Тяговый расчет автомобиля

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Южно-Уральский Государственный Университет"

Факультет "Автотракторный"

Кафедра "Автомобильный транспорт"

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Эксплуатационные свойства автомобилей"

Проверил

Рождественский Ю.В.

Автор работы студент группы АТ-353

Петрова Е.А.

Аннотация

 

Петрова Е.А. Эксплуатационные свойства автомобиля. Челябинск: ЮУрГУ, АТ-353, 2012, 32 с., 11 рис. Библиография литературы 3 наименования.

В данной курсовой работе был произведён тяговый расчёт автомобиля, включающий в себя определение полного веса автомобиля и подбора шин, определение внешней скоростной характеристики двигателя, определения передаточного числа главной передачи и коробки передач. На основании полученных данных определяем тягово-скоростные характеристики автомобиля. В последнюю очередь рассчитываем показатели топливной экономичности и динамических качеств при торможении автомобиля. По данным расчёта строятся графики зависимости. Все полученные результаты сравниваются с показателями прототипа схожего транспорта.

Содержание

 

Введение

Основные обозначения

1. Тяговый расчет автомобиля

1.1 Общие положения

1.2 Определение полного веса автомобиля

1.3 Определение внешней скоростной характеристики двигателя

1.4 Определение передаточного числа главной передачи

1.5 Определение передаточных чисел коробки передач

2. Определение тягово-скоростных качеств автомобиля

2.1 Общие положения

2.2 Тяговая диаграмма движения автомобиля

2.3 Динамическая характеристика автомобиля

2.4 Динамический паспорт автомобиля

2.5 Мощностная диаграмма движения автомобиля

2.6 Ускорение при разгоне автомобиля

2.7 Определение времени разгона автомобиля

2.8 Определение пути разгона автомобиля

3. Показатели топливной экономичности автомобиля

4. Определение динамических качеств автомобиля при торможении

Заключение

Библиографический список

Приложения

Введение

Проектирование - это комплекс конструкторско-экспериментальных работ, необходимых для создания нового или модернизации выпускаемого автомобиля.

Решение о создании и использовании в народном хозяйстве конкретного автомобиля базируется на документе, содержащем номенклатуру автомобилей наиболее полно удовлетворяющих потребностям народного хозяйства с их основными технико-экономическими характеристиками, перспективном типаже.

Перспективный типаж автомобилей является результатом анализа трёх основных направлений проводимых отраслью опытно-конструкторских разработок перспективных образцов, экспериментальных и научно-исследовательских работ. В перспективном типаже заданы основные параметры автомобиля: грузоподъемность или пассажировместимость, основные массовые параметры, колесная формула и расположение ведущих колёс, максимальная скорость и параметры приемистости, нормативный пробег до капитального ремонта, нормативная трудоемкость обслуживания и текущего ремонта, мощность на рабочий объём двигателя. На последующих этапах проектирования эти данные уточняются для конкретных моделей и дополняются другими параметрами, число которых увеличивается от этапа к этапу.

На основании утверждённого перспективного типажа предприятием разработчиком создается техническое задание, которое служит основанием для разработки эскизного и технического проектов.

Техническое задание разрабатывается с учетом области применения новой модели на основании анализа обобщенных материалов по результатам испытаний и эксплуатации предшествующих моделей, общего развития техники, требований безопасности движения потребности рынка внутри страны и возможностей экспорта, законодательных предписаний, производственных возможностей предприятия-изготовителя и его смежников.

Техническое задание устанавливает основное назначение условия эксплуатации технические характеристики, показатели качества, специальные требования, предъявляемые к разрабатываемому автомобилю.

В процессе разработки технического проекта окончательно определяют параметры позволяющие судить о компоновке автомобиля и конструктивном решении отдельных его узлов и агрегатов.

Для окончательного выбора расчетных параметров двигателя и трансмиссии разрабатывают математическую модель автомобиля которая позволяет учитывать влияние этих параметров как на тягово-скоростные, так и на топливно-экономические свойства проектируемого автомобиля в разнообразных дорожных, климатических и нагрузочных условиях. В качестве критериев оценки при этом обычно используются такие технико-экономические показатели как производительность приведённые затраты на перевозку, себестоимость перевозок.

Основные обозначения

F - лобовая площадь автомобиля, м;_о - вес автомобиля в снаряженном состоянии, Н;_а - полный вес автомобиля, Н;₂ - вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось, Н;_m - момент инерции вращающихся деталей двигателя, Н*мс^2;

J_k - момент инерции колёс, Н*мс²;_о - передаточное число главной передачи;_k - передаточное число коробки передач;

Тk - радиус качения колеса, м;- скорость движения автомобиля, м/с;_mаx - максимальная скорость движения автомобиля на высшей передаче, м/с;

п_е - частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с;

п_П - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, 1/с;

п_mаx - максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя1/с;- ускорение автомобиля, м/с²;_тор - максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с²;- ускорение свободного падения, м/с²;

Р_m - тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля, Н;

Р_j - сила сцепления ведущих колеса автомобиля с дорогой, Н;

Р_f  - сила сопротивлению качению, Н;

Р_i - сила сопротивления подъёму, Н;

Р_w - сила сопротивления воздуху, Н;

Р_y - сила сопротивления дороги, Н;

Р_j - сила инерции автомобиля, Н;_е - крутящий момент двигателя, Н*м;

П_е - эффективная мощность двигателя, кВт;

П_m - тяговая мощность, подведённая к ведущим колёсам, кВт;

П_y - мощность сопротивления дороги, кВт;

П_j - мощность, расходуемая на разгон автомобиля, кВт;- динамический фактор автомобиля по условиям тяги;_j - динамический фактор автомобиля по условиям сцепления;_е - удельный эффективный расход топлива, кг/кВт*ч;_п - путевой расход топлива, л/м;- путь движения автомобиля, м;_тор - путь торможения автомобиля, с;- время движения автомобиля, с;_тор - время торможения автомобиля, с;- коэффициент сопротивления качению;- коэффициент обтекаемости автомобиля;

d_р - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при разгоне;

h - коэффициент полезного действия трансмиссии;

y - коэффициент сопротивления дороги.

Выбор и обоснование исходных данных

В соответствии с выданным заданием на курсовую работу мы выбираем автомобиль - прототип. По исходным данным (V=22,5 м/с и грузоподъемностью, равной 125 кН) берем в качестве прототипа КрАЗ-257Б1. Все необходимые в дальнейшем параметры будем брать из краткого автомобильного справочника НИИАТ.

1. Тяговый расчет автомобиля

1.1 Общие положения

Задачей тягового расчета является определение конструктивных параметров автомобиля, обеспечивающих ему заданные тягово-скоростные свойства.

При тяговом расчете автомобиля обычно имеют дело с тремя видами параметров: заданными, выбираемыми и расчетными. Параметры заданные техническими условиями:

а) тип автомобиля и условия его эксплуатации;

б) грузоподъемность или пассажировместимость;

в) максимальная скорость движения по шоссе;

г) максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на низшей передаче.

Выбираемые параметры:

а) полный вес автомобиля и распределение его по осям;

б) тип двигателя и трансмиссии;

в) частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;

г) механический к. п. д. трансмиссии;

д) радиусы колес;

е) коэффициент обтекаемости и площадь лобового сопротивления.

Величины этих параметров выбираются на основании экспериментов и статических данных по существующим моделям автомобилей, аналогичным рассчитываемому с учетом тенденции развития автомобильной техники.

Расчетные параметры:

а) внешняя скоростная характеристика двигателя;

б) передаточные числа трансмиссии.

Тяговый расчет автомобиля ведут в следующем порядке: определяют полный вес автомобиля и распределение его по осям, выбирают тип двигателя и трансмиссии, рассчитывают внешнюю скоростную характеристику двигателя, определяют придаточные числа главной передачи, коробки передач.

1.2 Определение полного веса автомобиля

Полный вес автомобиля можно определить по формуле

G_а=G_о+G_г+ (g₁+g₂) п_п, ₍1.1)

где

п_п - число мест в автомобиле, включая место водителя; G_г - номинальная грузоподъемность автомобиля, Н; g₁ - вес одного человека, принимаемый равным 750 Н; g₂ - вес багажа, принимаемый равным 100 Н на человека [2, с.4].

_а=102700+125000+ (750+100) *3=225250 Н.

Распределение веса по осям зависит от типа автомобиля и его компоновки. У грузовых автомобилей на заднюю ось приходится 70…75% нагрузки. G₂=0,75G_а, G₂=168938 Н.

1.3 Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Первоначально определяется мощность П_v, необходимая для преодоления сопротивления движению при максимальной скорости. Для этого можно воспользоваться уравнением мощностного баланса при условии, что максимальная скорость задана на горизонтальной дороге и ускорение равно нулю,

.  (1.2)

Коэффициент сопротивления качению зависит от скорости движения автомобиля,

f = f₀· (1+13V²/20000). (1.3)

где f₀ - коэффициент сопротивления качению при движении со скоростью меньше 15…25м/с. Для шоссе с асфальтобетонным покрытием принимаемый равным f₀ =0,02 [2, с.5],

=0,02 (1+13·22,5²/20000) =0,026581;

η - КПД трансмиссии, принимаем постоянным для всех передач. Для грузовых автомобилей 0,8…0,9 [2, с.5];=0,5…0,9 Нс²/м⁴ - коэффициент обтекаемости для грузовых автомобилей;- лобовая площадь автомобиля,

F=0,9BH; (1.4)

В - колея автомобиля, В=1,95 м;

Н - высота автомобиля, Н=2,67 м [1, с.59],

=0,9*1,95*2,67=4,685 м³.

При этом

П_v= (225250·0,026581·22,5/1000+0,7·4,685·22,5³/1000) /0,9=191.199 кВт.

Максимальная мощность двигателя по уравнению С.Р. Лейдермана

П_mаx= П_v/ (аl+bl²-сl³), (1.5)

где а, b, с - эмпирические коэффициенты для прямоструйных дизельных двигателей, а=0.5, b=1.5, с=1 [1, табл.2.1];

l - коэффициент для дизельных двигателей, l =1 [1,с.6];

П_mаx= 191.199/ (0,5+1,5-1) =191.199 кВт.

Для рассчитываемого автомобиля примем п_П=220 1/с.

Текущее значение эффективности мощности двигателя

П_е= П_mаx (а (п_е/п_П) +b (п_е/п_П) ²-с (п_е/п_П) ³). (1.6)

Текущие значения крутящего момента двигателя,

M_е=1000* (П_е/п_е). (1.7)

Результаты вычислений (1.6) и (1.7) занесены в табл.1.1

Таблица 1.1

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

Параметры двигателя	Частота вращения коленчатого вала двигателя
	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
Мощность	68,7	84,8	101,0	117,2	132,9	147,7	161,3	173,3	183,4	191,2
Крутящий момент	808,5	847,5	878,5	901,4	916,2	923,0	921,6	912,2	894,7	869,1

По данным табл. 1.1 построен график (см. приложение рис. 1).

1.4 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи u₀ определяется, исходя из максимальной скорости автомобиля,

₀=т_к*п_mаx/ (u_kV_mаx). (1.8)

Так как высшей является прямая передача, то в формуле u_k=1. Радиус качения колеса т_к=0,61 м [2, с.23],

₀=0,61*220/ (1*22,5) =5,964.

1.5 Определение передаточных чисел коробки передач

Используя уравнение силового баланса и, пренебрегая силой сопротивления воздуха, можно определить передаточное число первой передачи из условия преодоления максимального сопротивления дороги:

u₁=G_а* Ψ_mаx*т_k/ (M_mаxu₀h) (1.9)

где Ψ_mаx - коэффициент максимального сопротивления дороги, Ψ_mаx=0,3 [2, с.7]; M_{mаx -} максимальный крутящий момент двигателя, M_mаx=923 Нм [табл 1.1].

₁=225250*0,3*0,61 / (923*5.964*0,9) =8.32.

Проверка сцепления ведущих колёс с дорогой,

Р_{м мах} ≤ Р_φ или M_mаx* u₁ * u₀ *hт_к ≤ G_j*j,

где Р_{м мах} - максимальная тяговая сила на ведущих колесах;_j - сцепной вес автомобиля,

_j= G₂*m₂; (1.10)

₂ - коэффициент динамического перераспределения веса автомобиля на заднюю ось при тяговом режиме, примем m₂=1,2.

При этом

_j=168938*1,2=202725,6 Н.

Определение условий при которых возможно буксование и занесение этих данных в табл.1.2 в зависимости от коэффициента сцепления φ.

Таблица 1.2

Значение коэффициентов сцепления и соответствие им тяговых сил

Дорожные условия	miп	mаx	Рm mаx	Рmiп	Рmаx
Асфальто - или цементобетон: сухой влажный покрытый снегом обледенелый
	0,6	0,8	67575	121635	162180
	0,3	0,5	67575	60817,5	101362,5
	0,2	0,4	67575	40545	81090
	0,1	0,3	67575	20272,5	60817,5
Грунтовая дорога: сухая влажная
	0,5	0,6	67575	101362,5	121635
	0,2	0,4	67575	40545	81090

Выбор передаточных чисел коробки передач из условия наиболее полного использования мощности при разгоне на передачах в определенном диапазоне оборотов коленчатого вала.

В этом случае передаточные числа изменяются по закону геометрической прогрессии:

_m=^п-1Öu₁^п-m , (1.11)

где m - порядковый номер рассчитываемой передачи;

п - число ступеней коробки передач, не считая ускоряющую передачу.

₂=⁴Ö8.32³ = 4.9, u₃=⁴Ö8.32² = 2.88,u₄=⁴Ö8.32¹ = 1.7,u₂=⁴Ö8.32⁰ = 1.

2. Определение тягово-скоростных качеств автомобиля

2.1 Общие положения

По тягово-скоростным качествам автомобиля судят о его динамичности. В настоящее время общеприняты характеристики предельных тягово-скоростных качеств автомобиля, определяемые по внешней скоростной характеристике двигателя. Такими характеристиками являются тяговая и мощностная диаграммы, динамическая характеристика автомобиля. По этим характеристикам легко определяются предельные показателя тягово-скоростных качеств автомобиля:

абсолютная и удельная величины силы тяги;

скорость движения при заданном сопротивлении дороги:

ускорения;

максимальное суммарное сопротивление, преодолеваемое автомобилем;

максимальная скорость движения;

подъемы, преодолеваемые автомобилем на различных передачах.

2.2 Тяговая диаграмма движения автомобиля

Уравнение движения автомобиля методом силового баланса,

Р_m= Р_y+ Р_w+Р_j. (2.1)

Для установившегося движения (Р_j=0) тяговая сила на ведущих колесах на каждой передаче находится по формуле:

Р_m=M_е*u_mр*h/т_{k, (}2.2)

где u_mр=u₀*u_{k -} передаточное число трансмиссии автомобиля,

_mр=u₀*u_k.

Величина крутящего момента M_е находится по внешней скоростной характеристике двигателя для тех оборотов коленчатого вала п_е, которые соответствуют рассматриваемым скоростям движения автомобиля.

Скорость движения автомобиля определяется по формуле:

V=п_е*т_k/u_mр. (2.3)

Сила сопротивления дороги,

Р_y=G_а*y, 24

где y= f +I;- величина уклона дороги, примем i=0.

Сила сопротивления воздуха,

Р_w=kFV^2. (2.5)

Результаты вычислений (2.2), (2.3), (2.4) и (2.5) занесены в табл.2.1 и по ним в координатах Р_m-V строится тяговая диаграмма движения автомобиля (см. приложение рис.2).

 

Таблица 2.1

Тяговый баланс автомобиля

Параметры,		Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
кВт	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
Mе, Нм	808,5	847,5	878,5	901,4	916,2	923,0	921,6	912,2	894,7	869,1
V1	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,3	2,5	2,7
Рm1	59193,9	62053,3	64321,1	65997,4	67082,0	67575,0	67476,4	66786,2	65504,4	63630,9
Рψ1	4508,2	4509,4	4510,9	4512,5	4514,3	4516,3	4518,6	4521,0	4523,6	4526,4
Рw1	3,6	5,0	6,6	8,4	10,4	12,7	15,2	17,9	20,8	24,0
V2	1,8	2,1	2,4	2,7	3,0	3,3	3,7	4,0	4,3	4,6
Рm2	34853,5	36537,1	37872,4	38859,4	39498,0	39788,3	39730,3	39323,9	38569,1	37466,0
Рψ2	4514,2	4517,8	4521,9	4526,6	4531,8	4537,7	4544,1	4551,1	4558,6
Рw2	10,3	14,3	18,9	24,2	30,1	36,6	43,8	51,6	60,1	69,2
V3	3,0	3,5	4,1	4,6	5,1	5,7	6,2	6,7	7,3	7,8
Рm3	20521,8	21513,2	22299,4	22880,5	23256,5	23427,5	23393,3	23154,0	22709,6	22060,1
Рψ3	4531,6	4541,8	4553,7	4567,2	4582,4	4599,2	4617,7	4637,9	4659,7	4683,2
Рw3	29,8	41,2	54,5	69,7	86,7	105,6	126,3	148,9	173,3	199,6
V4	5,1	6,0	6,9	7,8	8,7	9,6	10,5	11,4	12,3	13,2
Рm4	12083,3	12667,0	13129,9	13472,1	13693,5	13794,1	13774,0	13633,1	13371,5	12989,0
Рψ4	4581,7	4611,2	4645,4	4684,5	4728,3	4776,8	4830,2	4888,3	4951,2	5018,9
Рw4	85,9	118,9	157,3	201,0	250,1	304,5	364,3	429,4	499,9	575,7
V5	8,7	10,2	11,8	13,3	14,8	16,4	17,9	19,4	21,0	22,5
Рm5	7114,7	7458,4	7730,9	7932,4	8062,8	8122,0	8110,2	8027,2	7873,1	7648,0
Рψ5	4726,3	4811,3	4910,1	5022,6	5149,0	5289,1	5443,0	5610,7	5792,2	5987,4
Рw5	247,9	343,1	453,7	579,8	721,3	878,3	1050,7	1238,5	1441,8	1660,5

2.3 Динамическая характеристика автомобиля

Обобщающим показателем, позволяющим не только оценить тяговые качества данного автомобиля, но и сравнивать автомобили различных конструкций, является динамический фактор, представляющий собой удельную остаточную силу тяги:

= (Р_m-Р_w) /G_а. (2.6)

Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения при различных передачах в коробке и полной нагрузке на автомобиль называется динамической характеристикой автомобиля. Значение скорости движения автомобиля на передачах и соответствующие им значения сил Р_m и Р_w берутся из табл. 2.1 Результаты расчета динамического фактора заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Динамический фактор автомобиля

Параметры		Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
V1, м/с	1,04	1,23	1,41	1,60	1,78	1,97	2,15	2,34	2,52	2,70
D1	0,263	0,275	0,286	0,293	0,298	0,300	0,299	0,296	0,291	0,282
V2, м/с	1,77	2,09	2,40	2,71	3,03	3,34	3,65	3,97	4,28	4,59
D2	0,155	0,162	0,168	0,172	0,175	0,176	0,176	0,174	0,171	0,166
V3, м/с	3,01	3,55	4,08	4,61	5,14	5,67	6, 20	6,74	7,27	7,80
D3	0,091	0,095	0,099	0,101	0,103	0,104	0,103	0,102	0,100	0,097
V4, м/с	5,12	6,02	6,93	7,83	8,73	9,63	10,54	11,44	12,34	13,25
D4	0,053	0,056	0,058	0,059	0,060	0,060	0,060	0,059	0,057	0,055
V5, м/с	8,69	10,23	11,76	13,30	14,83	16,36	17,90	19,43	20,97	22,50
D5	0,030	0,032	0,032	0,033	0,033	0,032	0,031	0,030	0,029	0,027

По данным табл.2.2 построен график (см. приложение рис.3).

Чтобы определить по динамической характеристике возможность движения автомобиля без буксования ведущих колес, рассчитывается динамический фактор по сцеплению:

D_j= (G₂m₂j - Р_w) /G_а, (2.7)

где D_j динамический фактор по сцеплению.

Рассчитываем D_jпри j=0,2 и j=0,4 и данные заносим в табл.2.3.

Таблица 2.3

Динамический фактор по сцеплению

Параметры		Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
Dφ1 (0,2)	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180
Dφ1 (0,4)	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360
Dφ2 (0,2)	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180
Dφ2 (0,4)	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,180	0,179	0,179	0,179	0,179
Dφ3 (0,4)	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,360	0,359	0,359	0,359	0,359
Dφ4 (0,2)	0,180	0,179	0,179	0,179	0,179	0,179	0,178	0,178	0,178	0,177
Dφ4 (0,4)	0,360	0,359	0,359	0,359	0,359	0,359	0,358	0,358	0,358	0,357
Dφ5 (0,2)	0,179	0,178	0,178	0,177	0,177	0,176	0,175	0,175	0,174	0,173
Dφ5 (0,4)	0,359	0,358	0,358	0,357	0,357	0,356	0,355	0,355	0,354	0,353

j<D<D_j - условие безостановочного движения автомобиля.

2.4 Динамический паспорт автомобиля

₀=DG_ап/G₀, (2.8)

где _{0 -} динамический фактор ненагруженного автомобиля,

а₀=а·D₀/D; (2.9)

а и а₀ - масштабы, отложенные по осям D и D₀.

Результаты вычислений (2.8) занесены в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Динамический фактор ненагруженного автомобиля

Параметры		Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
V1, м/с	1,04	1,23	1,41	1,60	1,78	1,97	2,15	2,34	2,52	2,70
D01	0,576	0,604	0,626	0,643	0,653	0,658	0,657	0,650	0,638	0,619
V2, м/с	1,77	2,09	2,40	2,71	3,03	3,34	3,65	3,97	4,28	4,59
D02	0,339	0,356	0,369	0,378	0,384	0,387	0,386	0,382	0,375	0,364
V3, м/с	3,01	3,55	4,08	4,61	5,14	5,67	6, 20	6,74	7,27	7,80
D03	0, 200	0, 209	0,217	0,222	0,226	0,227	0,227	0,224	0,219	0,213
V4, м/с	5,12	6,02	6,93	7,83	8,73	9,63	10,54	11,44	12,34	13,25
D04	0,117	0,122	0,126	0,129	0,131	0,131	0,131	0,129	0,125	0,121
V5, м/с	8,69	10,23	11,76	13,30	14,83	16,36	17,90	19,43	20,97	22,50
D05	0,067	0,069	0,071	0,072	0,071	0,071	0,069	0,066	0,063	0,058

D_j0= G_j0*j / G₀^а, (2.10)

где _{j0 -} динамический фактор для ненагруженного автомобиля,

D_j= G_j*j / G^а; (2.11)

_{j -} динамический фактор для нагруженного автомобиля.

Таблица 2.5

Динамический паспорт автомобиля

φ	D0	D
0,1	0,060	0,090
0,2	0,120	0,180
0,3	0,180	0,270
0,4	0,240	0,360
0,5	0,300	0,450
0,6	0,360	0,540
0,7	0,420	0,630

По данным табл.2.2, 2.4 и 2.5 строится график (см. приложение рис.4).

2.5 Мощностная диаграмма движения автомобиля

Для анализа динамических качеств автомобиля наряду с уравнением силового баланса можно воспользоваться уравнением мощностного баланса:

П_m=П_е*h=П_y+П_w+ П_j (2.12)

где П_y=Р_y*V/1000 (2.13)

П_w=Р_w*V/1000 (2.14)

П_j=Р_j*V/1000 (2.15)

Мощностная диаграмма движения автомобиля является графиком решения уравнения мощностного баланса. Для построения мощностной диаграммы используем данные табл.2.1. Составляющая мощностного баланса П_j находится для каждой передачи по уравнению:

П_j=П_е*h- (П_y+П_w). (2.16)

Результаты вычислений (2.12), (2.13), (2.14) и (2.16) занесены в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Мощностной баланс автомобиля

Параметры,	Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
кВт	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
Пе	68,72	84,75	101,03	117,18	132,85	147,67	161,28	173,31	183,41	191, 20
V1, м/с	1,04	1,23	1,41	1,60	1,78	1,97	2,15	2,34	2,52	2,70
Пm1	61,85	76,28	90,93	105,46	119,57	132,91	145,15	155,98	165,07	172,08
Пψ1	4,710	5,543	6,377	7,211	8,046	8,883	9,720	10,559	11,399	12,241
Пw1	0,00	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
Пj1	57,13	70,73	84,54	98,24	111,50	124,00	135,40	145,38	153,62	159,77
ПΣ	4,71	5,55	6,39	7,22	8,06	8,91	9,75	10,60	11,45	12,31
V2, м/с	1,77	2,09	2,40	2,71	3,03	3,34	3,65	3,97	4,28	4,59
Пm2	61,85	76,28	90,93	105,46	119,57	132,91	145,15	155,98	165,07	172,08
Пψ2	9,432	10,856	12,285	13,719	15,157	16,602	18,052	19,510	20,975
Пw2	0,02	0,03	0,05	0,07	0,09	0,12	0,16	0, 20	0,26	0,32
Пj2	53,82	66,82	80,02	93,11	105,76	117,63	128,39	137,73	145,30	150,79
ПΣ	8,03	9,46	10,90	12,35	13,81	15,28	16,76	18,26	19,77	21,29
V3, м/с	3,01	3,55	4,08	4,61	5,14	5,67	6, 20	6,74	7,27	7,80
Пm3	61,85	76,28	90,93	105,46	119,57	132,91	145,15	155,98	165,07	172,08
Пψ3	13,657	16,104	18,568	21,052	23,559	26,092	28,653	31,244	33,870	36,531
Пw3	0,09	0,15	0,22	0,32	0,45	0,60	0,78	1,00	1,26	1,56
Пj3	48,10	60,03	72,14	84,09	95,56	106,22	115,72	123,74	129,94	133,99
ПΣ	13,75	16,25	18,79	21,37	24,00	26,69	29,44	32,25	35,13	38,09
V4, м/с	5,12	6,02	6,93	7,83	8,73	9,63	10,54	11,44	12,34	13,25
Пm4	61,85	76,28	90,93	105,46	119,57	132,91	145,15	155,98	165,07	172,08
Пψ4	23,452	27,768	32,170	36,672	41,286	46,025	50,902	55,930	61,122	66,491
Пw4	0,44	0,72	1,09	1,57	2,18	2,93	3,84	4,91	6,17	7,63
Пj4	37,96	47,79	57,67	67,22	76,10	83,95	90,41	95,14	97,77	97,96
ПΣ	23,89	28,48	33,26	38,25	43,47	48,96	54,74	60,84	67,29	74,12
V5, м/с	8,69	10,23	11,76	13,30	14,83	16,36	17,90	19,43	20,97	22,50
Пm5	61,85	76,28	90,93	105,46	119,57	132,91	145,15	155,98	165,07	172,08
Пψ5	41,087	49, 206	57,749	66,778	76,357	86,549	97,417	109,026	121,438	134,717
Пw5	2,15	3,51	5,34	7,71	10,70	14,37	18,81	24,07	30,23	37,36
Пj5	18,61	23,56	27,84	30,98	32,51	31,98	28,93	22,89	13,40	0,00
ПΣ	43,24	52,72	63,09	74,49	87,05	100,92	116,22	133,09	151,67	172,08

По данным табл.2.6 построены графики (см. приложение рис.5 и 6).

2.6 Ускорение при разгоне автомобиля

Для оценки динамики разгона наиболее часто используют зависимость ускорения от скорости движения по передачам, а также значения пути и времени разгона в интервале скоростей.

График ускорения строится на основании имеющейся динамической характеристике:

j= (D-ψ) *g/δ_р (2.17)

Ускорение при разгоне рассчитывается для горизонтальной дороги с малым сопротивлением движению при условии максимального использования мощности и отсутствия буксования.

Коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля:

δ_р=1+σ_U_k²+σ₂, (2.18)

где σ_=gJ_mu_о²η/ (G_ат_k²); (2.19)

σ₂=gΣJ_k/ (G_ат_k²); (2.20)

ΣJ_k=J_k1+J_k2; (2.21)_k1=z₁J_k; (2.22)_k2=1,1z₂J_k; (2.23)

_{1 -} количество ведомых колёс;_{2 -} количество ведущих колёс.

_k1=2*44.8=89.6;_k2=1,1*8*44.8=394.2;

ΣJ_k=89.6+394.2=483.8;

σ_=9,81*2,5*5,96²*0,9/ (225250*0.61²) =0.00936;

σ₂=9,8*483.8/ (225250*0.61²) =0.05657.

Результаты вычислений (2.17) занесены в табл.2.7.

Таблица 2.7

Ускорение при разгоне автомобиля

Параметры	Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
V1, м/с	1,045	1,229	1,414	1,598	1,782	1,967	2,151	2,336	2,520	2,704
J1, м/с^2	1,358	1,431	1,489	1,532	1,559	1,572	1,569	1,552	1,519	1,471
1/J1	0,736	0,699	0,672	0,653	0,641	0,636	0,637	0,645	0,658	0,680
V2, м/с	1,775	2,088	2,401	2,714	3,027	3,340	3,653	3,967	4,280	4,593
J2, м/с3	0,980	1,037	1,082	1,115	1,137	1,147	1,144	1,130	1,104	1,067
1/J2	1,021	0,964	0,924	0,896	0,880	0,872	0,874	0,885	0,905	0,938
V3, м/с	3,014	3,546	4,078	4,609	5,141	5,673	6, 205	6,737	7,269	7,800
J3, м/с^4	0,556	0,594	0,645	0,659	0,665	0,663	0,653	0,635	0,609
1/J3	1,798	1,684	1,604	1,550	1,518	1,504	1,509	1,532	1,576	1,643
V4, м/с	5,119	6,022	6,925	7,828	8,732	9,635	10,538	11,442	12,345	13,248
J4, м/с^5	0,241	0,263	0,280	0,292	0,299	0,301	0,298	0,290	0,276	0,258
1/J4	4,144	3,796	3,565	3,419	3,340	3,320	3,355	3,451	3,618	3,876
V5, м/с	8,693	10,227	11,761	13,295	14,830	16,364	17,898	19,432	20,966	22,500
J5, м/с^6	0,036	0,046	0,053	0,056	0,055	0,051	0,044	0,033	0,018	0,000
1/J5	27,861	21,723	18,996	17,947	18,095	19,502	22,854	30,578	55, 194	∞

По данным табл. 2.7 построены графики (см. приложение рис. 7 и 8).

2.7 Определение времени разгона автомобиля

Время разгона считается по уравнению:

                       ^v1

t= ∫ 1/jdV (2.24)

    _v2

или

= (V₂-V₁) /j_ср, (2.25)

где V₁ - начальная скорость разгона,₂ - конечная скорость разгона,_ср - среднее значение ускорения в интервале скоростей V₁ и V₂.

Результаты вычислений (2.25) занесены в табл. 2.8.

2.8 Определение пути разгона автомобиля

        ^t2

S= ∫ Vdt; (2.26)

      _t1

S=V_ср (t₂-t₁), (2.27)

где t_{1 -} время начала разгона;_{2 -} время окончания разгона;_ср - средняя скорость за время (t₂-t₁).

Результаты вычислений (2.27) занесены в табл. 2.8.

Таблица 2.8

Время и путь разгона

V1	1,04	1,23	1,41	1,60	1,78	1,97	2,15	2,34	2,52	2,70
ΔV	1,04	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18
Vср1	0,52	1,14	1,32	1,51	1,69	1,87	2,06	2,24	2,43	2,61
Jср1	0,68	1,39	1,46	1,51	1,55	1,57	1,57	1,56	1,54	1,49
Δt1	1,54	0,13	0,13	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12
t1	1,54	1,67	1,80	1,92	2,04	2,16	2,27	2,39	2,51	2,64
ΔS1	0,80	0,15	0,17	0,18	0, 20	0,22	0,24	0,27	0,29	0,32
S1	0,80	0,95	1,12	1,30	1,51	1,73	1,97	2,23	2,53	2,85
V2						2,70	3,65	3,97	4,28	4,59
ΔV							0,95	0,31	0,31	0,31
Vср2							3,18	3,81	4,12	4,44
Jср2							1,15	1,14	1,12	1,09
Δt2							0,83	0,28	0,28	0,29
t2						2,64	3,46	3,74	4,02	4,31
ΔS2							2,63	1,05	1,16	1,28
S2						2,85	5,48	6,53	7,69	8,97
V3						4,59	6, 20	6,74	7,27	7,80
ΔV							1,61	0,53	0,53	0,53
Vср3							5,40	6,47	7,00	7,53
Jср3							0,66	0,66	0,64	0,62
Δt3							2,43	0,81	0,83	0,86
t3						4,31	6,74	7,55	8,37	9,23
ΔS3							13,11	5,23	5,79	6,45
S3						8,97	22,08	27,31	33,10	39,54
V4						7,80	10,54	11,44	12,34	13,25
ΔV							2,74	0,90	0,90	0,90
Vср4							9,17	10,99	11,89	12,80
Jср4							0,30	0,29	0,27
Δt4							9,14	3,07	3, 19	3,38
t4						9,23	18,36	21,44	24,63	28,01
ΔS4							83,78	33,78	37,95	43,26
S4						39,54	123,33	157,10	195,05	238,31
V5						13,25	17,90	19,43	20,97	22,50
ΔV							4,65	1,53	1,53	1,53
Vср5							15,57	18,66	20, 20	21,73
Jср5							0,05	0,04	0,03	0,01
Δt5							97,85	40,13	60,37	169,34
t5						28,01	125,86	165,99	226,36	395,71
ΔS5							1523,86	748,98	1219,44	3680,36
S5						238,31	1762,17	2511,15	3730,60	7410,96

По данным табл. 2.8 построен график (см. приложение рис. 9).

3. Показатели топливной экономичности автомобиля

Автомобильный транспорт потребляет большое количество топлива, стоимость которого составляет 10-15% всех затрат на автомобильные перевозки. Расход топлива зависит от конструкции автомобиля и его технического состояния, а также от дорожных и климатических условий, квалификации водителя и организации транспортного процесса. Наиболее полно экономические качества автомобиля оцениваются топливно-экономической характеристикой, представляющей собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения. При выполнении курсовой работы путевой расход топлива для установившегося движения:

q_п=g_е (П_y+П_w) / (Vr_mh), (3.1)

где r_m - плотность топлива, r_m=0,86 кг/л. Удельный эффективный расход топлива g_е зависит от частоты вращения коленчатого вала п_е и степени использования мощности двигателя И, равной отношению мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности которую развивает двигатель на ведущих колесах при той же скорости и полной отдаче топлива:

И= (П_y+П_w) / (П_еh). (3.2)

Удельный эффективный расход топлива g_е и другими членами уравнения расхода топлива исключает возможность его точного решения, поэтому g_п определяют с помощью графо-аналитических методов или, используя эмпирические формулы.

g_е= g_ПK_иК_об (3.3)

где К_и - коэффициент, учитывающий изменение g_е в зависимости от степени использования мощности И;

К_об - коэффициент, учитывающий изменение g_е в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя п_е;_П - удельный эффективный расход топлива при П_mаx.

g_П =1,1* g_Пmiп,

g_Пmiп=0,25 кг/кВт*ч,_П =1,1* 0,25=0,275.

Для определения расхода топлива при заданной скорости движения автомобиля необходимо найти отношение п_е/п_п и по графику определить значение К_об. Вычислив величины П_w и П_y подсчитывается степень использования мощности И, после чего по графику определяется значение К_и. Зная К_об и К_и, можно определить g_е, затем по уравнению расхода топлива - путевой расход g_п. Вычисления необходимо произвести для дороги с асфальтированным покрытием и грунтовой.

Результаты вычислений (3.1), (3.2) и (3.3) занесены в табл. 3.1

Таблица 3.1.

Топливно-экономическая характеристика автомобиля.

Параметры			Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с
	85	100	115	130	145	160	175	190	205	220
пе/пП	0,4	0,5	0,5	0,6	0,7	0,7	0,8	0,9	0,9	1,0
Kоб	1,165	1,1	1,048	1	0,97	0,955	0,955	0,965	1	1,04
ψ =	0,02
V5	8,693	10,227	11,761	13,295	14,830	16,364	17,898	19,432	20,966	22,500
И	0,668	0,650	0,641	0,641	0,648	0,663	0,685	0,716	0,755	0,806
Ки	0,85	0,92	0,93	0,9	0,85	0,8	0,77	0,78	0,76	0,96
gе	0,272	0,278	0,268	0,248	0,227	0,210	0, 202	0, 207	0, 209	0,275
qп	46,451	48,422	47,698	45,166	42,528	40,591	40,320	42,667	44,605	60,753
ψ =	0,05
V4	5,12	6,02	6,93	7,83	8,73	9,63	10,54	11,44	12,34	13,25
И	0,939	0,899	0,870	0,851	0,841	0,839	0,844	0,858	0,880	0,911
Ки	0,940	0,896	0,865	0,846	0,836	0,834	0,839	0,852	0,875	0,910
gе	0,301	0,271	0,249	0,233	0,223	0,219	0,220	0,226	0,241	0,260
qп	124,380	112,837	104,804	98,860	95,924	95,444	97,406	101,495	109,742	120,665

По данным табл. 3.1 построен график (см. приложение рис. 10).

4. Определение динамических качеств автомобиля при торможении

Тяговые и тормозные свойства автомобиля тесно связаны между собой. Чем выше средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства.

На эффективность торможения, кроме действий водителя влияют конструкция и техническое состояние автомобиля, тип и состояние дороги, атмосферные условия и т.п. Действие этих факторов наиболее полно учитывается следующими основными измерителями тормозных свойств автомобиля: максимальным замедлением при торможении t_тор, тормозным путем S_тор. Эти измерители можно получить, решая уравнение движения автомобиля при торможении с отключением двигателя от трансмиссии:

Р_тор+Р_ψ+Р_j=0. (4.1)

Если принять, что Р_тор=G*j; Р_j= (G/g) *j_тор, сопротивление движению по сравнению с тормозными силами мало, то максимальное замедление можно найти из выражения:

_mор=g*j. (4.2)

Время торможения до остановки находится при интегрировании уравнения замедления автомобиля:

t_mор=V_н/gj, 43

где V_н - скорость автомобиля в момент начала торможения.

Путь торможения до остановки можно найти при интегрировании уравнения времени торможения:

S_mор= V_н²/2 gj.  44

Результаты вычислений (4.2), (4.3) и (4.4) занесены в табл.4.1.

Таблица 4.1

Тормозные свойства автомобиля.

Параметры	Начальная скорость торможения Vн, м/с
	9	10	12	13	15	16	18	19	21	23
φ=	0,6	j, м/с2=	5,88
t, с	1,5	1,7	2,0	2,3	2,5	2,8	3,0	3,3	3,6	3,8
s, м	6,4	8,9	11,8	15,0	18,7	22,8	27,2	32,1	37,4	43,0
φ=	0,4	j, м/с2=	3,92
t, с	2,2	2,6	3,0	3,4	3,8	4,2	4,6	5,0	5,3	5,7
s, м	9,6	13,3	17,6	22,5	28,1	34,2	40,9	48,2	56,1	64,6 тяговый расчет автомобиль топливо Заключение В данной курсовой работе был приведен расчет тяговых свойств автомобиля, его скоростных качеств, а также топливной экономичности и динамических качеств. Полученные результаты были сравнены с автомобилями современного автопарка. За прототип рассчитываемого автомобиля был принят КрАЗ-257Б1.   Расчетные данные Данные модели Vmаx, км/ч 22,50 18,80 qп, л/100км 40,6 38,00 u0 5,964 6,35 u1 8,320 7,97 u2 4,899 5,06 u3 2,884 2,92 u4 1,698 1,52 u5 1,000 1 Пе, кВт 191,2 176,50 Ме, Нм 923,0 882,60 Вывод: рассчитываемый автомобиль имеет такую же грузоподъемность, что и прототип. Топливная экономичность рассчитываемого автомобиля немного хуже в связи с чуть большим расходом топлива. Максимальная мощность и крутящий момент больше, чем у прототипа. Библиографический список 1. Краткий автомобильный справочник. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1984. - 220с., ил., табл. . Рождественский Ю.В., Волченко Г.Н. Эксплуатационные свойства автомобиля. Учебное пособие. - Челябинск: ЮУрГУ, 2000. - 26 с. . Оформление пояснительной записки и графической части курсового и дипломного проектирования / Составители: М.К. Ахтямов, А.А. Блюденов - Челябинск: ЧГТУ, 1989. - 86 с. Приложения   Приложение А   Рисунок 4 - Динамический паспорт автомобиля Похожие работы на - Тяговый расчет автомобиля   Тяговый расчет автомобиля -прототипа ИЖ-2717 СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Тяговый расчет автомобиля КамАЗ СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Тягово -динамический расчет автомобиля УАЗ-31512 СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-2105 СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Тяговый расчет грузового автомобиля марки ЗИЛ-ММЗ-4505 СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Тяговый расчет трактора и автомобиля СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Тяговый расчет автомобиля СкачатьСкачать документ Информация о работеИнформация о работе Нужна качественная работа без плагиата? Другие курсовые работы по транспорту Не нашли материал для своей работы? Поможем написать уникальную работу Без плагиата! Узнайте © 2003 - 2022 «Библиофонд» Обратная связь Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности Полная версия Помощь по учебным работам Консультация по курсовой работе Консультация по дипломной работе ВКР Консультация по реферату Консультация по отчетам о практике