Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Содержание

Введение

Исходные данные

Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

Выбор и анализ необходимых исходных данных

Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

Расчет силы сопротивления воздуха

Определение значений динамического фактора

Заключение

Приложение

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.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

Выбор и анализ необходимых исходных данных

Масса прицепа с грузом, G_пр, кг;

Габаритные размеры: ширина, В, м;

высота, Н, м;

Максимальная мощность, Ne, кВт;

Максимальный крутящий момент, М_м, н·м;

Шины, размер.

Передаточные числа коробки передач:

первая передача, i_к1; вторая передача, i_к2; третья передача, i_к3

четвертая передача, i_к4.

Передаточные числа раздаточной коробки:

первая передача, i_р1; вторая передача, i_р2

Передаточное число главной передачи, i_о;

Передаточное число бортовой передачи (колесного редуктора), i_бп

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(M_max), n_м;

частота вращения, n₂;

частота вращения при М_N(N_е), n_N;

автомобиль скорость сопротивление динамический

   n₁n_м        n₂ n_N                   n_,                                  1/мин

Рисунок 1. Внешняя характеристика двигателя

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

N_еi = N_max[a + b - c ], (кВт)

где N_еi - мощность двигателя в определяемых точках;_max - номинальная мощность двигателя;_i - частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;_N - частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности двигателя;, 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: М_1, М_м, М₂, М_N при частотах вращения коленчатого вала двигателя: n₁, n_м, n₂, n_N

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

_к = d_к /2 + b_к (1- h_к), (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 r_к = 0,95 · r_о

где r_о - свободный радиус.

Пример: Шина 14 х 00.20. r_о= (b_к+ d_к /2) = (14 + 20/2)·25,4 = 609,6 мм_к = 0,95 · r_о = 0,95 · 609,6 = 579,12 мм = 0,58 м

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

Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Уравнение движения автомобиля

Рφ³Р_к³Р_y+Р_w+Р_j , (1)

где Рφ - сила тяги по сцеплению;

Р_к - сила тяги на колесах;

Р_y - сила сопротивления движению;

Р_w - сила сопротивления воздуха;

Р_j - сила инерции автомобиля.

Динамический фактор:

Для одиночного автомобиля - (2)

для автопоезда -  (3)

где , - масса тягача, прицепа

Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет производится по формуле

                                                                             ,Н (4)

где М_j- крутящий момент двигателя, кгс м ( М₁, М_М, М₂, М_N,);_{ki -} передаточное число коробки передач (КП) на i-той передаче;_P2 - передаточное число раздаточной коробки (РК) на 2-ой передаче;_o - передаточное число главной передачи;_k - радиус качения колеса, м;

η_m - КПД трансмиссии;

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

Для полноприводного автомобиля можно принять η_m = 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Р_k(i,j) = К_P2 · M_j · i_ki, (4а)

К_P2 =

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:

Р_{к (1,1)} = К_P2 · M₁· i_k1.

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (n_м, n₂, n_N) 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

где i_P1 - 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:

Р_{к (1, 1)} = К_P1 · M₁· i_k1 ,

К_P1 =

Данные расчета на остальных передачах КП (1-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (n_м, n₂, n_N) производится по выражению (4б) и вносится в таблицу 3.

Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

где n_д - частота вращения коленчатого вала (n₁, n_м, n_2, n_N)

При n₁ на первой передаче в КП получим

где

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, n_м, n_2, n_N)

 (5а)

При n₁ получим V₁ = К₂ п_{q 1}, км/ч

Остальные данные заносятся в табл. 4.

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 V_i - скорость движения, км/ч;_w - коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления) ;

В- ширина автомобиля, м;

Н- высота автомобиля, м,

Можно принять для грузового автомобиля

Определение значений динамического фактора

На низших передачах Р_w = 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)

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

Таблица 1 Результаты расчетов

Таблица 2 определение свободного радиуса колеса

Таблица 3 определение силы тяги на колесе

Таблица 4 определение скорости движения

Таблица 5 определение силы сопротивления движению

Таблица 6 Определение динамического фактора