Тяговый расчет автомобиля ЛАЗ-698
Анализ методики тягового расчета автобуса ЛАЗ-698 с целью определения характеристик движения автомобиля. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел трансмиссии. Тягово-динамические характеристики автомобиля.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.06.2017 |
| Размер файла | 1,4 M |
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.
23
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Содержание
- 1. Тяговый расчет автомобиля ЛАЗ-698
- 1.1 Построение внешней скоростной характеристики двигателя
- 1.2 Определение передаточных чисел трансмиссии
- .3 Тягово-динамические характеристики автомобиля
- 1.4 Время и путь разгона автомобиля
- 1.5 Мощностной баланс автомобиля
- 1.6 Динамический паспорт автомобиля
- 2. Топливно-экономическая характеристика автомобиля
- 3. Управляемость автомобиля
- 4. Устойчивость автомобиля
- Заключение
- Литература
Техническое задание
Тема курсового проекта: Тяговый расчет автомобиля ЛАЗ-698.
Данные по автомобилю для тягового расчета:
Полная масса автомобиля: ma=12970 кг;
Коэф. сопротивления дороги при малой скорости: f0=0,015;
Двигатель карбюраторный ЗИЛ-375
Максимальная мощность двигателя: Nemax=132,5 кВт;
Частота вращения коленчатого вала при Ne max: nNmax=3200 об/мин;
Максимальный крутящий момент: Memax=466 Н•м;
Частота вращения коленчатого вала при Me max: nMmax=1800 об/мин;
Максимальные обороты двигателя: nemax=3200 об/мин;
Радиус колеса автомобиля: RК=0,445 м;
Коэф. сопротивления воздуха: k=0,4 Н•с2/м4;
Лобовая площадь: F=6,5 м2;
Коробка передач 5-ти ступенчатая
КПД трансмиссии: зтр=0,85;
Передаточные числа коробки передач:
Первая передача U1=7,44;
вторая передача U2=4,1;
третья передача U3=2,29;
четвертая передача U4=1,47;
пятая передача U5=1,0;
Время переключения передач: tп=0.5 с.
Введение
В данном курсовом проекте рассматривается методика тягового расчета автобуса ЛАЗ-698 с целью определения характеристик движения автомобиля. При проектировании автомобиля конструктор должен произвести выбор значений параметров системы автомобиль - дорога. Тип двигателя, его расположение, схему и тип трансмиссии, развесовку и колесную формулу. Определить характеристики трансмиссии, обеспечивающие требуемые тягово-скоростные характеристики автомобиля в заданных условиях эксплуатации. Сделать анализ тяговых и динамических свойств будущего автомобиля.
При проведении расчетов используются три вида параметров: заданные параметры (указываются в техническом задании на проектирование); выбираемые параметры (определяются на основании анализа прототипов близких по назначению автомобилей); расчетные параметры (определяются при выполнении тягового расчета и расчетов на прочность).
По результатам расчетов строятся графики:
1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя;
2 - График тягового баланса;
3 - График мощностного баланса;
4 - Динамическая характеристика автомобиля;
5 - Ускорение автомобиля;
6 - Время и путь разгона автомобиля до максимальной скорости.
1. Тяговый расчет автомобиля ЛАЗ-698
ЛАЗ-698 - городской опытный автобус Львовского автобусного завода 1966 года. В сравнении с серийными моделями ЛАЗа, автобус имел трехрядную планировку сидений, обеспечивающую широкий проход, накопительную площадку в задней части кузова и две автоматические четырехстворчатые широкие двери. Несмотря на длину машины (9,7 м.), ЛАЗ-698 был способен перевозить до 96 пассажиров.
В техническом плане автобус комплектовался двигателем ЗИЛ-375, мощностью 180 л. с., автоматической гидромеханической коробкой передач, гидроусилителем руля, и, что самое важное для автобусов такого типа - пневматической подвеской колес. Задний мост "РАБА", венгерского производства, с планетарными редукторами, и подвеска такого типа позволили существенно снизить уровень пола. Высота автобуса составляла 2,90 м, при общих габаритах 9700х2470х2990 мм. Однако серийно ЛАЗ-698 так и не выпускался. Нетрадиционные для Львовского автобусного завода компоненты кузова и ходовой части, перевес в сторону выпуска традиционных моделей 695 и 697 серий так и не позволили ЛАЗ-698 занять прочную нишу в советском модельном ряду. Отдельные экземпляры работали на маршрутах Адлера до 1980х годов, а экземпляр ЛАЗ-698, построенный в 1969 году эксплуатировался в Псковской области вплоть до 2000 года. В 1973 году проект был окончательно закрыт.
Рисунок 1.1 - ЛАЗ-698
Рисунок 1.2 - Основные размеры автобуса ЛАЗ-698
Рисунок 1.3 - Компановка ЛАЗ-698
Таблицу 1.1 - Данные по автомобилю для тягового расчета
|
Параметр |
Показатель |
Значение |
|
|
1. Марка автомобиля |
ЛАЗ-698 |
||
|
2. Категория автомобиля |
автобус |
||
|
3 Грузоподъемность (кг) или число мест для пассажиров |
тгр |
70 |
|
|
4. Собственная масса автомобиля (снаряженного) |
т0 |
8000 |
|
|
5. Полная масса груженого автомобиля, кг |
т а |
12970 |
|
|
6. Распределение массы автомобиля по осям, кг |
|||
|
- с грузом: на переднюю ось на заднюю ось (тележку) |
та1,та2 |
4100 8870 |
|
|
- без груза: на переднюю ось на заднюю ось (тележку) |
то1,то2 |
2550 5450 |
|
|
7. Максимальная скорость автомобиля, км/ч |
Vа тах |
65 |
|
|
8. Габаритные размеры, м |
|||
|
- длина |
L |
9700 |
|
|
- ширина |
B |
2470 |
|
|
- высота |
H |
2990 |
|
|
9. База автомобиля, м |
La |
4360 |
|
|
10. Колея колес, м |
|||
|
- передних |
В1 |
2140 |
|
|
- задних |
В2 |
1880 |
|
|
11. Максимальная эффективная мощность (кВт) при nN, мин-1 |
Ne/nN |
132,5/3200 |
|
|
12. Максимальный крутящий момент при nм, мин-1 |
Мe/nм |
47,5/1800 |
|
|
13. Передаточное число коробки передач |
U1, U2, U3,U4, U5 |
7,44; 4,1; 2,29 1,47; 1,0 |
|
|
14. Передаточные числа дополнительной коробки |
|||
|
15. Передаточное число главной передачи |
UГП |
7,63 |
|
|
16. Размер шин (в дюймах или в мм) |
Вш, Дш |
7,33-20; 9,0х20 |
1.1 Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Движение автомобиля происходит за счет мощности, получаемой от двигателя. Мощность двигателей изменяется в зависимости от скорости вращения коленчатого вала и от величины открытия дроссельной заслонки. Изменение мощности двигателя и его крутящего момента в зависимости от вращения коленчатого вала, полученное при полностью открытой дроссельной заслонке, называется внешней характеристикой двигателя. Внешняя характеристика двигателя строится по результатам испытаний двигателя. Для построения внешней характеристики двигателя воспользуемся формулой Лейдермана с достаточной степенью точности описывающим экспериментальную кривую. Для расчета используем аналитическими зависимости.
Зависимость аппроксимируется формулой кубического трехчлена
, (1)
где а=1,0; b=1,0; с=1,0 - коэффициенты, постоянные для данного двигателя.
Пользуясь формулой (1) и принимая во внимание , найдем
(2)
Результаты расчета в таблице 1.2 Строим характеристику (рисунок 1.4).
Рисунок 1.4 - Внешняя скоростная характеристика двигателя
Таблица 1.2 - Внешняя скоростная характеристика двигателя
|
w, 1/c |
n, мин-1 |
n/nN |
N, кВт |
М, Нм |
|
|
83,8 |
800 |
0,250 |
39,3 |
469,6 |
|
|
104,7 |
1000 |
0,313 |
50,3 |
480,4 |
|
|
125,7 |
1200 |
0,375 |
61,3 |
488,1 |
|
|
146,6 |
1400 |
0,438 |
72,2 |
492,7 |
|
|
167,6 |
1600 |
0,500 |
82,8 |
494,3 |
|
|
188,5 |
1800 |
0,563 |
92,9 |
492,7 |
|
|
209,4 |
2000 |
0,625 |
102,2 |
488,1 |
|
|
230,4 |
2200 |
0,688 |
110,7 |
480,4 |
|
|
251,3 |
2400 |
0,750 |
118,0 |
469,6 |
|
|
272,3 |
2600 |
0,813 |
124,1 |
455,7 |
|
|
293,2 |
2800 |
0,875 |
128,6 |
438,7 |
|
|
314,2 |
3000 |
0,938 |
131,5 |
418,6 |
|
|
335,1 |
3200 |
1,000 |
132,5 |
395,4 |
1.2 Определение передаточных чисел трансмиссии
Определяем передаточное число главной передачи исходя из условий движения со скоростью Va=72 км/час (20 м/с) при включенной 5-ой передаче в КП. Скорость V при поступательном движении автомобиля одинакова для всех его точек. Следовательно, , где - кинематический радиус. Автомобильное колесо с эластичной шиной имеет четыре радиуса - номинальный, статический, динамический и кинематический. Для движущегося автомобиля речь может идти только о двух радиусах - динамическом и кинематическом.
В расчётах можно принимать значения кинематического и динамического радиусов одинаковыми, полученными расчетом по эмпирической формуле: = = 0,0127 (Д + 1,7B), где размеры шин Д и В в дюймах, а радиусы получаются в метрах. = = 0,0127• (20+1,7•9) =0,455 м. Так как , то , где V - скорость, м/с; - передаточное число трансмиссии.
В нашем случае . В результате получаем:
. Принимаем: =7,63.
Определяем передаточное число на первой передаче исходя из условия преодолевания максимального сопротивления при включенной пониженной передаче в РК: . Для этого пользуемся уравнением силового баланса при установившемся движении.
Поскольку на первой передаче скорости невелики, то можно полагать РВ=0. принимая во внимание выражения для РТ и РД можно записать:
.
Проверяем возможность движения с минимально устойчивой скоростью Vamin=2,7км/ч (0,75 м/с) при минимально устойчивых оборотах двигателя при включенной первой передаче в КПП.
.
Проверяем условие реализации силы тяги на колесах автомобиля по сцеплению (=0,8). Для заднеприводных автомобилей = .
.
,
- условие выполняется. Принимаем .
При трехвальной коробке высшую передачу или предшествующую ей обычно выбирают прямой . Передаточные числа 2-й, 3-й и 4-й передач считаем по закону геометрической прогрессии по формуле:
,
где n=5 - номер прямой передачи; m - номер промежуточной передачи.
;
Принимаем: . .
Принимаем .
;
Принимаем: .
передаточные числа являются ориентировочными и при подборе числа зубьев шестерен могут быть несколько изменены. Для улучшения разгона автомобиля учитывают возрастающее сопротивление воздуха при движении на более высоких скоростях.
Практически это осуществляют, уменьшая на 5…15% передаточные числа промежуточных передач, вычисленных по формулам геометрической прогрессии, до получения соотношения топлива при малых сопротивлениях движению или для достижения максимально возможной скорости автомобиля:
.
В настоящее время разработаны также комплексные методы подбора передаточных чисел промежуточных передач, при которых с помощью ЭВМ рассчитывают среднюю скорость движения и расходы топлива в типичных для данного автомобиля условиях эксплуатации при различных вариантах распределения передаточных чисел в коробке передач. Выбирают тот из вариантов, который обеспечивает наименьшие затраты на перевозку единицы массы груза.
.3 Тягово-динамические характеристики автомобиля
Исходные данные:
Двигатель карбюраторный ЗИЛ-375. Внешняя скоростная характеристика данного двигателя представлена в таблице1 (рисунок 1.4)
Радиус качения колеса r к = 0,455 м.
Передаточное число главной передачи = 7,63.
Передаточные числа коробки передач:
; ; ; ; .
Габаритная ширина автомобиля Ва=2,47 м.
Габаритная высота автомобиля На=2,63 м.
Коэффициент сопротивления воздуха k =0,4 Н•с 2 /м 4.
Лобовая площадь: 6,5 м2;
Полная масса автомобиля m а = 12970 кг.
Нагрузка на заднюю ось (тележку) m а2 = 8870 кг.
тяговый расчет автобус трансмиссия
Тяговый баланс автомобиля. Методом тягового баланса пользуются при решении задач тяговой динамики автомобиля.
Уравнение тягового баланса получается из основного уравнения движения автомобиля и имеет вид:
Рк = Рд + Рв + Ри,
где Рк - сила тяги на ведущих колесах автомобиля, Н; Рд - сила сопротивления дороги, Н; Рв - сила сопротивления воздуха, Н; Ри - сила инерции, Н.
Тяговый баланс автомобиля представляет собой зависимость силы тяги на ведущих колесах автомобиля и сил сопротивления движению от скорости автомобиля. Сила тяги на ведущих колесах автомобиля:
,
где - передаточное отношение трансмиссии;
rД=rK при движении без пробуксовывания.
; ;
; ;
; 0,85 - КПД трансмиссии.
Скорость движения автомобиля:
Результаты расчета заносим в таблицу 1.3 и строим зависимость силы тяги от скорости движения автомобиля (км/час) (рисунок 1.5).
Таблица 1.3 - Тяговая характеристика автомобиля
|
n, мин-1 |
w, 1/c |
Va1 |
P1 |
Va2 |
P2 |
Va3 |
P3 |
Va4 |
P4 |
Va5 |
P5 |
|
|
800 |
83,8 |
2,4 |
49798 |
4,4 |
27442 |
7,9 |
15327 |
12,2 |
9839 |
18,0 |
6693 |
|
|
1000 |
104,7 |
3,0 |
50944 |
5,5 |
28074 |
9,8 |
15680 |
15,3 |
10066 |
22,5 |
6847 |
|
|
1200 |
125,7 |
3,6 |
51763 |
6,6 |
28525 |
11,8 |
15933 |
18,4 |
10227 |
27,0 |
6957 |
|
|
1400 |
146,6 |
4,2 |
52255 |
7,7 |
28796 |
13,7 |
16084 |
21,4 |
10325 |
31,5 |
7023 |
|
|
1600 |
167,6 |
4,8 |
52418 |
8,8 |
28887 |
15,7 |
16134 |
24,5 |
10357 |
36,0 |
7045 |
|
|
1800 |
188,5 |
5,4 |
52255 |
9,9 |
28796 |
17,7 |
16084 |
27,5 |
10325 |
40,5 |
7023 |
|
|
2000 |
209,4 |
6,0 |
51763 |
11,0 |
28525 |
19,6 |
15933 |
30,6 |
10227 |
45,0 |
6957 |
|
|
2200 |
230,4 |
6,6 |
50944 |
12,1 |
28074 |
21,6 |
15680 |
33,6 |
10066 |
49,5 |
6847 |
|
|
2400 |
251,3 |
7,3 |
49798 |
13,2 |
27442 |
23,6 |
15327 |
36,7 |
9839 |
54,0 |
6693 |
|
|
2600 |
272,3 |
7,9 |
48323 |
14,3 |
26630 |
25,5 |
14874 |
39,8 |
9548 |
58,5 |
6495 |
|
|
2800 |
293,2 |
8,5 |
46521 |
15,4 |
25637 |
27,5 |
14319 |
42,8 |
9192 |
62,9 |
6253 |
|
|
3000 |
314,2 |
9,1 |
44392 |
16,4 |
24463 |
29,5 |
13664 |
45,9 |
8771 |
67,4 |
5967 |
|
|
3200 |
335,1 |
9,7 |
41935 |
17,5 |
23109 |
31,4 |
12907 |
48,9 |
8285 |
71,9 |
5636 |
Сила сопротивления движению складывается из силы сопротивления качению и силы сопротивления воздуха.
Рисунок 1.5 - График тягового баланса
Сила сопротивления качению (при б=0): ,
где f - коэффициент сопротивления качению.
,
где 0,015 - коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью.
Автомобиль во время движения перемещает частицы окружающего воздуха, и в каждой точке поверхности автомобиля в результате соприкосновения ее с воздушной средой возникают элементарные силы, нормальные к поверхности и касательные к ней. Касательные силы являются силами трения. Нормальные силы создают давление на поверхность автомобиля.
Затраты мощности на преодоление сопротивления воздуха складываются из следующих составляющих: лобового сопротивления, вызванного разностью да-влений воздуха спереди и сзади автомобиля (55-60% всего сопротивления воздуха); сопротивления, создаваемого подножками, крыльями и другими выступающими частями автомобиля (12-18%); сопротивления, возникающие при прохождении воздуха через радиатор и подкапотное пространство (10-15%); трения наружной поверхности автомобиля о близлежащие слои воздуха (5-10%); сопротивления, вызванные разностью давления сверху и снизу автомобиля (5-8%).
Для упрощения расчетов элементарные силы сопротивления воздуха, распределенные по всей поверхности автомобиля, заменяют сосредоточенной силой сопротивления воздуха Рw. Точку приложения этой силы называют метацентром автомобиля. Сила сопротивления воздуху:
,
где k =0,4 Нс 2 /м 4 - коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости);
6,5 м2 - площадь лобового сечения автомобиля.
Результаты расчета заносим в таблицу 1.4 и строим зависимость сил сопротивления движению от скорости движения автомобиля (рисунок 1.6).
Таблица 1.4 - Силы сопротивления движению
|
Va1 |
0 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
|
f |
0,0150 |
0,0150 |
0,0150 |
0,0150 |
0,0151 |
0,0151 |
0,0151 |
0,0152 |
0,0152 |
0,0153 |
|
|
Pf |
1909 |
1910 |
1912 |
1915 |
1918 |
1922 |
1927 |
1933 |
1939 |
1947 |
|
|
Pw |
0,0 |
3,2 |
7,2 |
12,8 |
20,1 |
28,9 |
39,3 |
51,4 |
65,0 |
80,2 |
|
|
Pf+Pw |
1909 |
1913 |
1919 |
1927 |
1938 |
1951 |
1967 |
1984 |
2004 |
2027 |
|
|
Va1 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
|
|
f |
0,0154 |
0,0154 |
0,0155 |
0,0156 |
0,0157 |
0,0158 |
0,0159 |
0,0160 |
0,0161 |
0,0162 |
|
|
Pf |
1955 |
1964 |
1973 |
1983 |
1994 |
2006 |
2019 |
2032 |
2046 |
2061 |
|
|
Pw |
97,1 |
115,6 |
135,6 |
157,3 |
180,6 |
205,4 |
231,9 |
260,0 |
289,7 |
321,0 |
|
|
Pf+Pw |
2052 |
2079 |
2109 |
2141 |
2175 |
2212 |
2251 |
2292 |
2336 |
2382 |
|
|
Va1 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
52 |
54 |
56 |
58 |
60 |
|
|
f |
0,0163 |
0,0165 |
0,0166 |
0,0167 |
0,0169 |
0,0170 |
0,0172 |
0,0174 |
0,0175 |
0,0177 |
|
|
Pf |
2077 |
2093 |
2110 |
2128 |
2147 |
2167 |
2187 |
2208 |
2230 |
2252 |
|
|
Pw |
353,9 |
388,4 |
424,5 |
462,2 |
501,5 |
542,5 |
585,0 |
629,1 |
674,9 |
722,2 |
|
|
Pf+Pw |
2431 |
2482 |
2535 |
2591 |
2649 |
2709 |
2772 |
2837 |
2904 |
2974 |
|
|
Va1 |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
72 |
|||||
|
f |
0,0179 |
0,0181 |
0,0183 |
0,0185 |
0,0187 |
0,0189 |
|||||
|
Pf |
2275 |
2299 |
2324 |
2350 |
2376 |
2403 |
|||||
|
Pw |
771,2 |
821,7 |
873,9 |
927,7 |
983,0 |
1040,0 |
|||||
|
Pf+Pw |
3047 |
3121 |
3198 |
3277 |
3359 |
3443 |
Динамическая характеристика автомобиля.
Динамическим фактором D автомобиля называют отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля: .
Величина D зависит только от конструктивных параметров автомобиля, и поэтому ее можно определить для каждой конкретной его модели. При движении на малых скоростях динамический фактор больше, чем при движении на высоких из-за увеличения силы и уменьшения силы Рк. Значения силы тяги Рк берем из предыдущих расчетов.
Результаты расчета заносим в таблицу 1.5 и строим зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля (рисунок 1.6).
Таблица 1.5 - Динамическая характеристика автомобиля. Первая передача
|
n, мин-1 |
w, c-1 |
Va1 |
P1 |
Pw |
D1 |
f |
J1 |
|
|
1324 |
138,6 |
4 |
52106 |
3,2 |
0,409 |
0,0150 |
1,099 |
|
|
1986 |
207,9 |
6 |
51809 |
7,2 |
0,407 |
0,0150 |
1,092 |
|
|
2648 |
277,3 |
8 |
47925 |
12,8 |
0,377 |
0,0150 |
1,007 |
|
|
3309 |
346,6 |
10 |
40452 |
20,1 |
0,318 |
0,0151 |
0,843 |
Вторая передача
|
n, мин-1 |
w, c-1 |
Va2 |
P2 |
Pw |
D2 |
f |
J2 |
|
|
730 |
76,4 |
4,0 |
27176 |
3,2 |
0,214 |
0,0150 |
1,090 |
|
|
1094 |
114,6 |
6,0 |
28309 |
7,2 |
0,222 |
0,0150 |
1,139 |
|
|
1459 |
152,8 |
8,0 |
28842 |
12,8 |
0,227 |
0,0150 |
1,162 |
|
|
1824 |
191,0 |
10,0 |
28774 |
20,1 |
0,226 |
0,0151 |
1,158 |
|
|
2189 |
229,2 |
12,0 |
28105 |
28,9 |
0,221 |
0,0151 |
1,129 |
|
|
2553 |
267,4 |
14,0 |
26836 |
39,3 |
0,211 |
0,0151 |
1,073 |
|
|
2918 |
305,6 |
16,0 |
24966 |
51,4 |
0, 196 |
0,0152 |
0,992 |
|
|
3283 |
343,8 |
18,0 |
22496 |
65,0 |
0,176 |
0,0152 |
0,884 |
Третья передача
|
n, мин-1 |
w, c-1 |
Va3 |
P3 |
Pw |
D3 |
f |
J3 |
|
|
1222 |
128,0 |
12,0 |
15954 |
28,9 |
0,125 |
0,0151 |
0,8528 |
|
|
1426 |
149,3 |
14,0 |
16096 |
39,3 |
0,126 |
0,0151 |
0,8605 |
|
|
1630 |
170,7 |
16,0 |
16133 |
51,4 |
0,126 |
0,0152 |
0,8617 |
|
|
1834 |
192,0 |
18,0 |
16065 |
65,0 |
0,126 |
0,0152 |
0,8563 |
|
|
2037 |
213,3 |
20,0 |
15893 |
80,2 |
0,124 |
0,0153 |
0,8445 |
|
|
2241 |
234,7 |
22,0 |
15616 |
97,1 |
0,122 |
0,0154 |
0,8261 |
|
|
2445 |
256,0 |
24,0 |
15235 |
115,6 |
0,119 |
0,0154 |
0,8012 |
|
|
2648 |
277,3 |
26,0 |
14749 |
135,6 |
0,115 |
0,0155 |
0,7698 |
|
|
2852 |
298,7 |
28,0 |
14158 |
157,3 |
0,110 |
0,0156 |
0,7319 |
|
|
3056 |
320,0 |
30,0 |
13462 |
180,6 |
0,104 |
0,0157 |
0,6874 |
|
|
3260 |
341,3 |
32,0 |
11758 |
231,9 |
0,091 |
0,0159 |
0,579 |
Четвертая передача
|
n, мин-1 |
w, c-1 |
Va4 |
P4 |
Pw |
D4 |
f |
J4 |
|
|
1046 |
109,6 |
16,0 |
15748 |
51,4 |
0,123 |
0,0152 |
0,941 |
|
|
1177 |
123,3 |
18,0 |
15909 |
65,0 |
0,125 |
0,0152 |
0,951 |
|
|
1308 |
136,9 |
20,0 |
16027 |
80,2 |
0,125 |
0,0153 |
0,958 |
|
|
1439 |
150,6 |
22,0 |
16101 |
97,1 |
0,126 |
0,0154 |
0,961 |
|
|
1569 |
164,3 |
24,0 |
16133 |
115,6 |
0,126 |
0,0154 |
0,961 |
|
|
1700 |
178,0 |
26,0 |
16122 |
135,6 |
0,126 |
0,0155 |
0,958 |
|
|
1831 |
191,7 |
28,0 |
16067 |
157,3 |
0,125 |
0,0156 |
0,953 |
|
|
1962 |
205,4 |
30,0 |
15969 |
180,6 |
0,124 |
0,0157 |
0,944 |
|
|
2092 |
219,1 |
32,0 |
15829 |
205,4 |
0,123 |
0,0158 |
0,931 |
|
|
2223 |
232,8 |
34,0 |
15645 |
231,9 |
0,121 |
0,0159 |
0,916 |
|
|
2354 |
246,5 |
36,0 |
15418 |
260,0 |
0,119 |
0,0160 |
0,898 |
|
|
2485 |
260,2 |
38,0 |
15147 |
289,7 |
0,117 |
0,0161 |
0,876 |
|
|
2616 |
273,9 |
40,0 |
14834 |
321,0 |
0,114 |
0,0162 |
0,852 |
|
|
2746 |
287,6 |
42,0 |
14478 |
353,9 |
0,111 |
0,0163 |
0,824 |
|
|
2877 |
301,3 |
44,0 |
14078 |
388,4 |
0,108 |
0,0165 |
0,793 |
|
|
3008 |
315,0 |
46,0 |
13636 |
424,5 |
0,104 |
0,0166 |
0,759 |
|
|
3139 |
328,7 |
48,0 |
13150 |
462,2 |
0,100 |
0,0167 |
0,722 |
|
|
3269 |
342,4 |
50,0 |
12621 |
501,5 |
0,095 |
0,0169 |
0,682 |
Пятая передача
|
n, мин-1 |
w, c-1 |
Va5 |
P5 |
Pw |
D5 |
f |
J5 |
|
|
1601 |
167,7 |
36,0 |
7045 |
260,0 |
0,053 |
0,0160 |
0,341 |
|
|
1690 |
177,0 |
38,0 |
7041 |
289,7 |
0,053 |
0,0161 |
0,337 |
|
|
1779 |
186,3 |
40,0 |
7028 |
321,0 |
0,053 |
0,0162 |
0,333 |
|
|
1868 |
195,6 |
42,0 |
7006 |
353,9 |
0,052 |
0,0163 |
0,328 |
|
|
1957 |
205,0 |
44,0 |
6975 |
388,4 |
0,052 |
0,0165 |
0,322 |
|
|
2046 |
214,3 |
46,0 |
6936 |
424,5 |
0,051 |
0,0166 |
0,316 |
|
|
2135 |
223,6 |
48,0 |
6888 |
462,2 |
0,051 |
0,0167 |
0,308 |
|
|
2224 |
232,9 |
50,0 |
6831 |
501,5 |
0,050 |
0,0169 |
0,300 |
|
|
2313 |
242,2 |
52,0 |
6766 |
542,5 |
0,049 |
0,0170 |
0,291 |
|
|
2402 |
251,5 |
54,0 |
6691 |
585,0 |
0,048 |
0,0172 |
0,281 |
|
|
2491 |
260,9 |
56,0 |
6609 |
629,1 |
0,047 |
0,0174 |
0,271 |
|
|
2580 |
270,2 |
58,0 |
6517 |
674,9 |
0,046 |
0,0175 |
0,259 |
|
|
2669 |
279,5 |
60,0 |
6417 |
722,2 |
0,045 |
0,0177 |
0,247 |
|
|
2758 |
288,8 |
62,0 |
6308 |
771,2 |
0,044 |
0,0179 |
0,234 |
|
|
2847 |
298,1 |
64,0 |
6190 |
821,7 |
0,042 |
0,0181 |
0,220 |
|
|
2936 |
307,4 |
66,0 |
6063 |
873,9 |
0,041 |
0,0183 |
0, 205 |
|
|
3025 |
316,8 |
68,0 |
5928 |
927,7 |
0,039 |
0,0185 |
0, 190 |
|
|
3114 |
326,1 |
70,0 |
5784 |
983,0 |
0,038 |
0,0187 |
0,174 |
|
|
3203 |
335,4 |
72,0 |
5632 |
1040,0 |
0,036 |
0,0189 |
0,157 |
Рисунок 1.6 - Динамическая характеристика автомобиля
Ускорение автомобиля находим из выражения:
,
где - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.
При отсутствии значений моментов инерции, при полной нагрузке, высоком КПД трансмиссии и отсутствии буксования можно воспользоваться приближенным выражением:
,
где =0,04….0,05 - для грузовых автомобилей. Принимаем =0,045.
Значения динамического фактора берем с динамической характеристики автомобиля. Результаты расчета заносим в таблицу 4 и строим зависимость ускорения от скорости движения автомобиля (рисунок 1.7).
Рисунок 1.7 - Ускорения автомобиля
1.4 Время и путь разгона автомобиля
Время и путь разгона определяем графоаналитическим способом, используя график ускорений. Среднее ускорение в интервале
Время разгона в этом же интервале
Общее время разгона от минимально устойчивой скорости до конечной
При расчете учитываем - время переключения передач.
Уменьшение скорости при переключении передач, примерно, равно
.
При расчете времени разгона считаем, что в каждом интервале времени средняя скорость
Приращение пути в каждом из интервалов скоростей
Общий путь разгона . При расчете учитываем путь, пройденный автомобилем при переключении передач
Результаты расчетов заносим в таблицу 1.6 и строим зависимости времени разгона и пути разгона от скорости движения автомобиля (рисунок 1.8).
Таблица 1.6 - Характеристики разгона автомобиля
|
Va |
Дt |
t |
ДS, м |
S, м |
Va |
Дt |
t |
ДS, м |
S, м |
||
|
38 |
0,63 |
13,00 |
6,44 |
69 |
|||||||
|
4 |
2,02 |
2,02 |
1,12 |
1 |
40 |
0,64 |
13,65 |
6,97 |
76 |
||
|
6 |
0,51 |
2,53 |
0,70 |
2 |
42 |
0,66 |
14,31 |
7,55 |
84 |
||
|
8 |
0,53 |
3,06 |
1,03 |
3 |
44 |
0,69 |
15,00 |
8,21 |
92 |
||
|
10 |
0,60 |
3,66 |
1,50 |
4 |
46 |
0,72 |
15,71 |
8,95 |
101 |
||
|
12 |
0,49 |
4,14 |
1,48 |
6 |
48 |
0,75 |
16,46 |
9,79 |
111 |
||
|
14 |
0,50 |
4,65 |
1,82 |
8 |
50 |
0,79 |
17,25 |
10,77 |
121 |
||
|
16 |
0,54 |
5, 19 |
2,24 |
10 |
52 |
0,84 |
18,09 |
11,92 |
133 |
||
|
18 |
0,59 |
5,78 |
2,80 |
13 |
54 |
1,94 |
20,04 |
28,59 |
162 |
||
|
20 |
0,65 |
6,43 |
3,45 |
16 |
56 |
2,01 |
22,05 |
30,77 |
193 |
||
|
22 |
0,67 |
7,10 |
3,88 |
20 |
58 |
2,10 |
24,15 |
33,22 |
226 |
||
|
24 |
0,68 |
7,78 |
4,36 |
24 |
60 |
2, 20 |
26,34 |
35,99 |
262 |
||
|
26 |
0,71 |
8,49 |
4,91 |
29 |
62 |
2,31 |
28,66 |
39,16 |
301 |
||
|
28 |
0,74 |
9,23 |
5,55 |
35 |
64 |
2,45 |
31,10 |
42,83 |
344 |
||
|
30 |
0,78 |
10,01 |
6,31 |
41 |
66 |
2,61 |
33,71 |
47,14 |
391 |
||
|
32 |
0,84 |
10,85 |
7,23 |
48 |
68 |
2,81 |
36,52 |
52,27 |
443 |
||
|
34 |
0,91 |
11,76 |
8,38 |
57 |
70 |
3,05 |
39,57 |
58,50 |
502 |
||
|
36 |
0,61 |
12,38 |
5,96 |
63 |
72 |
3,36 |
42,93 |
66,23 |
568 |
Рисунок 1.8 - Время и путь разгона автомобиля до скорости 72 км/ч
1.5 Мощностной баланс автомобиля
Мощностной баланс автомобиля показывает соотношение между мощностью, которой располагает автомобиль и мощностью, которую требуется затратить для движения автомобиля с заданной скоростью.
Пользуясь внешней скоростной характеристикой (таблица 1.2) и зная связь скорости движения автомобиля с оборотами двигателя строим зависимость от на высшей передаче.
Мощность, передаваемая на колеса автомобиля: .
Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению
автомобиля: .
Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления движению автомобиля .
Значения сил сопротивления качению и сопротивления движению берем с графика силового баланса (таблица 1.4 и 1.5).
Результаты расчета заносим в таблицу 1.7 и строим зависимости мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления качению и сопротивления движению, от скорости движения автомобиля (рисунок 1.9).
Таблица 1.7 - Мощностной баланс автомобиля
|
Va1 |
0 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
|
Pf |
1909 |
1910 |
1912 |
1915 |
1918 |
1922 |
1927 |
1933 |
1939 |
1947 |
|
|
Nf |
0,0 |
2,1 |
3,2 |
4,3 |
5,3 |
6,4 |
7,5 |
8,6 |
9,7 |
10,8 |
|
|
Pw |
0,0 |
3,2 |
7,2 |
12,8 |
20,1 |
28,9 |
39,3 |
51,4 |
65,0 |
80,2 |
|
|
Nw |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
|
Pf+Pw |
1909 |
1913 |
1919 |
1927 |
1938 |
1951 |
1967 |
1984 |
2004 |
2027 |
|
|
Nw+Nf |
0,0 |
2,1 |
3,2 |
4,3 |
5,4 |
6,5 |
7,6 |
8,8 |
10,0 |
11,3 |
|
|
Va1 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
|
|
Pf |
1955 |
1964 |
1973 |
1983 |
1994 |
2006 |
2019 |
2032 |
2046 |
2061 |
|
|
Nf |
11,9 |
13,1 |
14,2 |
15,4 |
16,6 |
17,8 |
19,1 |
20,3 |
21,6 |
22,9 |
|
|
Pw |
97,1 |
115,6 |
135,6 |
157,3 |
180,6 |
205,4 |
231,9 |
260,0 |
289,7 |
321,0 |
|
|
Nw |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
2,2 |
2,6 |
3,1 |
3,6 |
|
|
Pf+Pw |
2052 |
2079 |
2109 |
2141 |
2175 |
2212 |
2251 |
2292 |
2336 |
2382 |
|
|
Nw+Nf |
12,5 |
13,9 |
15,2 |
16,6 |
18,1 |
19,7 |
21,3 |
22,9 |
24,7 |
26,5 |
Таблица 1.7 - Мощностной баланс автомобиля (продолжение)
|
Va1 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
52 |
54 |
56 |
58 |
60 |
|
|
Pf |
2077 |
2093 |
2110 |
2128 |
2147 |
2167 |
2187 |
2208 |
2230 |
2252 |
|
|
Nf |
24,2 |
25,6 |
27,0 |
28,4 |
29,8 |
31,3 |
32,8 |
34,3 |
35,9 |
37,5 |
|
|
Pw |
353,9 |
388,4 |
424,5 |
462,2 |
501,5 |
542,5 |
585,0 |
629,1 |
674,9 |
722,2 |
|
|
Nw |
4,1 |
4,7 |
5,4 |
6,2 |
7,0 |
7,8 |
8,8 |
9,8 |
10,9 |
12,0 |
|
|
Pf+Pw |
2431 |
2482 |
2535 |
2591 |
2649 |
2709 |
2772 |
2837 |
2904 |
2974 |
|
|
Nw+Nf |
28,4 |
30,3 |
32,4 |
34,5 |
36,8 |
39,1 |
41,6 |
44,1 |
46,8 |
49,6 |
|
|
Va1 |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
72 |
|||||
|
Pf |
2275 |
2299 |
2324 |
2350 |
2376 |
2403 |
|||||
|
Nf |
39,2 |
40,9 |
42,6 |
44,4 |
46,2 |
48,1 |
|||||
|
Pw |
771,2 |
821,7 |
873,9 |
927,7 |
983,0 |
1040,0 |
|||||
|
Nw |
13,3 |
14,6 |
16,0 |
17,5 |
19,1 |
20,8 |
|||||
|
Pf+Pw |
3047 |
3121 |
3198 |
3277 |
3359 |
3443 |
|||||
|
Nw+Nf |
52,5 |
55,5 |
58,6 |
61,9 |
65,3 |
68,9 |
Рисунок 1.9 - График мощностного баланса
Проведенный тягово-динамический расчет показал, что проектируемый автомобиль при заданном двигателе и параметрах трансмиссии достигает максимальной скорости 72 км/ч.
При расчете внешней скоростной характеристики необходимо помнить, что карбюраторные двигатели грузовых автомобилей и автобусов могут иметь ограничители частоты вращения коленчатого вала, а дизель всегда работает с регулятором. Поэтому расчёт внешней скоростной характеристики должен производиться в диапазоне частот вращения: [0,2 - (0,8…0,95)] nN - для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и автобусов;
На внешней скоростной характеристике должны быть нанесены не только кривые Ne = f (nд) и Me = f (nд), но также Nд = f (nд) и Mд = f (nд).
Значения Nд и Мд меньше соответствующих значений Ne и Me на величину потерь в системах и агрегатах, которых нет при стендовых испытаниях двигателей. Эти потери можно учесть коэффициентом Kp, равным 0,85-0,9. Легковым автомобилям соответствуют большие значения, а грузовым - меньшие.
Значения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя рассчитывают по формуле:
где geN - удельный эффективный расход топлива при максимальной эффективной (номинальной) мощности двигателя, который может быть принят равным (1,05--1,1) gemin г/ (кВт. ч): d, eи l - эмпирические коэффициенты; gemin - минимальный удельный эффективный расход топлива. г/ (кВт. ч). Значения gemin в расчетах могут быть приняты: для бензиновых двигателей 280-340 г/ (кВт. ч).
Эмпирические коэффициенты для бензиновых двигателей d=1,2; е=1; l =0,8; для дизельных d = 1,55; е= 1,55; l = 1. Результаты расчетов параметров внешней скоростной характеристики сводятся в табл.1.8.
Таблица1.8 - Параметры внешней скоростной характеристики
|
Параметр |
Значение параметра двигателя при отношении пД/пN |
|||||
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
||
|
n, мин"1 |
640 |
1280 |
1920 |
2560 |
3200 |
|
|
Ne, кВт |
30,7 |
65,7 |
98,6 |
123,0 |
132,5 |
|
|
Nд, кВт |
26 |
56 |
84 |
105 |
113 |
|
|
Мe Нм |
459 |
490 |
490 |
459 |
395 |
|
|
Мд, Нм |
390 |
417 |
417 |
390 |
336 |
|
|
ge, г/ (кВт. ч) |
430 |
443 |
430 |
391 |
326 |
По результатам расчета строят внешнюю скоростную характеристику двигателя с обязательным указанием максимальных эффективных значений мощности и момента и соответствующих им частот вращения, а также значение минимального удельного эффективного расхода топлива (рис.1.10).
Рисунок 1.10 - Внешняя скоростная характеристика двигателя
1.6 Динамический паспорт автомобиля
Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования. Динамический паспорт позволяет решать уравнение движения автомобиля с учетом большого числа факторов: конструктивных параметров (Ме, Uтр, зтр, rк, rд и др.), основных характеристик дороги (ш,цх) и нагрузки на автомобиль.
Динамический паспорт рассчитывают и строят в следующей последовательности:
1. Рассчитывают динамический фактор автомобиля с полной нагрузкой по формуле:
Значения силы тяги для каждой передачи КП берут из табл.1.5, а силы сопротивления воздуха для заданных скоростей движения автомобиля - из графика тягового баланса (рис.1.9) либо рассчитывают по соответствующей формуле. Результаты расчетов заносят в табл.1.5.
2. По результатам расчета строят графики динамической характеристики полностью груженного автомобиля (рис.1.6).
3. Строят номограмму нагрузок. Для этого ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и на ней откладывают отрезок произвольной длины. На отрезке в крайней точке слева отмечают нулевую точку и проводят вертикальную линию, параллельную оси Да - ось шкалы Д0 динамического фактора автомобиля в снаряженном состоянии (с учетом массы водителя 75 кг). На оси абсцисс между осями Да и Д0, слева направо наносят шкалу нагрузки Н в процентах (по грузоподъемности или пассажировместимости).
Величину масштаба а0 для шкалы Д0 определяют по формуле:
где а а - масштаб шкалы динамическою фактора Да мм / (Н/Н): m0 - снаряженная масса автомобиля с водителем, кг.
Равнозначные значения шкал Д0 и Да (например 0,1; 0,2 и т.д.) соединяют между собой наклонными прямыми линиями. Учитывая, что наклонные линии проводят через "круглые" значения динамического фактора, промежуточные значения Д определяют интерполированием.
Номограмма нагрузок наглядно показывает, что =const,
где m и Д - масса автомобиля в пределах от снаряженной до максимальной полной и соответствующий ей динамический фактор.
4. Строят график контроля буксования. Он представляет собой выраженную графически зависимость динамическою фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет определить возможность буксования ведущих колес. Этот график строят следующим образом. Сначала по формулам, приведенным ниже, определяют значения динамического фактора по сцеплению для автомобиля с полной нафузкой и ДаСЦ и без нее Д0СЦ для различных значений цх:
; ;
где тасц - т0сц - масса, приходящаяся на ведущий мост груженого и порожнего автомобиля соответственно, кг.
Первый расчет производят для цх=0,1. Затем значение ДаСЦ откладывают на шкале Да, номограммы нагрузок, а значение Д0СЦ - на шкале Д0 и полученные точки соединяют прямой штриховой линией, в разрезе которой указывают величину коэффициента цх (0,1). Таким же образом определяют положения точек и наносят штриховые линии для других значений цх (0,2; 0,3 и т.д.). Для автомобиля со всеми ведущими колесами график контроля буксования совпадает с номограммой нагрузок.
Чтобы связать условия движения автомобиля (ши цх) с динамическим фактором, воспользуемся уравнением движения автомобиля и приравняем разность сил Рm - РB к сумме сил Рд + РК.
Тогда: ,
где jа - ускорение автомобиля, м/с2; - коэффициент учета вращающихся масс.
Рисунок 1.11 - Динамический паспорт автомобиля
При равномерном движении автомобиля ускорение равно нулю, следовательно значение динамического фактора определяет и величину ш т.е. величину сопротивления дороги, которое автомобиль при заданной скорости может преодолеть. Для длительного безостановочного движения автомобиля необходимо соблюдать условия: ; ; , где Дсц - динамический фактор автомобиля по сцеплению с произвольной нагрузкой в пределах от снаряженной до полной массы. Используя динамический паспорт и условия возможности движения автомобиля, решить следующие задачи.
Задача 1. Определить максимальную скорость движения автомобиля по сухому асфальтобетонному шоссе (ц=0,8-0,9) при его нагрузке 50 % и значении сумммарного коэффициента дорожного сопротивления ш равном 0,05; 0,13 и 0,3. При этом необходимо указать передачи в коробке передач, когда он может двигаться равномерно с полной подачей топлива, а когда - с частичной.
Ответ: а) ш=0,05 - максимальная скорость движения автомобиля - 66 км/час на V передаче (с полной подачей топлива). На I, II, III и IV передачах автомобиль может двигаться равномерно с частичной подачей топлива; на V передаче - с полной подачей топлива и с частичной подачей топлива (рисунок 1.12).
Рисунок 1.12 - Динамический паспорт автомобиля (Задача 1)
б) ш=0,13 - максимальная скорость движения автомобиля 46 км/час на IV передаче с частичной подачей топлива. На I, II, III и IV передачах автомобиль может двигаться равномерно с частичной подачей топлива; на V передаче - не может двигаться.
в) ш=0,3 - максимальная скорость движения автомобиля 10 км/час на I передаче с полной подачей топлива; на II, III, IV и V передаче - не может двигаться.
Задача 2. Определить максимальную скорость движения полностью груженого автомобиля по дороге, укатанной снегом (цх = 0,2) и значением суммарного коэффициента дорожного сопротивления ш = 0,15.
Ответ: - максимальная скорость движения автомобиля 18 км/час на II передаче с частичной подачей топлива;
Задача 3. Определить минимальное значение коэффициента сцепления шин с дорогой ц, необходимое для движения порожнего автомобиля по дороге с суммарным коэффициентом дорожного сопротивления ш=0,15.
Ответ: минимальное значение коэффициента - цМИН = 0,2.
Задача 4. Определить максимальное значение подъема дороги при равномерном движении автомобиля с нагрузкой Н = 25 % с коэффициентом сцепления шин с дорогой цх = 0,4. При решении задач должны быть даны пояснения на графике динамического паспорта, изображенном на миллиметровой бумаге, либо с использованием формулы основного условия движения автомобиля.
Ответ: Принимая для малых углов уклона дороги cos а?1. коэффициент суммарного дорожного сопротивления рассчитывают по формуле: ш=f + i.
Предполагаем, что дорога - булыжная мостовая (цх = 0,4; f=0,025), тогда при равномерном движении автомобиля с нагрузкой Н = 25 % с коэффициентом сцепления шин с дорогой цх = 0,4 - шмах=0,25.
Соответственно, подъем: iмах= шмах - f=0,25-0,025=0,225?sinв.
Что соответствует углу в?13?.
2. Топливно-экономическая характеристика автомобиля
Зависимость расхода топлива (в л/100 км) от скорости при установившемся движении автомобиля на различных передачах называется топливно-экономической характеристикой автомобиля. Для расчета в этом случае обязательно необходимо иметь нагрузочную характеристику конкретного двигателя, полученную экспериментально. Учитывая, что эти характеристики в большинстве случаев не являются доступными, необходимо рассчитать топливно-экономическую характеристику заданного автомобиля при его движении по горизонтальной дороге на высшей передаче по следующей методике.
Используя динамическую характеристику, определяют диапазон скоростей движения автомобиля на высшей передаче (см. рис.1.11). Этот диапазон разбивают на четыре участка и получают пять значений скоростей, которые заносят в табл.2.1.
Для каждой скорости находят частоту вращения коленчатого вала двигателя по формуле:
,
где - передаточное число коробки передач на высшей передаче.
Находят отношение а по нему рассчитывают значения коэффициента Кn по формуле: Кn =1,23-0,792+0,56
Для заданных скоростей рассчитывают по соответствующим формулам силы сопротивления дороги и воздуха (суммарную силу сопротивления движению), а по ней - суммарную мощность сопротивления движению по формуле:
.
Для соответствующей каждой скорости частоты вращения коленчатого вала двигателя находят по внешней скоростной характеристике значения соответствующей мощности двигателя Nд.
Для каждого значения скорости рассчитывают степень использования мощности двигателя:
.
Значения коэффициентов КN, учитывающих зависимость удельного эффективного расхода топлива от степени использования мощности двигателя, рассчитывают по формуле: КN= ai-bi•И+ci•И2,где ai, bi и ci - эмпирические коэффициенты. Для карбюраторных двигателей ai=2,75; bi=4,61 и сi=2,86, а для дизельных ai=1,7, bi= 2,63 и сi=1,92.
Рассчитывают топливно-экономическую характеристику автомобиля по формуле:
,
где gеN - удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/ (кВт•ч); ст - удельный вес топлива, кг/л. В расчетах можно принимать для бензина ст=0,72 кг/л. а для дизельного топлива ст=0,84 кг/л. Значение geN определяют по графику ge =f/ (пД) внешней скоростной характеристики двигателя.
Таблица 2.1 - Значение параметра при скорости автомобиля, км/час
|
Va5 |
32 |
42 |
52 |
62 |
72 |
|
|
n, обор/мин |
1423 |
1868 |
2313 |
2758 |
3203 |
|
|
n/nN |
0,44 |
0,58 |
0,72 |
0,86 |
1,00 |
|
|
Кn |
0,989 |
0,958 |
0,950 |
0,963 |
0,998 |
|
|
Pf |
2006 |
2077 |
2167 |
2275 |
2403 |
|
|
Pw |
205 |
354 |
542 |
771 |
1040 |
|
|
Pf+Pw |
2212 |
2431 |
2709 |
3047 |
3443 |
|
|
Nw+Nf |
19,7 |
28,4 |
39,1 |
52,5 |
68,9 |
|
|
Nd, кВт |
73,5 |
96,2 |
115,0 |
127,8 |
132,5 |
|
|
И |
0,315 |
0,347 |
0,400 |
0,483 |
0,611 |
|
|
КN |
1,55 |
1,46 |
1,33 |
1,16 |
0,97 |
|
|
gл л/100км |
68,2 |
67,0 |
63,7 |
57,8 |
49,3 |
По результатам расчета строят топливно - экономическую характеристику автомобиля, на которой указывают контрольный расход топлива для скорости 25 м/с для легковых автомобилей и 20 м/с - для грузовых и автобусов и сравнивают его со значением, взятым из технической характеристики автомобиля.
По данным техдокументации на ЛАЗ-698 удельный расход топлива при полном открытии дросселей равен 316 г/ (кВт•час). Контрольный расход топлива на 100 км пути примерно 40-47л (зависит от скорости движения автобуса).
Контрольный расход топлива при скорости 40 км/час равен 37л.
Рисунок 2.1 - Топливно - экономическая характеристика автомобиля
3. Управляемость автомобиля
Управляемость автомобиля определяется степенью соответствия траектории его движения положению управляемых колес.
Одним из основных показателей управляемости автомобиля является минимальный радиус поворота автомобиля Rи характеризующий его поворачиваемость. В контрольной работе необходимо:
для заданного среднего угла поворота управляемых колес иср = 37 град найти минимальные радиусы поворота Rи при движении автомобиля без бокового скольжения;
найти для иср= 37 град средний радиус поворота автомобиля с абсолютно жесткими шинами (R) и, сравнивая полученные значения R и Rи, определить, какой поворачиваемостью обладает данный автомобиль;
для четырех значений сцепления шин с дорогой цх=0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 рассчитать боковые силы Рд1 и Рд2;
рассчитать значения суммарного коэффициента сопротивления боковому уводу колес переднего и заднего мостов УКуG1 и УКуG2. При этом считать, что на переднем и заднем мостах (тележке) все колеса одинаковы, а давление воздуха в шинах равно номинальному;
построить зависимости Rи = f (цy);
сравнить найденное значение Rи при цх = 0,8 с паспортным значением. Минимальный радиус поворота автомобиля с эластичными шинами определяется выражением:
Rи =,
где д1 и д2 - углы увода колёс соответственно переднего и заднего мостов (тележки), рад; иср - средний угол поворота управляемых колес автомобиля, рад. Максимальное значение среднего угла поворота управляемых колес составляет 37--42 град (0,6-0,7 рад).
Значения углов увода д1 и д2 зависят от конструкции шин и давления воздуха в них, боковых сил и других факторов. Экспериментально установлено, что
д1=; д2=;
где Рд1 и Рд2 - боковые силы, действующие на колёса переднего и заднего мостов (тележки), Н; УКув1 и УКув2 - суммарные коэффициенты сопротивления уводу колёс переднего и заднего мостов, Н/град.
Боковые силы, действующие на колёса переднего и заднего мостов (в Н), при которых колёса катятся ещё без бокового скольжения, определяют по формулам: Рд1= 0,4цу•та1•g; Рд2= 0,4цу•та2•g, где цу - коэффициент сцепления колес с дорогой в поперечном направлении. В расчетах принимается цу = цх.
Суммарный коэффициент сопротивления уводу колес одного моста (тележки) определяют по эмпирической формуле:
УКув= п•8370Вш (Д|ш+2Вш) (Рш+0,1),
где п - количество колес на переднем или заднем мосту (тележке) автомобиля; Вш и Дш - ширина профиля и посадочный диаметр обода шины, м; Рш - давление воздуха в шине, Рш =0,7 МПа.
УКув1= 1•8370• (9•0,0254) • (20•0,0254+2•9•0,0254) • (0,7+0,1) = 1477 Н/град.
УКув2= 2•8370• (9•0,0254) • (20•0,0254+2•9•0,0254) • (0,7+0,1) = 2954 Н/град.
Для легковых автомобилей значение коэффициента увода может находиться в диапазоне от 500 до1000Н/град, а грузовых и автобусов - от 800 до1500Н/град.
По найденным значениям боковых сил и суммарным коэффициентам сопроти-вления уводу находят радиусы поворота автомобиля R, для среднего угла поворота управляемых колес 37 град. Результаты вычислений заносят в табл.3.1.
Таблица 3.1 - Параметры управляемости
|
Параметр |
Значение параметра при ц |
||||
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
||
|
Рб1, Н |
3218 |
6435 |
9653 |
12871 |
|
|
Рб2, Н |
6961 |
13922 |
20884 |
27845 |
|
|
дуG1, град/рад |
2,18 |
4,36 |
6,54 |
8,71 |
|
|
дуG1, град/рад |
2,36 |
4,71 |
7,07 |
9,43 |
|
|
Rи, м |
6,7 |
6,6 |
6,6 |
6,6 |
Определить значение радиуса поворота автомобиля с абсолютно жесткими шинами для среднего угла поворота управляемых колес 37 град и дать характеристику поворачиваемости анализируемого автомобиля. Радиус поворота по наружному переднему колесу автобуса ЛАЗ-698 равен 8,5 м.
4. Устойчивость автомобиля
Принципиальное различие между понятиями "управляемость" и "устойчи - вость" заключается в том, что устойчивость охватывает ряд свойств автомобиля, обеспечивающих его движение по заданной траектории без воздействия водителя, а управляемость - при его воздействии.
Оценочными показателями поперечной устойчивости автомобиля, формирующими это свойство, являются:
Критическая скорость по боковому скольжению (заносу) Vзан при криволинейном движении автомобиля на горизонтальном участке дороги.
Критическая скорость по боковому опрокидыванию Vоп при криволинейном движении автомобиля на горизонтальном участке дороги.
Критический угол поперечною уклона дороги (косогора) вск по боковому скольжению автомобиля.
Критический угол косогора воп по боковому опрокидыванию.
При выполнении контрольной работы пользуются упрошенными зависимостями для определения указанных параметров. Первоначально схематично изображают автомобиль при движении на горизонтальном участке дороги либо по косогору, где указывают все силы и реакции, а также необходимые размеры. Критическую скорость автомобиля по заносу (в км/ч) определяют при двух значениях коэффициента сцепления цх=0,4 и цх=0,8 и различных значениях радиуса поворота по формуле: Vзан=.
Результаты расчёта сводят в табл.4.1.
Таблица 4.1 - Значения критической скорости по заносу
|
Rи, м |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
|
цx=0,4 |
45,1 |
55,2 |
63,8 |
71,3 |
|
|
цx=0,8 |
63,8 |
78,1 |
90,2 |
100,9 |
Критическую скорость движения по опрокидыванию (в км/ч) рассчитывают по формуле: Vоп=, где В1 - колея передних колес, м. Отношение называют коэффициентом поперечной устойчивости автомобиля.
По полученным данным на одном графике строят зависимости Vзан=f (Rи) при заданных значениях коэффициента цх. На том же графике стpoят зависимость Vоп=f (Rи). Конструктивно автомобиль должен иметь критическую скорость по опрокидыванию большую, чем по заносу.
Критический угол косогора, при котором автомобиль начнет скользить, в поперечном направлении, определяется выражением: вск=arctg (цу). Рассчитать значения этих углов для коэффициентов сцепления шин с доро-гой в поперечном направлении цу= цх=0,2; 0,4; 0,6 и 0,8. Полагаем: , тогда.
Результаты расчета занести в табл.4.2.
Таблица 4.2 - Значения критического угла косогора по боковому скольжению
|
цу |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
|
|
вск, град |
11,3 |
21,8 |
31,0 |
38,7 |
Построить график зависимости вск=f (цу).
Угол косогора по боковому опрокидыванию рассчитывают по формуле: воп=arctg (); воп=47?.
На основании проведенных расчетов построить графики и сделать выводы, сравнив углы косогора по боковому скольжению и опрокидыванию.
Вывод: скольжение происходит раньше, чем опрокидывание. Сила трения меньше сил необходимых для опрокидывания. У современных автомобилей, имеющих сравнительно низкое расположение центра тяжести и широкую колею, опрокидывание без предварительного бокового скольжения (заноса) бывают очень редкими. Они могут произойти лишь с автомобилями, нагруженными большегабаритными грузами, расположенными высоко над кузовом на неблагоустроенных дорогах с большим поперечным уклоном.
Случаи же бокового скольжения (заноса) и опрокидывания автомобилей при неосторожном движении по скользким, мокрым и обледенелым дорогам бывают значительно чаще.
Рисунок 3.3 Схема сил, действующих на автомобиль при стоянке
а) на подъеме; б) на поперечном уклоне
Рисунок 4.1Схема сил, действующих на автомобиль при стоянке
а) на предельном подъеме; б) на предельном поперечном уклоне
Заключение
В данном курсовом проекте произведен тяговый расчет автомобиля с целью определения характеристик движения автомобиля ЛАЗ-698. Для заданного типа двигателя и трансмиссии, определены требуемые тягово-скоростные характеристики автомобиля в заданных условиях эксплуатации. Сделан анализ тяговых и динамических свойств проектируемого автомобиля.
По результатам расчетов выполнены графики:
1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя;
2 - График тягового баланса;
3 - График мощностного баланса;
4 - Динамическая характеристика автомобиля;
5 - Ускорение автомобиля;
6 - Время и путь разгона автомобиля до скорости 70 км/ч.
Установлено, что для заданного двигателя и параметров трансмиссии максимальная расчетная скорость составит 72 км/ч.
По результатам расчета потроена топливно - экономическая характеристика автомобиля, произведен расчет управляемости и устойчивости автомобиля.
Литература
Армейские автомобили: в 3 т. / пол ред.Л.С. Антонова. - М.: Воениздат. 1970. - Т.1. - 526с.
Проектный расчет основных параметров и тягоно-экономичееких характеристик автомобиля с использованием ЭВМ сост. L В. Волков. Хабаровск: Хабар, политехн, ин-т. 1986. - 72 с.
Автомобили. Теория / А.И. Гришкевич |и др.]. - Минск: Вышэйш. шк. 1986. - 207 с.
Иларионов В.А. Эксплуатационные свойства автомобиля / В.А. Иларионов. - М.: Машиностроение.1Ч71.280 с.
Краткий автомобильный справочник. - М.: НИИАТ. 1984.324 с.
Литвинов А С. Автомобили. Теория эксплуатационных свойств / А.С. Литвинов.Я. L. Фаробин. - М.: Машиностроение. 1989. - 237 с.
Автобусы Лаз. Атоян К.М. Изд-во "Транспорт". 1971. - 280 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение исходных параметров для расчета автомобиля. Мощность двигателя, установленного на автомобиле. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел трансмиссии. Тяговые возможности автомобиля.
курсовая работа [82,4 K], добавлен 26.03.2009Расчёт мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля. Подбор передаточных чисел коробки передач. Тяговый баланс автомобиля. Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя. Построение динамической характеристики автомобиля.
курсовая работа [236,2 K], добавлен 12.02.2015Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел главной передачи и коробки передач. Оценка приемистости автомобиля. Разработка кинематической схемы трансмиссии. Определение модуля шестерен коробки передач.
курсовая работа [303,8 K], добавлен 13.06.2014Анализ и оценка основных тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-2105, выбор его характеристик и их практическое использование. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Топливная экономичность автомобиля.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.02.2010Расчёт эффективной мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики. Определение количества передач и передаточных чисел трансмиссии автомобиля. Расчёт эксплуатационных тягово-динамических характеристик автомобиля, передач, двигателя.
контрольная работа [887,1 K], добавлен 18.07.2008Методика расчета основных тягово-скоростных свойств автомобиля. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя Урал-5323. Радиус качения колеса. Уравнение движения автомобиля. Частота вращения коленчатого вала. Расчет силы сопротивления воздуха.
курсовая работа [7,1 M], добавлен 19.06.2012Комплектация 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 09.04.2010Конструкторский анализ и компоновка автомобиля. Определение мощности двигателя, построение его внешней скоростной характеристики. Нахождение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Расчет показателей разгона. Проектирование базовой системы автомобиля.
методичка [1,1 M], добавлен 15.09.2012Определение 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 04.04.2010Анализ работы автомобиля УАЗ-31512, его конструкция и предельные возможности. Определение полного веса, подбор шин, расчет параметров двигателя, передаточных чисел трансмиссии. Построение внешней скоростной характеристики, силовой и мощностной баланс.
курсовая работа [252,2 K], добавлен 30.10.2014