.2009

  • Определение коэффициента перераспределения тормозных сил на примере автомобиля "ВАЗ-2109". Расчёт критической скорости опрокидывания порожнего и груженого автомобиля при разных радиусах поворота при мокром покрытии. Расчет параметров на скользкой дороге.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.12.2014

  • Вычисление параметров движения автомобиля при непреднамеренном съезде с дороги. Расчёт ограждения на прочность и жёсткость. Построения расчётных эпюр. Схема невыгодного положения автомобиля в конце удара и выбор кинетической траектории его ограждения.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 05.12.2012

  • Описание работы схемы контактно-транзисторной системы зажигания, расчет ее параметров. Пробивное напряжение свечи, коэффициент трансформации катушки зажигания. Определение емкости конденсатора первичной цепи, ток разрыва при максимальной частоте вращения.

    курсовая работа [306,1 K], добавлен 16.07.2011

  • Выбор параметров двигателя, исходя из условия движения с максимальной скоростью. Передаточное число передач автомобиля. Тяговый расчёт: графики тягового баланса, мощности, динамического фактора, ускорений, времени разгона. Топливно-экономический расчёт.

    курсовая работа [127,7 K], добавлен 06.06.2010

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.