Автотранспортные средства
Внешние характеристики изучаемого двигателя. Расчет тягово-скоростных показателей АТС. Определение величины максимальной скорости движения АТС. Расчет передаточных отношений трансмиссии. Расчет величин времени и тормозного пути при экстренном торможении.
Рубрика | Транспорт |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.06.2012 |
Размер файла | 206,1 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/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ
Курсовой Проект
«Автотранспортные средства»
Работу выполнил:
Студент ІV курса
группы: Сервис-5,5-2007
Обужованный А.В.
Работу проверил:
Малышев А.Н.
Калуга 2011 г.
Содержание
Исходные данные
1. Внешние характеристики двигателя
2. Расчет тягово-скоростных показателей АТС
2.1 Расчет и построение внешних характеристик ДВС
2.2 Определение величины максимальной скорости движения АТС
2.3 Расчет передаточных отношений трансмиссии
3. Динамические показатели АТС
3.1 Расчет и построение динамической характеристики АТС
3.2 Расчет и построение характеристики разгона АТС
4. Расчет и построение характеристик торможения АТС
4.1 Расчет величин времени и тормозного пути при экстренном торможении
4.2 Расчет показателей рабочего торможения
Литература
Исходные данные
1 |
800 |
0,3 |
0,006 |
4 |
1,5 |
0,2 |
к |
40 |
800 |
4000 |
0,25 |
ma - полная масса автотранспортного средства (АТС), кг;
rg - динамический радиус ведущих колес, м;
p - число передач;
Fлоб - площадь лобовой проекции АТС, м2;
kв - коэффициент аэродинамического сопротивления, Н*с2/м4;
Ne max - величина максимальной мощности двигателя, кВт;
n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;
Шmax - величина максимального дорожного сопротивления;
a - эмпирический коэффициент, входящий в формулу для расчета коэффициента учета вращающихся масс д.
1. Внешние характеристики двигателя
Внешняя скоростная характеристика двигателя е (п) задается таблично в относительных единицах Nе
Ne max
в функции от п, где п текущая частота вращения коленчатого вала, заданной в отношении к п max - максимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала.
В табл. 2 приведены результаты экспериментального исследования характеристик карбюраторного двигателя, а в табл. 3 - дизельного в относительных единицах частот и мощностей.
Таблица 2. Карбюраторные двигатели
n/nmax |
0.2 |
0.3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
Ne/Nemax |
0,214 |
0,478 |
0,648 |
0,76 |
0,891 |
0,942 |
1,0 |
0,985 |
0,956 |
Таблица 3. Дизельные двигатели
n/nmax |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
Ne/Ne max |
0,19 |
0,36 |
0,56 |
0,73 |
0,82 |
0,91 |
0,95 |
0,98 |
1,0 |
2. Расчет тягово-скоростных показателей АТС
2.1 Расчет и построение внешних характеристик ДВС
Для построения внешней характеристики Ne(п) используются данные таблиц 2 и 3.
Для построения внешней характеристики Ме (п) используется зависимость:
Ne ( щ ) 2р п
Ме = ----------, где щ = -------- (1)
щ 30
Результаты расчета по формуле (1) сводятся в табл. 4
Таблица 4
n/n max |
n, об/мин |
щ, 1/с |
Ne / Ne max |
Ne, кВт |
Ме, Нм |
|
0,2 |
500 |
104,7 |
0,19 |
30,4 |
291,3 |
|
0,3 |
750 |
157,5 |
0,36 |
57,6 |
368,7 |
|
0,4 |
1000 |
210 |
0,56 |
89,6 |
426,7 |
|
0,5 |
1250 |
262,5 |
0,73 |
116,8 |
444,9 |
|
0,6 |
1500 |
305 |
0,82 |
131,2 |
430,1 |
|
0,7 |
1750 |
357,5 |
0,91 |
145,6 |
407,2 |
|
0,8 |
2000 |
420 |
0,95 |
152 |
361,9 |
|
0,9 |
2250 |
472,5 |
0,98 |
156,8 |
331,8 |
|
1,0 |
2500 |
525 |
1,0 |
160 |
304,7 |
На рис. 1 представлены графические изображения экспериментальных внешних мощностной и моментной характеристик.
Рис. 1. Внешние характеристики заданного ДВС: а - мощностная, б - моментная
2.2 Определение величины максимальной скорости движения АТС
Расчет максимальной скорости движения автотранспортного средства Vmax производится на основе графо-аналитического решения уравнения мощностного баланса:
Nт = Nд + Nв, (2)
где: Nт - величина тяговой мощности на ведущих колесах: Nт = Nе;
Nд - величина мощности дорожных сопротивлений: Nд = f Gа V;
Nв - величина мощности сопротивления воздуха: Nв = kв Fлоб V 3;
f - коэффициент сопротивления качению колес, принимаемой в расчете 0,02;
Gа - вес АТС в ньютонах;
Fлоб - величина площади лобовой проекции АТС в м2;
V - скорость движения АТС в м/с;
kв - коэффициент аэродинамического сопротивления АТС;
з т - коэффициент полезного действия трансмиссии АТС.
Для определения приведенных выше мощностей по соответствующим формулам находятся суммарные затраты мощности на преодоление сопротивлений движению при постоянной скорости
По формуле для определения Nт выбираем величину к.п.д. АТС, из диапазона 0,85 - 0,95, на графике отмечаем соответствующую ординату и проводим линию, параллельную абсциссе, точку пересечения которой с кривой суммарных мощностей сопротивления движению проектируем на ось абсцисс и получаем величину Vmax.
Таким способом графически находится решение уравнения
Ne max * зт = f*Ga*V + kв*Fлоб* V3 (3)
Для графического решения уравнения (3) предварительно рассчитываются коэффициенты при V и V3.
Примем в качестве примера:
f = 0,02, Ga = ma*g = 9800*9,8 Н=8820 Н, зт=0,85, kв=0,4 Н*с2/м4,
F лоб = 5,0 м2
В результате получим следующее уравнение:
1764 * V + 2 * V3 = 136000 (4)
Результаты расчетов сводятся в табл. 5
Таблица 5
V, м/с |
N д, Вт |
V3, м3 / с3 |
Nв, Вт |
N д + Nв, Вт |
|
10 |
17640 |
1000 |
2000 |
19640 |
|
20 |
35280 |
8000 |
16000 |
51280 |
|
30 |
52920 |
27000 |
54000 |
106920 |
|
40 |
70560 |
64000 |
128000 |
198560 |
|
50 |
88200 |
125000 |
250000 |
338200 |
|
60 |
105840 |
216000 |
432000 |
537840 |
Графическое решение уравнения (4) привело к результату
Vmax = 33,7 м/с.
Рис. 2. Графическое решение уравнения (4)
2.3 Расчет передаточных отношений трансмиссии
торможение двигатель трансмиссия скоростной
2.3.1 Расчет передаточного отношения главной передачи
Для определения передаточного отношения главной передачи используется соотношение:
u гп = щ N * r g / v max, (5),
где r g - динамический радиус ведущего колеса.
В приводимом нами примере r g = 1,7 м. Откуда
u гп = 525 * 1,7/33,7 = 26,5
2.3.2 Расчет передаточного отношения 1-й передачи
Для определения передаточного отношения 1-й передачи используется приведенное в табл. 1 значение максимального, задаваемого для каждого варианта коэффициента дорожного сопротивления движению АТС ш max.
Величина передаточного отношения 1-й передачи рассчитывается по формуле:
u 1 = ш max * m а * g * r g / Me max * uгп * з т
Шmax = 0,6. Откуда
u1 = 0,6*9000*9,8*1,7 / 444,9*26,5*0,85 = 8,97
2.3.3 Расчет передаточных отношений промежуточных передач
Выбирая метод разбивки передач по геометрической прогрессии и принимая n - ю передачу за прямую с u n = 1, получаем
u1 = q (n-1) * u n,
где q - знаменатель прогрессии.
Следовательно:
u2 = u1 / q, u3 = u2 / q = u1 / q 2 и т.д.
q = 1,73. Откуда при n=5 передаточные отношения промежуточных передач примут значения:
u 2 = 5,18,;u 3 = 2,99 ; u 4 = 1,73; u 5 = 1
2.3.4 Расчет и построение тяговой характеристики
Тяговая характеристика АТС, представляющая собой зависимость силы тяги ведущих колес (Рт) от скорости движения V на всех передачах, рассчитывается по формулам:
Р тi = М е i * з т * u i* * u гп / rg и V i = щ i *rg * / u i * u гп (6)
где i - номер передачи.
Результаты расчета по формулам (6) сводятся в табл. (6).
Таблица 6
щi, 1//с |
Меi, Нм |
Pт1 |
V1 |
Pт2 |
V2 |
Pт3 |
V3 |
Pт4 |
V4 |
Pт5 |
V5 |
|
94,8 |
136,1 |
34622 |
0,75 |
20013 |
1,30 |
11568 |
2,24 |
6687 |
3,88 |
3865 |
6,72 |
|
141,3 |
202,8 |
43801 |
1,12 |
25318 |
1,94 |
14635 |
3,35 |
8460 |
5,80 |
4890 |
10,03 |
|
188,4 |
206,2 |
50692 |
1,53 |
29302 |
2,65 |
16937 |
4,58 |
9790 |
7,92 |
5659 |
13,70 |
|
235,5 |
193,6 |
52854 |
1,87 |
30551 |
3,24 |
17660 |
5,60 |
10208 |
9,68 |
5901 |
16,75 |
|
282,6 |
189,2 |
51127 |
2,24 |
29553 |
3,88 |
17083 |
6,70 |
9874 |
11,60 |
5708 |
20,06 |
|
329,7 |
171,5 |
48375 |
2,62 |
27962 |
4,53 |
16163 |
7,84 |
9343 |
13,57 |
5401 |
23,47 |
|
376,8 |
159,2 |
42994 |
3,06 |
24852 |
5,29 |
14365 |
9,16 |
8304 |
15,84 |
4800 |
27,41 |
|
423,9 |
139,4 |
39418 |
3,45 |
22785 |
5,97 |
13171 |
10,33 |
7613 |
17,86 |
4401 |
30,90 |
|
471,0 |
121,8 |
36199 |
3,83 |
20924 |
6,63 |
12095 |
11,46 |
6991 |
19,83 |
4041 |
34,31 |
На рис. 3 в качестве примера построена тяговая характеристика АТС
Рис. 3. Тяговая характеристика АТС
3. Динамические показатели АТС
3.1 Расчет и построение динамической характеристики АТС
Динамическая характеристика АТС, представляющая собой зависимость динамического фактора Dш от скорости движения V и вычисляется по формуле:
D шik = (Pт ik - Paik) / m a * g, (7)
где Р т ik - величина тяговой силы на i - ой передаче и k - ой частоте вращения коленчатого вала двигателя щk,
Рв ik - величина силы сопротивления воздуха в тех же режимах движения.
Расчет величин динамического фактора и соответствующих скоростей движения АТС целесообразно вести при следующих значениях частот вращения коленчатого вала двигателя:
щ min, щ M, щ cp = (щ M + щ N) / 2, щ N, щ max,
где щ min - минимальная частота вращения коленчатого вала,
щ M - частота вращения вала при максимальном моменте,
щ cp - середина рабочего диапазона частот вращения коленчатого вала,
щ N - частота вращения вала при максимальной мощности двигателя,
щ max - максимальная частота вращения коленчатого вала.
Результаты расчета динамических характеристик сводятся в таблицы типа:
щ, 1/с |
Pт, Н |
V, м/с |
Pв, Н |
(P т - Pв),Н |
Dш |
|
щ min |
||||||
щ M |
||||||
щ cp |
||||||
щ N |
||||||
щ max |
Рассмотрим в качестве примера расчет динамической характеристики АТС выбранного ранее варианта для 3-й передачи. Результаты расчета представлены в табл. 7.
Таблица 7
Щ, 1/С |
Pт1 |
V1 |
Pв |
(Pт1-Pв) |
DФ |
|
104,7 |
34622 |
0,75 |
1,13 |
34620,88 |
0,3925 |
|
210 |
50692 |
1,53 |
4,68 |
50687,32 |
0,5747 |
|
305 |
51127 |
2,24 |
10,04 |
51116,96 |
0,5796 |
|
420 |
42994 |
3,06 |
18,73 |
42975,27 |
0,4872 |
|
525 |
36199 |
3,83 |
29,34 |
36169,66 |
0,4101 |
|
Щ, 1/С |
Pт2 |
V2 |
Pв |
(Pт2-Pв) |
DФ |
|
104,7 |
20013 |
1,30 |
3,37 |
20009,35 |
0,2269 |
|
210 |
29302 |
2,65 |
14,01 |
29287,72 |
0,3321 |
|
305 |
29553 |
3,88 |
30,03 |
29523,14 |
0,3347 |
|
420 |
24852 |
5,29 |
56,05 |
24795,97 |
0,2811 |
|
525 |
20924 |
6,63 |
87,81 |
20836,47 |
0,2362 |
|
Щ, 1/С |
Pт3 |
V3 |
Pв |
(Pт2-Pв) |
DФ |
|
104,7 |
11568 |
2,24 |
10,08 |
11557,97 |
0,1310 |
|
210 |
16937 |
4,58 |
41,94 |
16895,48 |
0,1916 |
|
305 |
17083 |
6,70 |
89,89 |
16992,87 |
0,1927 |
|
420 |
14365 |
9,16 |
167,75 |
14197,58 |
0,1610 |
|
525 |
12095 |
11,46 |
262,79 |
11832,17 |
0,1342 |
|
Щ, 1/С |
Pт4 |
V4 |
Pв |
(Pт2-Pв) |
DФ |
|
104,7 |
6687 |
3,88 |
30,16 |
6656,571 |
0,0755 |
|
210 |
9790 |
7,92 |
125,51 |
9664,902 |
0,1096 |
|
305 |
9874 |
11,60 |
269,03 |
9605,398 |
0,1089 |
|
420 |
8304 |
15,84 |
502,05 |
7801,607 |
0,0885 |
|
525 |
6991 |
19,83 |
786,51 |
6204,795 |
0,0703 |
|
Щ, 1/С |
Pт5 |
V5 |
Pв |
(Pт2-Pв) |
DФ |
|
104,7 |
3865,1623 |
6,7180878 |
90,27 |
3774,897 |
0,0428 |
|
210 |
5659,1996 |
13,704899 |
375,65 |
5283,551 |
0,0599 |
|
305 |
5707,7626 |
20,064689 |
805,18 |
4902,579 |
0,0556 |
|
420 |
4799,8033 |
27,409798 |
1502,59 |
3297,209 |
0,0374 |
|
525 |
4041,2169 |
34,307035 |
2353,95 |
1687,272 |
0,0191 |
3.2 Расчет и построение характеристики разгона АТС
Здесь предлагается упрощенный метод построения характеристики разгона АТС по величинам средних значений ускорений разгона на передачах и без учета потерь скорости движения при переключении передач.
Величина среднего значения ускорения на i -ой передаче рассчитывается по формуле:
j i cp = (Dш i cp - f)*g / д i, (8)
где Dш i cp- величина среднего динамического фактора на i -ой передаче;
f - коэффициент сопротивления качению колес АТС на асфальте (0,02),
д - коэффициент учета вращающихся масс, вычисляемый по формуле /2/:
д i = 1,03 + a*u i2
После определения средних величин ускорений разгона на всех передачах рассчитываются величины времени разгона на каждой передаче по формулам:
t р i = ( V i к - V i н ) / j i ср,
где V i н и Vi к - начальные и конечные скорости разгона на i -ой передаче.
Естественно, что при разгоне с места на 1-й передаче V1н = 0, а за V1к принимается скорость, при которой на тяговая характеристика 2-й передачи имеет максимум (см. табл. 6), т.е. когда происходит переключение на 2-ю передачу. Эта же скорость является начальной для разгона на 2-й передаче и т.д. В табл. 9 приведены результаты расчета динамических факторов (DШ), коэффициентов учета вращающихся масс (д) и средних величин разгона выбранного варианта АТС (j).
Таблица 9
передача |
Dф |
Dф-F |
д |
J |
Vн |
Vк |
Тр |
|
1 |
0,5796 |
0,5596 |
1,136 |
4,83 |
0 |
2,65 |
0,55 |
|
2 |
0,3347 |
0,3147 |
1,091 |
2,83 |
2,65 |
4,58 |
0,68 |
|
3 |
0,1927 |
0,1727 |
1,065 |
1,59 |
4,58 |
7,92 |
2,10 |
|
4 |
0,1089 |
0,0889 |
1,050 |
0,83 |
7,92 |
13,7 |
6,97 |
|
5 |
0,0556 |
0,0356 |
1,042 |
0,33 |
13,7 |
33,7 |
59,72 |
По данным табл. 9 строится характеристика разгона АТС как функция V(t).
4. Расчет и построение характеристик торможения АТС
4.1 Расчет величин времени и тормозного пути при экстренном торможении
Параметры экстренного торможения рассчитываются для легковых автомобилей от скорости 20 м/с, а для грузовых от скорости 15 м/с до полной остановки на трассах с параметрами, приведенными в табл. 10.
Таблица 10.
Трасса |
Сцепление ц |
Сопр. качению ш |
S |
Jрз |
|
1 |
0,8 |
0,02 |
14,00 |
2,462502 |
|
2 |
0.6 |
0,05 |
17,66 |
2,462506 |
|
3 |
0,4 |
0,08 |
23,92 |
2,462509 |
Время экстренного торможения определяется по формуле /3/:
Тт = V / jзам, где jзам = (ц + ш)*g - величина замедления.
Величина тормозного пути определяется по приближенной формуле:
S т = V*T/2
4.2 Расчет показателей рабочего торможения
Величина замедления при рабочем торможении рассчитывается по формуле:
j рз = ( P кт + Pш + Р в ) / ma,
где Р кт - сила торможения колесными тормозами, принимаемая равной 0,25 Ga;
Рш - сила сопротивления качению колес (см. табл. 10);
Рв - сила сопротивления воздуха при скорости движения АТС, равной половине скорости начала торможения;
Литература
1. А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин, Теория эксплуатационных свойств автомобиля. Машиностроение, 1989 год.
2. Н.В. Диваков, Н.А. Яковлев, Теория автомобиля. «Высшая школа», Москва, 1962 год.
3. А.С. Антонов и др. Армейские автомобили, Воениздат, Москва, 1970 год.
4. Г.С. Сухов, А.В. Боровиков, И.Х. Эмиров и д.р., Требования к оформлению письменных работ студентов (рефераты, контрольные, курсовые и дипломные работы). Практическое пособие. - СПб; Изд-во СПбГАСЭ, 2004. - 35с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение полной массы автомобиля, параметров двигателя, трансмиссии и компоновки. Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля. Подбор размера шин, расчет радиуса качения. Внешние характеристики двигателя. Выбор передаточных чисел, ускорение автомобиля.
курсовая работа [79,9 K], добавлен 04.04.2010Расчёт внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя. Определение кинематических параметров трансмиссии. Построение графиков пути и времени разгона АТС. Расчет тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля Ford Transit.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 28.05.2015Комплектация и стандартные условия стендовых испытаний двигателей, оценка тягово-скоростных свойств автомобиля. Определение потерь в трансмиссии автомобиля. Построение графика внешней скоростной характеристики двигателя. Расчет значений КПД трансмиссии.
лабораторная работа [117,0 K], добавлен 09.04.2010Проведение тягового расчета автомобиля: полной массы, расчетной скорости движения, передаточных чисел трансмиссии и мощности двигателя. Обоснование теплового расчета двигателя: давление и температура. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма.
курсовая работа [619,5 K], добавлен 12.10.2011Определение 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 21.12.2013Определение длины тормозного пути и времени торможения поезда при экстренном торможении способом ПТР. Расчет основного удельного сопротивления состава в режиме выбега и поезда. Определение осевой нагрузки для каждой группы вагонов, длины состава.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 24.10.2015Методика расчета показателей тягово-скоростных свойств автомобиля. График внешней, скоростной характеристики двигателя, динамический паспорт автомобиля. Расчет показателей основных эксплуатационных свойств транспорта, график времени и пути разгона.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.06.2019Определение установившейся скорости движения автомобиля марки ЗИЛ-ММЗ-4505 с полной нагрузкой в заданных дорожных условиях. Расчет ускорения, времени и пути разгона автомобиля, замедления при торможении, тормозного пути автомобиля при всех видах загрузки.
курсовая работа [149,4 K], добавлен 22.09.2013Оценка мощности двигателя при максимальной скорости движения. Определение передаточного числа главной передачи. Построение графиков тяговой, динамической характеристик автомобиля и его ускорения при разгоне. Расчет эксплуатационного расхода топлива.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.02.2013Расчет внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля. Определение скорости движения, времени и пути разгона машины. Расчет динамического фактора автомобиля. Определение крутящего момента двигателя и минимальной частоты вращения коленчатого вала.
курсовая работа [155,5 K], добавлен 23.06.2009