Размещено на http:\\www.allbest.ru\

1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра «Тракторы и автомобили»

КУРСОВАЯ РАБОТА

ТЕМА:

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАКТОРА

Выполнил: студент 4-го курса 5-й группы

факультета механизации сельского хозяйства

Бывалов А. А.

Проверил: Рябинин В.В.

Иваново

2012

Содержание

Введение

I часть. Тяговый расчет трактора и теоретическая тяговая. Характеристика трактора

1. Определение основных параметров трактора

1.1 Масса трактора

1.2 Расчет номинальной мощности двигателя

1.3 Конструктивная и минимальная эксплуатационная масса трактора

1.4 Основные параметры ходовой системы

1.5 Передаточные числа трансмиссии и коробки передач

2. Расчет и построение характеристик тракторного двигателя

2.1 Расчет и построение внешней скоростной характеристики дизельного двигателя с регуляторной ветвью

3. Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора

3.1 Анализ тяговой характеристики трактора

II часть. Тяговый расчет автомобиля. Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля

1. Внешняя скоростная характеристика двигателя

1.1 Расчет мощности двигателя

1.2 Расчет и построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

2. Определение передаточных чисел главной передачи и коробки перемены передач

3. Тягово-скоростные свойства автомобиля

3.1 Динамический фактор и динамическая характеристика автомобиля

3.2 Динамический паспорт автомобиля

3.3 Ускорение при разгоне автомобиля

3.4 Время и путь разгона автомобиля

4. Топливная экономичность автомобиля

5. Определение времени движения и расхода топлива на маршруте

Список использованной литературы

Введение

Основной задачей курсовой работы является закрепление знаний по основным вопросам теории трактора и автомобиля. Курсовая работа состоит из двух самостоятельных частей.

Первая часть работы «Тяговый расчет и теоретическая тяговая характеристика трактора» посвящена вопросам теории трактора. Тяговый расчет трактора является одним из этапов проектирования. При тяговом расчете определяют основные конструктивные параметры трактора, которые обеспечивают реализацию его тяговых свойств в реальных условиях эксплуатации. Усвоение методики тягового расчета, научно-обоснованный анализ полученных показателей и характеристик позволяют более глубоко разобраться в вопросах эффективного использования тракторов.

Вторая часть курсовой работы «Тяговый расчет, тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля» охватывает важнейшие разделы теории автомобиля и направлена на разъяснение наиболее значимых проблем: обоснованного выбора конструктивных показателей автомобиля при проектировочном тяговом расчете и оценки его топливной экономичности и тягово-скоростных свойств.

Выполнение курсовой работы прививает навыки работы со справочным материалом, стандартами, таблицами и способствует закреплению теоретических знаний, которые используются при решении практических инженерных задач.

I часть. Тяговый расчет трактора и теоретическая тяговая характеристика трактора

1. Определение основных параметров трактора

1.1 Масса трактора

Эксплуатационную массу трактора определяют расчетным путем по формуле:

, (1.1)

где - номинальная сила тяги трактора, по заданию = 50000 Н;

- допустимая величина коэффициента использования сцепного веса трактора, принимаем равным = 0,5;

- коэффициент нагрузки ведущих колес, принимаем равным

= 1,0;

- коэффициент сопротивления качению, принимаем равным

= 0,16;

- ускорение свободного падения, м/с².

1.2 Расчет номинальной мощности двигателя

Номинальная мощность двигателя определяется по формуле:

, (1.2)

где - номинальная (максимальная) мощность двигателя, кВт;

- скорость движения на низшей рабочей передачи при номинальной силе тяги, по заданию = 6,5, км/ч;

- механический коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии, учитывающий потери мощности на трение и разбрызгивание масла в трансмиссии;

- коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя, принимаем = 0,8.

Значение механического КПД определяется по формуле:

; (1.3)

где , - КПД соответственно конической и цилиндрической пары шестерен, принимаем =0,975, =0,985;

, - число пар цилиндрических и конических шестерен, работающих на низшей рабочей передаче принимаем,

=1, =5; =1, =5;

- коэффициент, учитывающий какая часть мощности двигателя, затрачивается на холостое прокручивание трансмиссии, т.е. учитывает потери в подшипниках, принимаем =0,045.

1.3 Конструктивная и минимальная эксплуатационная масса трактора

Конструктивную массу трактора определяют по формуле:

(1.4)

где - удельная масса трактора, принимаем =62 кг/кВт.

Для трактора справедливо соотношение:

(1.5)

Эксплуатационная масса, т.е. масса трактора в работе, всегда больше конструктивной массы. Ее минимальное значение равно сумме масс конструктивной, заправочных материалов и тракториста. Обычно, для тракторов справедливо соотношение:

Т.к минимальная эксплуатационная масса соответствует требуемой для развития силы тяги, то применение балласта или иных догружающих устройств не требуется.

1.4 Основные параметры ходовой системы

Нагрузка на колесо определяется по формуле:

, (1.6)

где - коэффициент нагрузки колес, принимаем ;

- число колес на мосту,

По нагрузке на колесо выбираем покрышку 28,1R 26.

Радиус качения ведущего колеса подсчитывается по формуле:

, (1.7)

где - наружный диаметр обода колеса, на который монтируется шина, в дюймах, =26;

- ширина профиля шины, в дюймах, = 28,1;

- коэффициент деформации шины ведущего колеса.

1.5 Передаточные числа трансмиссии и коробки передач

Тяговый диапазон трактора определяют по формуле:

, (1.8)

где - коэффициент расширения тяговой зоны, принимаем = 1,2;

- номинальная сила тяги трактора предыдущего класса, =40 кН

Минимальное тяговое усилие на высшей рабочей передаче, кН:

(1.9)

где - тяговый диапазон трактора.

Общее передаточное число трансмиссии на первой рабочей передаче определяется из заданной величины скорости по формуле:

, (1.10)

где - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя,

по заданию = 2500

- скорость движения трактора на 1-ой расчетной передаче, км/ч.

Знаменатель геометрической прогрессии определяют по формуле:

, (1.11)

где - число рабочих передач, =4



Передаточное число коробки передач на резервной передаче определяется по формуле:

(1.12)

Общее передаточное число трансмиссии на 2, 3, 4 и резервной передачах определяются по формуле:

, (1.13)

где j - номер рассчитываемой передачи.

Общее передаточное число трансмиссии на технической передаче:

, (1.14)

где - скорость движения, назначаемая из технологических соображений, = 1,8 км/ч.

Передаточное число трансмиссии на высшей транспортной передаче определяется по формуле:

, (1.15)

где - максимальная транспортная скорость, =24,5 км/ч.

Промежуточную транспортную передачу можно выбирать, как среднюю геометрическую между высшей транспортной и высшей рабочей передачами:

(1.16)

2. Расчет и построение характеристик тракторного двигателя

2.1 Расчет точек внешней скоростной характеристики ведут в нижеприведенной последовательности

1. Текущее значение мощности на безрегуляторной ветви находят по эмпирической зависимости С.Р. Лейдермана:

, (2.1)

где - текущее значение мощности при -ой частоте вращения, кВт;

, и - эмпирические коэффициенты, для дизеля ; ; .

Для удобства расчетов отношение n_i/n_н заменяем и тогда

(2.2)

2. Текущее значение крутящего момента определяют по формуле:

,

где - эффективный крутящий момент, Нм;

- текущее значение мощности, кВт;

- текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1.

3. Текущее значение удельного расхода топлива определяют по формуле:

, (2.3)

где - эффективный удельный расход топлива на номинальном режиме работы двигателя, по заданию = 215 .

4. Часовой расход топлива:

, (2.4)

Приводим пример расчета по формулам 2.1 - 2.4 для относительной частоты вращения коленчатого вала Х = 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0.

Результаты расчётов по формулам 2.1 - 2.4, выполненные для других частот вращения коленчатого вала сведены в таблицу 2.1

По данным табл. 2.1. изображаем график зависимости внешней скоростной характеристики трактора и график регуляторной характеристики трактора.

Таблица 2.1 - Результаты расчетов внешней скоростной характеристики

0,3	750	51,91	660	252,62	13,11
0,5	1250	99,64	761	220,35	21,95
0,7	1750	146,3	798	205,32	30,03
0,8	2000	165,88	792	204,25	33,88
0,9	2250	181.63	770,91	207,48	37,68
1	2500	192	733,44	215	41,28
1,07	2675	0	0	?	12,38

5. Частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу определяем по формуле:

, (2.5)

где - максимальная частота вращения коленчатого вала при полной подаче топлива и , мин^-1;

- коэффициент неравномерности работы регулятора, принимаем .

Часовой расход топлива, при работе двигателя на холостом ходу имеет определенное значение и подсчитывается по формуле:

, (2.6)

где - часовой расход топлива на номинальном режиме работы двигателя. Значение выбирается из табл. 2.1 для



По данным табл. 2.1. строим внешнюю скоростную характеристику тракторного дизеля с регуляторной ветвью.

По сравнению со скоростной характеристикой регуляторная нагляднее и удобнее, особенно при рассмотрении той ее части, которая получается при работе дизеля на регуляторе.

По исходными данными из табл. 2.1. построим график регуляторной характеристики дизеля в зависимости от эффективной мощности.

3. Расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора

Тяговое усилие (кН) на ведущих колесах трактора определяем по формуле:

(3.1)

Определяем силу сопротивления качению (кН) трактора для заданного фона поля определяется по формуле:

(3.2)

Крюковое усилие (кН) можно определить из выражения определяется по формуле:

(3.3)

Теоретическая скорость (м/с) трактора определяется по формуле:

, (3.4)

где - частота вращения коленчатого вала двигателя (см. табл. 2.1).

Относительная сила тяги (кН) определяется по формуле:

, (3.5)

где - коэффициент сцепления движителей с почвой, = 1,1.

Величина коэффициента буксования может быть подсчитана по эмпирической формуле:

, (3.6)

где , и - безразмерные коэффициенты, , , ;

Для определения действительной скорости (м/с) трактора на рабочих передачах используем зависимость:

, (3.7)

Для каждой рабочей передачи определяют мощность (кВт) на крюке трактора по формуле:

, (3.8)

Для оценки топливной экономичности трактора определяют удельный крюковой расход топлива, г/кВт*ч

, (3.9)

Тяговый КПД трактора подсчитывают по формуле:

, (3.10)

Приведем пример расчёта по формулам (3.1) - (3.10.) для первой передачи и частоты вращения .

Результаты расчёта по формулам (3.1) - (3.10), выполненных для других передач, приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1. - Тягово-динамические и экономические показатели трактора

Передача	Расчетная точка
I	0,7	1750	146.3	798	30.03	99,853	76,324	1,27	0,121	1,12	85,48	351,31	-
	0,8	2000	165.88	792	33.88	99,103	75,574	1,45	0,115	1,28	96,73	350,25	-
	0,9	2250	181.63	770.41	37.68	96,401	72,871	1,63	0,109	1,45	105,66	356,61	-
	1,0	2500	192	733.44	41.28	91,775	68,245	1,81	0,102	1,62	110,89	372,26	58
II	0,7	1750	146.3	798	30.03	86,94	63,44	1,45	0,094	1,31	83,11	361,33	-
	0,8	2000	165.88	792	33.88	86,32	62,79	1,66	0,093	1,50	94,18	359,73	-
	0,9	2250	181.63	770.41	37.68	83,96	60,43	1,87	0,089	1,70	102,74	366	-
	1,0	2500	192	733.44	41.28	79,93	56,40	2,08	0,083	1,91	107,74	383,14	56
III	0,7	1750	146.3	798	30.03	75,76	52,23	1,67	0,077	1,54	80,43	372,6	-
	0,8	2000	165.88	792	33.88	75,192	51,66	1,91	0,076	1,76	90,92	380	-
	0,9	2250	181.63	770.41	37.68	73,189	49,65	2,15	0,073	1,99	98,97	398,84	-
	1,0	2500	192	733.44	41.28	69,955	46,42	2,39	0,068	2,23	103,5	420,93	54
IV	0,7	1750	146.3	798	30.03	61,62	42,46	1,92	0,062	1,80	76,43	392,9	-
	0,8	2000	165.88	792	33.88	60,79	41,96	2,19	0,062	2,05	86,03	393,81	-
	0,9	2250	181.63	770.41	37.68	58,66	40,18	2,46	0,059	2,31	93,01	405	-
	1,0	2500	192	733.44	41.28	55,19	37,12	2,74	0,054	2,59	96,15	429,3	50

По данным табл. 3.1. изображаем график тягово-динамических и экономических показателей трактора.

3.1 Анализ тяговой характеристики трактора

Построенную тяговую характеристику анализируют следующим образом:

1) Выбираем при фоне поля «поле подготовленное под посев» характерной операцией будет посев и в качестве рассматриваемой машины выбирается высокоскоростной сеялку СЗ-3,6 с шириной захвата 18 м и допустимой скоростью движения до 12 км/ч.

Рабочее тяговое сопротивление плуга:

,

где - удельное сопротивление на единицу площади поперечного сечения пласта, принимаем =1,6 кПа;

- ширина захвата сеялки, принимаем = 18 м;

2) Наиболее оптимальной передачей для работы трактора с данной с/х машиной является 4 передача оптимальная скорость движения =2,6 м/с, =429,3 г/кВт•ч, =41,28 кг/ч. Диапазон силы тяги и номера передач на которых достигается наибольшая эффективность использования топлива является 1 и 2 передача от =99,853…79,938 кН.

3) Сравнивают полученные технико-экономические показатели с показателями трактора К-700 прототипа получили:

- номинальная мощность трактора прототипа = 158 кВт, а полученная номинальная мощность трактора при расчетах = 192 кВт;

- эксплуатационная масса трактора прототипа = 11000 кг, а полученная эксплуатационная масса трактора при расчетах = 14991 кг.

II часть. Тяговый расчет автомобиля. Тягово-скоростные свойства и топливная. Экономичность автомобиля

1. Внешняя скоростная характеристика двигателя

1.1 Расчет мощности двигателя

Мощность двигателя (кВт) необходимая для движения с максимальной скоростью определяется по формуле:

, (1.1)

где - коэффициент обтекаемости автомобиля, справочная величина, принимаем = 0,5 ;

- площадь лобовой поверхности автомобиля, принимаем = 4,99 м²;

- максимальная скорость движения, по заданию= 110 ;

- коэффициент полезного действия трансмиссии, принимаем = 0,82

Полная масса автомобиля находится по формулам:

(1.2)

m_гр - грузоподъемность грузового автомобиля, по заданию

m_гр = 5100 кг.

m₀ - снаряженная масса автомобиля m₀=4980 кг.

m_б - масса багажа перевозимого 1 человеком m_б=5 кг.

п - пассажировместимость п=2…3 кг.

Номинальную мощность определяем по формуле:

, (1.3)

где , и - эмпирические коэффициенты, для карбюраторных двигателей ;

- отношение, у автомобилей, снабженных двигателями с ограничителем частоты вращения, принимаем ;

1.2 Расчет и построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

Расчет точек внешней скоростной характеристики ведут в нижеприведенной последовательности.

1. Текущее значение мощности на безрегуляторной ветви находят по эмпирической зависимости С.Р. Лейдермана:

, (1.4)

где - текущее значение мощности при -ой частоте вращения, = 128 кВт;

Для удобства расчетов отношение n_i/n_н заменяем и тогда

(1.5)

2. Текущее значение крутящего момента определяют по формуле:

,

где - эффективный крутящий момент, Нм;

- текущее значение мощности, кВт;

- текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1.

3. Текущее значение удельного расхода топлива определяют по формуле:

, (1.6)

где - эффективный удельный расход топлива на номинальном режиме работы двигателя, по заданию = 355 .

4. часовой расход топлива:

, (1.7)

Приводим пример расчета по формулам 1.4 - 1.7 для относительной частоты вращения коленчатого вала Х = 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 0,9.

Результаты расчётов по формулам 1.4 - 1.7, выполненные для других частот вращения коленчатого вала сведены в таблицу 1.2

Таблица 1.2 - Результаты расчетов внешней скоростной характеристики

0,3	1065	46,5	416,9	335,12	15,58
0,5	1775	80	430,	305,3	24,42
0,7	2485	108,4	416,6	303,9	32,94
0,8	2840	118,8	399,5	313,8	37,28
0,9	3195	125,6	375,4	330,9	41,56
1,0	3550	128	344,3	355	45,44

По данным табл.1.2. изображаем график внешней скоростной характеристики автомобиля.

Частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу определяем по формуле:

, (1.8)

где n_н - частота вращения коленчатого, по заданию n_н = 4100 мин^-1;



Часовой расход топлива, при работе двигателя на холостом ходу имеет определенное значение и подсчитывается по формуле:

, (1.9)

где - часовой расход топлива на номинальном режиме работы двигателя. Значение выбирается из табл. 1.2 для

По данным табл. 1.2 строим внешнюю скоростную характеристику карбюраторного двигателя с ограничителем частоты вращения.

2. Определение передаточных чисел главной передачи и коробки перемены

Шины автомобиля выбирают, исходя из нагрузки, приходящейся на колесо. Нагрузку , Н приходящуюся на ведущие колеса, определим по формуле:

, (2.1)

где - сцепной вес автомобиля, Н;

- число ведущих колес, принимаем = 4.

Для полноприводных автомобилей сцепной вес автомобиля определяется по формуле:

;

Где, к₂-коэффициент учитывающий перераспределение нагрузки в тяговом режиме к₂=1,1…1,3

?₂- коэффициент нагрузки задней оси в статическом состоянии ?₂=0,7…0,75

У полноприводных автомобилей с одинарными колесами распределение веса выбирается таким, чтобы обеспечить примерно равномерную нагрузку всех мостов. При этом нагрузку на передний мост принимают на 4…8 % меньше, чем на остальные.

Выбираем исходя из нагрузки на одно колесо, определенной по формуле (2.1), шины марки 11 R 20.

Передаточное число главной передачи определяется из условия достижения максимальной скорости движения автомобиля определяется по формуле:

, (2.2)

где - передаточное число коробки перемены передач на высшей передаче, принимаем =1;

r_к - радиус колеса, принимаем r_к = 0,505 м

Данные условия выполняются при соблюдении неравенства:

,

где - максимальный крутящий момент двигателя, определяемый по внешней скоростной характеристике, принимаем

= 430,4 Н?м;

 - коэффициент сцепления колес с дорогой, принимается равным ;

;

Из неравенства выбираем передаточное число коробки перемены передач на первой передаче ().

С другой стороны передаточное число должно обеспечивать минимально устойчивую скорость движения, необходимую для маневрирования в стесненных условиях:

, (2.3)

где - минимально устойчивые обороты коленчатого вала (по внешней скоростной характеристике), принимаем = 1065 мин^-1.

Минимально устойчивая скорость движения должна быть равной у полноприводных автомобилей 0,7…1,4 .

Передаточные числа промежуточных передач определяются из

выражения:

, (2.4)

где - порядковый номер рассчитываемой передачи;

- число ступеней коробки передач, = 4

2-я передача:

3-я передача:

4-я передача:

3. Тягово-скоростные свойства автомобиля

3.1 Динамический фактор и динамическая характеристика автомобиля

Порядок расчета динамического фактора следующий.

1) Используя данные внешней скоростной характеристики (, ),

а также установленные ранее значения , , определяют величину тягового усилия на ведущих колесах для всех передач:

. (3.1)

2) Скорость движения автомобиля определяют по формуле:

. (3.2)

3) Величина силы сопротивления встречного потока воздуха

. (3.3)

4) Рассчитывают значения динамического фактора груженого автомобиля

. (3.4)

Приведем пример расчёта по формулам (3.1) - (3.4) для данных внешней скоростной характеристики n_i=1065мин^-1; М_е = 416,9 Н^.м.

Результаты расчётов по формулам (3.1) - (3.4), выполненные для других частот вращения коленчатого вала сведены в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Динамический фактор автомобиля

	1065	1775	2485	2840	3195	3550
	416,9	430,4	316,6	399,5	375,4	344,3
I передача
	1,31	2,18	3,05	3,49	3,93	4.36
	29,189	30,135	29,168	27,971	26,284	24,106
	0,00428	0,01185	0,02320	0,03038	0,03853	0,04743
-	29,185	30,123	29,145	27,794	26,245	24,059
	0,288	0,297	0,2876	0,275	0,260	0,238
II передача
	2,51	4,17	5,84	6,68	7,52	8,35
	15,56	15,75	15,25	14,62	13,74	12,60
	0,01572	0,04338	0,08509	0,11133	0,14109	0,17395
-	15,54	15,71	15,15	14,51	13,60	12,43
	0,154	0,155	0,150	0,144	0,134	0,123
III передача
	4,8	8	11,2	12,8	14,4	16
	7,96	8,22	7,95	7,63	7,17	6,57
	0,0574	0,1596	0,3129	0,4087	0,5173	0,6387
-	7,90	8,06	7,64	7,22	6,65	5,93
	0,078	0,080	0,075	0,071	0,066	0,059
IV передача
	9,17	15,28	21,39	24,45	27,5	30,56
	4,16	4,30	4,16	3,99	3,75	3.44
	0,2098	0,5825	1,1415	1,4915	1,8868	2.3301
-	3.96	3,72	3,02	2,50	1,87	1,11
	0,039	0,036	0,030	0,025	0,018	0,011

По данным табл. 3.1. графически изображаем зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля - динамическую характеристику (см. приложение 5).

Максимальные значения тяговых сил могут ограничиваться прочностью контакта колес с дорогой. Поэтому на динамической характеристике наносят линии, соответствующие максимальным по сцеплению значениям динамического фактора . Значения рассчитывают для трех заданных дорожных условий по формуле:

, (3.5)

где - порядковый номер дорожного условия;

- коэффициент сцепления колес с дорогой при - ом дорожном условии, принимаем , , .



Значение динамического фактора численно равно коэффициенту сопротивления качению -. Максимально возможная скорость движения находится пересечением кривой динамического фактора с горизонтальной прямой , отложенной в том же масштабе, что и . Принимаем , ,

Максимально возможные скорости движения автомобиля достигается:

1-й участок - асфальтовое шоссе (мокрое): f =0.015, Vamax=29,5 м/с, на четвертой передаче;

2-й участок - грунтовая дорога (мокрая): f=0.050, Vamax=16, на третьей передаче;

3-й участок - песок (мокрый): f=0.06, Vamax=15,8, на третьей передаче.

При первом и третьем участке буксования происходить не будет на всех передачах . На втором участке может наблюдается буксование при движении автомобиля на первой передаче при скоростях от 1,31…4,36 м/с. Определяем максимальный угол подъема, преодолеваемый груженым автомобилем на первой передаче при равномерном движении и отсутствии буксования колес. Максимальный угол подъема равен

, (3.6)

где - максимальное значение динамического фактора на первой передаче.

1-й участок - асфальтовое шоссе (мокрое): f =0.015

2-й участок - грунтовая дорога (мокрая): f=0.05

3-й участок - песок (мокрый): f=0.06

3.2 Динамический паспорт автомобиля

Масштаб a₀ котором откладывается значение D₀, определяется в зависимости от масштаба a₁₀₀, принято для D_. Отрезок a₀(мм), выражающий какое-то значение динамического фактора на шкале D₀, связан с отрезком a₁₀₀(мм), выражающим тоже значение на шкале D зависимостью

, где (3,7)

a₁₀₀-отрезок выражающий некоторое значение величины динамического фактора на шкале D.



Масштаб шкалы динамического фактора при максимальной степени загрузки определяется по формуле:

, где (3,8)

- максимальное значение степени загрузки, принимаем

Сцепной вес порожного автомобиля определяется по формуле:

, где (3,9)

коэффициент загрузки задней оси у порожного автомобиля, принимаем

Динамический фактор по условию сцепления колес с дорогой у порожного и груженого автомобиля определяются по формуле:

(3.10)

, где (3.11)

=0,1 - шаг изменения коэффициента сцепления.



Масштабы в₀ и в₁₀₀ определяются по формулам:

(3.12)

(3.13)

По результатам расчетов изображаем график динамического паспорта автомобиля (см. приложение 6).

3.3 Ускорение при разгоне автомобиля

Коэффициент учета вращающихся масс вычисляется по формуле:

, где (3.14)

-коэффициенты учета вращающихся масс связанных с ходовой частью и двигателем, соответственно принимаем

Ускорение при интенсивном разгоне определяется по формуле:

,где (3.15)

- коэффициент суммарного сопротивления дороги .

Приведем пример расчёта по формулам для данных ускорения при интенсивном разгоне. При , n=1065 Vа=1,31 м/с

Результаты расчётов, выполненные для других частот вращения коленчатого вала сведены в таблицу 3.3

Таблица 3.3- Ускорение при разгоне автомобиля

Показатель	Частота вращения коленчатого вала двигателя , мин-1
	1065	1775	2485	2840	3195	3550
I передача
	1,31	2,18	3,05	3,49	3,93	4.36
	0,671	0,693	0,669	0,639	0,602	0,548
II передача
	2,51	4,17	5,84	6,68	7,52	8,35
	0,736	0,741	0,715	0,683	0,630	0,571
III передача
	4,8	8	11,2	12,8	14,4	16
	0,487	0,502	0,464	0,433	0,394	0,340
IV передача
	9,17	15,28	21,39	24,45	27,5	30,56
	0,212	0,186	0,132	0,088	0,026	-0,035

По данным табл. 3.3. строим график ускорения при разгоне автомобиля.

3.4 Время и путь разгона автомобиля

Возрастание скорости в интервале -?V_a,м/с определяется по формуле:

(3.16)

Средняя скорость интервала V_ср,м/с определяется по формуле:

(3,17)

Средняя величина ускорения в интервале а_ср, м/с² определяется по формуле:

(3,18)

Время разгона от начальной до конечной скорости интервала -t,с определяется по формуле:

(3.19)

Суммарное время разгона от скорости V_{a min} до конечной скорости интервала -T,с

(3.20)

Путь разгона на участке -l,м определяется по формуле:

(3.21)

Суммарный путь разгона от минимально скорости V_{a min} до конечной скорости интервала -S,м

(3.22)

Величина уменьшения скорости в процессе переключения передач:

Приведем пример расчета 1 интервала:

Результаты расчётов, выполненные для других интервалов сведены в таблицу 3.3

Таблица 3.4. Расчет времени и пути разгона

Величина	Номер интервала
	I передача		II передача
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Скорость интервала- Va -начальная, м/с -конечная, м/с	1,31 2,18	2,18 2,51	2,51 2,579	2,579 4,17	4,17 5,84	5,84 6,68	6,68 7,52	7,52 8,35	8,35 8,281
Возрастание скорости в интервале -?Va,м/с	0,87	0,33	0,069	1,66	1,67	0,84	0,84	0,83	0,069
Средняя скорость интервала Vср,м/с	4,61	2,345	2,544	3,34	5,005	6,26	7,1	7,935	8,315
Ускорение в интервале а -начальная, м/с2 -конечная, м/с2	0,671 0,693	0,693 0,68	0,68 0,736	0,736 0,741	0,741 0,715	0,715 0,683	0,683 0,63	0,63 0,571	0,571 0,5
Средняя величина ускорения в интервале аср, м/с2	0,682	1,373		0,738	0,728	0,699	0,656	0,6
Время разгона от начальной до конечной скорости интервала -t,с	1,275	0,24	0,5	2,249	2,294	1,20	1,496	1,38	0,5
Суммарное время разгона от скорости Va min до конечной скорости интервала -T,с	1,275	1,515	2,015	4,264	6,558	7,758	9,254	10,634	10,99
Путь разгона на участке -l,м	5,878	0,562	1,272	7,512	11,481	7,758	10,62	10,95	4,157
Суммарный путь разгона от минимально скорости Va min до конечной скорости интервала -S,м	5,878	6,44	7,712	15,224	26,705	34,217	44,837	55,787	59,944
Величина	Номер интервала
	III передача	IV передача
	10	11	12	13	14	15	16	17
Скорость интервала- Va -начальная, м/с -конечная, м/с	8,281 11,2	11,2 12,8	12,8 14,4	14,4 16	16 15,93	15,93 21,39	21,39 24,45	24,45 27,5
Возрастание скорости в интервале -?Va,м/с	2,919	1,6	1,6	1,6	0,069	5,46	3,06	3,05
Средняя скорость интервала Vср,м/с	9,74	12	13,6	15,2	15,965	18,39	22,92	25,97
Ускорение в интервале а -начальная, м/с2 -конечная, м/с2	0,5 0,464	0,464 0,433	0,433 0,394	0,394 0,340	0,34 0,18	0,18 0,132	0,132 0,088	0,088 0,026
Средняя величина ускорения в интервале аср, м/с2	0,482	0,448	0,413	0,367		0,16	0,11	0,057
Время разгона от начальной до конечной скорости интервала -t,с	6,056	3,57	3,87	4,36	0,5	34,12	27,81	53,50
Суммарное время разгона от скорости Va min до конечной скорости интервала -T,с	17,046	20,616	24,485	28,846	29,346	63,546	91,356	144,856
Путь разгона на участке -l,м	58,985	42,84	52,63	66,27	7,98	627,46	637,41	1389,39
Суммарный путь разгона от минимально скорости Va min до конечной скорости интервала -S,м	118,929	161,796	214,399	280,669	288,649	916,11	1553,5	2942,9

По данным табл. 3.4. строим график времени и пути разгона автомобиля.

4. Топливная экономичность автомобиля

Расход топлива в литрах на 100 км пробега определяется по формуле

, (4.1)

где - удельный расход топлива на -ом скоростном режиме работы двигателя при -ой передаче в -ом дорожном условии, ;

- мощность, требуемая для движения со скоростью в-ом дорожном условии, кВт;

- плотность топлива; при 20 ⁰С у бензина составляет

0,72 - 0,78.

Мощность, которую необходимо развить двигателю для движения со скоростью по дороге с коэффициентом сопротивления определяют выражением

. (4.2)

При этом удельный эффективный расход топлива представляется в виде функций нескольких параметров:

, (4.3)

где - коэффициент, учитывающий влияние на расход топлив нагрузочного режима;

- коэффициент, учитывающий скоростной режим двигателя.

При сравнительных или приближенных расчетах можно воспользоваться эмпирическими зависимостями:

для карбюраторных двигателей

;

для всех типов двигателей

,

где - степень использования мощности двигателя при -ой частоте вращения на -ой передаче в -ом дорожном условии;

- степень использования частоты вращения на -ой частоте вращения коленчатого вала.

Под степенью использования мощности понимается отношение мощности двигателя при рассматриваемом режиме движения к той мощности, которая потенциально может быть им развита на том же скоростном режиме работы

. (4.4)

Под степенью использования частоты вращения понимают отношение текущего значения частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения при номинальной мощности

 (4.5)

Приведем пример расчета для n=1065 Ne=46,5 кВт, Vа=9,17 м/с:

.

;

;

;

;

,

Результаты расчетов по формулам (4.1) - (4.5) сводятся в табл. 4.1. По результатам расчетов строится график топливно-экономической характеристики

Таблица 4.1 - Топливно-экономическая характеристика автомобиля

	Пере- дача	, мин-1	, кВт	Va, м/с	Nf, кВт					, г/кВт.ч	, л/100км
0,015	4	1065	46,5	9,17	19,33	0,415	1,205	0,3	1,035	442,74	33,26
		1775	80	15,28	39,15	0,489	1,065	0,5	0,875	330,81	30,21
		2485	108,4	21,39	69,39	0,640	0,920	0,7	0,958	312,88	36,18
		3840	118,8	24,45	89,75	0,755	0,909	0,8	0,968	312,304	40,86
		3195	125,6	27,5	114,21	0,909	0,969	0,9	0,986	339,18	50,21
		3550	128	30,56	143,44	1,121	1,078	1,0	1,01	386,52	64,67
0,05	3	1065	46,5	4,8	29,96	0,644	0,916	0,3	1,035	336,56	74,87
		1775	80	8	50,94	0,634	0,914	0,5	0,875	283,91	64,43
		2485	108,4	11,2	73,41	0,677	0,906	0,7	0,958	308,12	71,97
		3840	118,8	12,8	85,38	0,719	0,905	0,8	0,968	310,99	73,93
		3195	125,6	14,4	97,98	0,780	0,914	0,9	0,986	319,92	77,58
		3550	128	16	111,23	0,868	0,948	1,0	1,01	339,91	84,22
0,06	3	1065	46,5	4,8	35,89	0,772	0,913	0,3	1,035	335,45	89,39
		1775	80	8	60,82	0,760	0,909	0,5	0,875	282,35	76,51
		2485	108,4	11,2	87,24	0,805	0,921	0,7	0,958	313,22	86,96
		3840	118,8	12,8	101,2	0,852	0,940	0,8	0,968	323,02	91,02
		3195	125,6	14,4	115,76	0,921	0,975	0,9	0,986	341,28	97,78
		3550	128	16	130,98	1,023	1,028	1,0	1,01	368,58	107,53

По данным табл. 4.1. строим график топливно-экономической характеристики автомобиля

У автомобиля прототипа ЗИЛ-433110 максимальный расход топлива на 60км/ч 18,4л на 100км пути. У нашего автомобиля расход составляет 30,8л на 100 км. При первом дорожном условии. Отсюда следует что автомобиль тратит больше топлива на 100км пути, но это связано лишь с различными дорожными условиями.

5. Определение времени движения и расхода топлива на маршруте

Построением определяют максимально возможные скорости на соответствующих участках и по известным и рассчитывают время движения (с) на каждом участке:

, (5.1)

;;

где - протяженность -го участка маршрута (по заданию), км.

Общее время движения на маршруте определяют по формуле:

(5.2)

Обобщенным показателем, по которому наиболее полно можно оценить тягово-скоростные свойства автомобиля, является средне техническая скорость движения , получаемая делением пройденного пути на время непрерывного движения:

(5.3)

Количество топлива (л), необходимое для преодоления -го участка маршрута определяют по формуле:

 (5.5)

;;

(5.6)

Результаты расчетов по формулам (5.1) - (5.6) заносим в табл. 5.1.

Таблица 5.1 - Расчетная таблица расхода топлива и времени движения на маршруте

Данные и расчетные величины	№ участка
	1	2	3
Протяженность участка маршрута , км	50	7,5	42,5
Коэффициент суммарного дорожного сопротивления	0,015	0,050	0,60
Максимальная скорость движения на участке , м/с	29,5	16	15,8
Номер передачи	4	3	3
Время движения на участке маршрута , с	1694,9	468,7	2689,8
Путевой расход топлива на участках маршрута , л/100км	62	84	106
Расход топлива на участке , л	31	6,3	45,05
Общее время движения на маршруте , с	4853,4
Средняя техническая скорость движения , км/ч	20,60
Суммарный расход топлива на маршруте , л	82,35

По данным табл. 5.1. строим график расхода топлива и времени движения на маршруте

Список использованной литературы

1.Рябинин В.В.; Герасимов А.И.; Под ред. проф. Чернова Ю.И. Тяговый расчет и теоретическая характеристика трактора. Тяговый расчет, тягово-скоростные свойства автомобиля: Учебное пособие. - Иваново: ИГСХА, 2007

Размещено на allbest.ru