Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Содержание

1. Введение

. Исходные данные

. Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

. Заключение

. Приложение 1 (Результаты расчетов)

. Приложение 2 (Диаграмма динамической характеристики)

1. ВВЕДЕНИЕ

Тягово-скоростные свойства автомобильной техники напрямую влияют на качество эксплуатации и общие эксплуатационные показатели. От этих показателей зависит, как эффективно мы сможем использовать тот или иной подвижной состав в определенных условиях. Для перевозки различных грузов в различных условиях всегда необходимо учитывать тягово-скоростные свойства автомобиля, его проходимость и т.д. Кроме того, данные показатели имеют влияние на безопасность использования автомобиля.

Данная работа направлена на приобретение навыков по расчету тягово-скоростных свойств грузовых автомобилей на примере автомобиля Урал-5323.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

3. МЕТОДИКА Расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Выбор и анализ необходимых исходных данных

Полная масса автомобиля, Gа, кг;

Масса прицепа с грузом, Gпр, кг;

Габаритные размеры: ширина, В, м;

высота, Н, м;

Максимальная мощность, Ne, кВт;

Шины, размер.

Передаточные числа коробки передач:

первая передача, iк1; вторая передача, iк2; третья передача, iк3

четвертая передача, iк4.

Передаточные числа раздаточной коробки:

первая передача, iр1; вторая передача, iр2

Передаточное число главной передачи, iо;

Передаточное число бортовой передачи (колесного редуктора), iбп

Внешняя скоростная характеристика двигателя

Принимаем для расчета внешней характеристики (М = ƒ(п)) четыре точки при частотах вращения, мин-1 (рисунок 1):

минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала, n1;

частота вращения при Мм(Mmax), nм;

частота вращения, n2;

частота вращения при МN(Nе), nN;

nм n2 nN n, 1/мин

Рисунок 1. Внешняя характеристика двигателя

При отсутствии в литературе исходных данных расчет внешней скоростной характеристики двигателя может производится по эмпирической зависимости

Nеi = Nmax[a + b - c ], (кВт)

где Nеi - мощность двигателя в определяемых точках;

Nmax - номинальная мощность двигателя;

ni - частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

nN - частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности двигателя;

a, b , c - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя, a=b=c=1 для бензинового двигателя, a=0,75, b=1,5, c=1,25 для дизеля.

Соответствующее значение крутящего момента коленчатого вала двигателя определяют по формуле

М= 9550*Ne/n, (н·м)

где Nе -значение мощности двигателя, кВт;- частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1.

Определить значения крутящего момента: М1, Мм, М2, МN при частотах вращения коленчатого вала двигателя: n1, nм, n2, nN

Определить радиус качения колеса rк. С точностью достаточной для выполнения расчета динамической характеристики автомобиля фактический радиус качения колеса rк определяется по эмпирической зависимости

rк = dк /2 + bк (1- hк), (м)

где dк - диаметр обода колеса; bк - высота профиля шины; hк -

коэффициент радиальной деформации шины; для торроидных и широкопрофильных шин hк = 0,1-0,16, для арочных шин hк = 0,2-0,3.

Можно принять rк = 0,95 · rо

где rо - свободный радиус.

Пример: Шина 14 х 00.20. rо= (bк+ dк /2) = (14 + 20/2)·25,4 = 609,6 мм

rк = 0,95 · rо = 0,95 · 609,6 = 579,12 мм = 0,58 м

Данные по частотам вращения коленчатого вала и величинам момента внести в таблицу 2.

3.2 Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Уравнение движения автомобиля

Рφ³Рк³Рy+Рw+Рj , (1)

где Рφ - сила тяги по сцеплению;

Рк - сила тяги на колесах;

Рy - сила сопротивления движению;

Рw - сила сопротивления воздуха;

Рj - сила инерции автомобиля.

Динамический фактор:

Для одиночного автомобиля - (2)

для автопоезда -  (3)

где , - масса тягача, прицепа

3.3 Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет производится по формуле

,Н (4)

где Мj- крутящий момент двигателя, кгс м ( М1, ММ, М2, МN,);- передаточное число коробки передач (КП) на i-той передаче;- передаточное число раздаточной коробки (РК) на

-ой передаче;- передаточное число главной передачи;- радиус качения колеса, м;

ηm - КПД трансмиссии;

(i,j) - порядковые номера передач в КП и крутящего момента

Для полноприводного автомобиля можно принять ηm = 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Рk(i,j) = КP2 · Mj · iki, (4а)

где КP2 =

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и второй передаче в РК при устойчивой минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Рк (1,1) = КP2 · M1· ik1.

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4а) и вносится в таблицу 3.

Определить величину силы тяги на ведущих колесах при различных передачах в КП, частоте вращения коленчатого вала двигателя и первой передаче в РК по формуле

, , H (4б)

где iP1 - передаточное число раздаточной коробки (РК) на 1-ой передаче;

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и первой передаче в РК при минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Рк (1, 1) = КP1 · M1· ik1 ,

где КP1 =

3.4 Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

Скорости движения автомобиля на i-х передачах в КП и второй передаче в РК (Vi) определяются по формуле

, км/ч (5)

где nд - частота вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

При n1 на первой передаче в КП получим

Все данные расчета заносятся в табл. 4.

Подобным образом рассчитаем скорости на первой передаче в КП и первой передаче в РК при различных частотах вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

 (5а)

При n1 получим V1 = К2 пq 1, км/ч

Остальные данные заносятся в табл. 4.

3.5 Расчет силы сопротивления воздуха

Так как сопротивление воздуха проявляется при скоростях более 30 км/ч, то расчет выполним для 2-х высших передач в КП и второй передачи в РК.

            (6)

где Vi - скорость движения, км/ч;

Kw - коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления) ;

В- ширина автомобиля, м;

Н- высота автомобиля, м,

Можно принять для грузового автомобиля

3.6     Определение значений динамического фактора

На низших передачах Рw = 0.

На первой передаче в КП и второй - в РК при частоте вращения коленчатого вала n1 получим

 (7)

Расчеты для остальных передач и частот вращения коленчатого вала, заносим в табл. 6.

При включенной первой передаче в РК и первой передаче в КП получим

 (7а)

автомобиль двигатель тяговый скоростной

Результаты расчетов вносим в табл. 6.

3.       ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены технические характеристики автомобиля Урал-5323. На их основе был произведен расчет тягово-скоростных свойств. Полученные данные сведены к табличному виду в приложении к работе. Так же был построена диаграмма зависимости динамического фактора от скорости автомобиля. Используя эту диаграмму и зная условия дорожного покрытия (коэффициент сопротивления качению) можно найти скорость движения в данных условиях на определенной передаче.

Приложение 1