Тяговый расчет автомобиля ГАЗ-53А с двигателем ЗМЗ–53

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

тяга двигатель ускорение автомобиль

1 Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-53

2 Тяговый баланс автомобиля

3 Динамический фактор автомобиля

4 Характеристика ускорений автомобиля

5 Характеристика времени и пути разгона автомобиля

6 Мощностной баланс автомобиля

7 Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Заключение

Список литературы

1 ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ ЗМЗ-53

Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности [кВт]_, эффективного крутящего момента [Н·м], удельного расхода топлива [г / кВт·ч], часового расхода топлива [кг / ч]_, от частоты вращения коленчатого вала [об / мин] при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.

Определение текущего значения эффективной мощности , [кВт] от частоты вращения коленчатого вала двигателя производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:

,

где - максимальная эффективная мощность двигателя [кВт];

- текущая частота вращения [об / мин];

- частота вращения при максимальной мощности [об / мин];

Для бензинового двигателя коэффициенты =1 и =1

Определение наименьшей устойчивой - и максимальной - частот вращения коленчатого вала [об / мин]

=0,13·n_N; = 0,13·3200 = 416 об / мин

Т.к. на двигателе установлен ограничитель частоты вращения коленчатого вала, то:

=1,2· n_N; = 1,2·3200 = 3840 об / мин

= 11,7 кВт

Значения эффективной мощности двигателя сводятся в табл. 1

Определение мощности НЕТТО двигателя , [кВт]

= 0,9·;

= 0,9·11,7 = 10,5 кВт

Значения мощности НЕТТО двигателя сводятся в табл. 1. Определение эффективного крутящего момента двигателя , [Н·м]

=9550·;

== 279,3 Н·м

Значения эффективного крутящего момента двигателя сводятся в табл. 1. Определение крутящего момента двигателя НЕТТО , [Н·м]

= 0,9·;

= 0,9·279,3 = 251,4 Н·м

Значения крутящего момента двигателя НЕТТО сводятся в табл. 1. Определение удельного расхода топлива , [г / кВт·ч]

,

где - минимальный удельный расход топлива [г / кВт·ч]

= 327,2 [г / кВт·ч]

Значения удельного расхода топлива двигателя сводятся в табл. 1. Определение часового расхода топлива двигателя , [кг / ч]

= 3,8 кг / ч

Значения часового расхода топлива двигателя сводятся в табл. 1

2 ТЯГОВЫЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ

Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах , [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению , [Н] и воздуха , [Н] от скорости движения автомобиля [км / ч]

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи , [Н]

,

где - коэффициент полезного действия трансмиссии;

- передаточное число трансмиссии;

- радиус качения колеса, [м]

,

где - передаточное число коробки переменных передач

- передаточное число главной передачи

Радиус качения колеса , [м] для радиальной шины определяется как:

КПД трансмиссии определяется:

,

где K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на -той передаче;

L - число пар конических или гипоидных шестерен;

M - число карданных шарниров.

Расчет скорости движения автомобиля для каждой передачи , [км / ч]

Расчет силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 1-й передаче



м

Н

км / ч

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 1-й передаче сводятся в табл. 2. Расчет силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 2-й передаче

Н

км / ч

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 2-й передаче сводятся в табл. 2. Расчет силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 3-й передаче

Н

км / ч

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 3-й передаче сводятся в табл. 2. Расчет силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 4-й передаче

Н

км / ч

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля на 4-й передаче сводятся в табл. 2. Расчет силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию , [Н]

,

где - масса полностью загруженного автомобиля, [кг]

= 9,8 - ускорение свободного падения, [м / с²]

- коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса

,

где = 0,018 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;

= 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.

Расчет коэффициента сопротивления качению колеса и силы сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону , [Н]

Н

Расчет коэффициента сопротивления качению колеса и силы сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге, [Н]

Н

Значения сил сопротивления качению колес автомобиля сводятся в табл. 3. Расчет силы сопротивления воздуха действующей на автомобиль , [Н]

,

где - коэффициент обтекаемости формы автомобиля, [кг / м³]

- площадь МИДЕЛЯ - площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м²].

[кг / м³],

где - коэффициент аэродинамического сопротивления;

 = 1,225 [кг / м³] - плотность воздуха

[м²],

где - колея передних колёс автомобиля, [м]

- наибольшая высота автомобиля, [м]

м²

кг / м³

Н

Значения сил сопротивления воздуха автомобиля сводятся в табл. 3

;

Н укатанная снеж. дорога

Н мокрый асфальт

Н сухая грунт. дорога

Н сухой асфальт

3 ДИНАМИЧЕСКИЙ ФАКТОР АВТОМОБИЛЯ

Динамический фактор автомобиля представляет собой совокупность динамических характеристик, номограммы нагрузок автомобиля.

Динамическая характеристика - это зависимость динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой от скорости его движения

.

Динамическим фактором автомобиля называется отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

.

Расчет динамического фактора и силы сопротивления воздуха , [H] на 1-ой передаче

Н

Значения динамического фактора и силы сопротивления воздуха на 1-й передаче сводятся в табл. 4. Расчет динамического фактора и силы сопротивления воздуха , [H] на 2-ой передаче

Н

Значения динамического фактора и силы сопротивления воздуха на 2-й передаче сводятся в табл. 4.

Расчет динамического фактора и силы сопротивления воздуха , [H] на 3-ей передаче

Н

Значения динамического фактора и силы сопротивления воздуха на 3-й передаче сводятся в табл. 4. Расчет динамического фактора и силы сопротивления воздуха , [H] на 4-ой передаче

Н

Значения динамического фактора и силы сопротивления воздуха на 4-й передаче сводятся в табл. 4. Расчет суммарного коэффициента сопротивления дороги

С учетом того, что автомобиль движется по ровной, горизонтальной поверхности дороги, то . Значения коэффициентов сопротивления качению колес по асфальтобетону и по грунтовой дороге берутся из таблицы 3

Значения коэффициента суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону и по грунтовой дороге сводятся в табл. 5.

мм

мм

=>

4 ХАРАКТЕРИСТИКА УСКОРЕНИЙ АВТОМОБИЛЯ

Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости , [м / с²], при его разгоне на каждой передаче. Величину ускорений , [м / с²] при разгоне автомобилей рассчитывают из выражения:

,

где - коэффициент суммарного дорожного сопротивления по асфальтобетонному покрытию ( = );

- коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля

,

где - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей автомобиля, [кг / м²];

- момент инерции колес автомобиля, [кг / м²];

n=4 - общее число колес автомобиля

Таким образом, величина коэффициента показывает, во сколько раз увеличиваются силовые и мощностные затраты, связанные с разгоном автомобиля, по причине разгона вращающихся масс автомобиля (двигателя, шестерен и валов трансмиссии, колес и связанных с ними деталей)

Расчет величины ускорения при разгоне автомобиля на 1-ой передаче

м / с²

Значения величины ускорения при разгоне автомобиля на 1-ой передаче сводятся в табл. 5. Расчет величины ускорения при разгоне автомобиля на 2-ой передаче

м / с²

Значения величины ускорения при разгоне автомобиля на 2-ой передаче сводятся в табл. 5. Расчет величины ускорения при разгоне автомобиля на 3-ей передаче

м / с²

Значения величины ускорения при разгоне автомобиля на 3-ей передаче сводятся в табл. 5. Расчет величины ускорения при разгоне автомобиля на 4-ой передаче

м / с²

Значения величины ускорения при разгоне автомобиля на 4-ой передаче сводятся в табл. 5

5 ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ

Характеристика разгона представляет собой зависимости времени t = f(V_a), [c] и пути S = f(V_a), [м], разгона полностью загруженного автомобиля, на отрезке ровного, горизонтального шоссе с асфальтобетонным покрытием. Для определения времени разгона воспользуемся графиком зависимости j_a = f(V_a).

Время разгона. Время движения автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину , определяется по закону равноускоренного движения:

,

где км / ч

- значение ускорения в начале интервала, [м / с²]

- значение ускорения в конце интервала, [м / с²]

Суммарное время разгона автомобиля на заданной передаче от минимальной скорости V_{a min} до максимальной скорости V_{a max} находят суммированием времени разгона на интервалах:

где q - общее число интервалов.

Определение значений времени разгона автомобиля

м / с²

км / ч

с

Значения времени разгона автомобиля сводятся в табл. 6

Путь разгона:

, [м] - путь, проходимый автомобилем за время

- значение скорости в начале интервала, км / ч

- значение скорости в конце интервала, км / ч

- время движения автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину

Путь, проходимый автомобилем при его разгоне, от минимальной скорости V_{a min} = 0 до максимальной - V_{a max}, находят суммированием расстояний на интервалах:

, [м]

где q - общее число интервалов.

Путь, пройденный автомобилем за время переключения передачи с индексом на передачу с индексом составляет:

Определение значений пути разгона

с

 км / ч

м

Значения пути разгона автомобиля сводятся в табл. 6

6 МОЩНОСТНОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ

Мощностной баланс автомобиля представляет собой совокупность зависимостей мощностей на ведущих колесах автомобиля, [кВт], для всех передаточных чисел трансмиссии, мощностей сопротивления дороги , [кВт], и воздуха , [кВт], от скорости движения , [км / ч].

Расчет мощности, приведенной от двигателя к колесам автомобиля, на каждой передаче, [кВт]

Расчет мощности, приведенной от двигателя к колесам автомобиля, на 1-ой, 2-ой и 3-ей, передачах

кВт

Значения мощности, приведенной от двигателя к колесам на 1-ой, 2-ой, 3-ей передачах сводятся в табл. 7. Расчет мощности, приведенной от двигателя к колесам автомобиля на 4-ой передаче

 кВт

Значения мощности, приведенной от двигателя к колесам на 4-й передаче сводятся в табл. 7. Расчет мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха , [кВт]

кВт

Значения мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха сводятся в табл. 7. Расчет мощности суммарного сопротивления дороги , [кВт]

,

где - , причем - сила, затрачиваемая на преодоление автомобилем подъема.

Так как автомобиль движется по ровной горизонтальной поверхности дороги, то . и принимаем из таблицы 3. Расчет мощности сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону

кВт

Расчет мощности сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге

 кВт

Значения мощности сопротивления качению колес автомобиля сводятся в табл. 8.

7 ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

Топливно-экономическая характеристика автомобиля позволяет определять расход топлива в зависимости от скорости его движения. Она представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости автомобиля.

Значения путевого расхода топлива , [л / 100 км] определяют по выражению:

,

где - часовой расход топлива, [кг / ч],

,

где - функция зависимости удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя, [г / кВтч];

- суммарная мощность сопротивления движению автомобиля, [кВт];

- коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от коэффициента использования мощности двигателя .

,

где - плотность топлива, [г / см³];

, [г / см³] - плотность бензина;

Определение путевого расхода топлива на 3-й передаче по асфальтобетону.

кг / ч

л / 100 км

Значения путевого расхода топлива на 3-й передаче по асфальтобетону сводятся в табл. 9. Определение путевого расхода топлива на 3-й передаче по грунту

 кг / ч

л / 100 км

Значения путевого расхода топлива на 3-й передаче по грунту сводятся в табл. 9. Определение путевого расхода топлива на 4-й передаче по асфальтобетону

кг / ч

л / 100 км

Путевого расхода топлива на 4-й передаче по асфальтобетону сводятся в табл. 9. Определение путевого расхода топлива на 4-й передаче по грунту

кг / ч

л / 100 км

Путевого расхода топлива на 4-й передаче по грунту сводятся в табл. 9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе я провел тяговый расчет автомобиля ГАЗ 53А с двигателем ЗМЗ-53. Построил внешнюю скоростную характеристику двигателя. Вычислил тягу, динамику и ускорения автомобиля на разных передачах КПП. Также произвел расчет времени и пути разгона автомобиля, баланс мощностей и экономичность двигателя на данной передаче по разным типам дорожных покрытий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий. Методические указания по курсовому проектированию. Составитель А.И. Федотов.

Размещено на Allbest.ru