ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.10.2024
Просмотров: 42
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
2.1. Определение вспомогательных параметров автомобиля
2.2 Определение основных параметров автомобиля
2.2.1. Определение мощности двигателя.
Внешнюю скоростную характеристику карбюраторного двигателя представим на рис 1.
2.3 Определение передаточного числа главной передачи
2.4 Определение передаточных чисел в коробке передач
2.5 Определение скоростей движения автомобиля на различных передачах
2. Тяговый расчет автомобиля
Исходные данные:
Тип автомобиля – легковой;
Грузоподъемность = 300 кг;
Колесная формула – 4Х2;
Число передач – 4;
Максимальная скорость = 38,9 м/с (140 км/ч).
По исходным данным выбираем за прототип автомобиль ВАЗ 21011.
2.1. Определение вспомогательных параметров автомобиля
Полная масса автомобиля:
ma = mг + mc + mп 2.1
где mг — масса перевозимого груза (грузоподъемность или пассажировместимость) или багажа;
mc — собственная масса автомобиля в снаряженном состоянии без груза. Слагается из конструктивной (сухой) массы автомобиля, массы топлива, массы технических жидкостей, западного колеса, инструмента, принадлежностей и технологического оборудования;
mп — масса водителя и пассажиров в кабине грузового автомобиля или масса водителя и пассажиров в легковом автомобиле или автобусе. Средняя масса пассажира и водителя 70 кг.
Следовательно:
ma = 50 + 955 + 350 = 1355кг
Силу тяжести (вес) рассчитаем по формуле: G = 9,81* ma
G = 1355 * 9,81 = 13292,6Н = 13,3кН
Шины выбирают в соответствии с типом автомобиля, условиями его эксплуатации, нагрузкой на колесо.
Динамический радиус определяют по формуле
rк = 10-3 * rст * λш
rк = 0,265*0,98 = 0,26м
где λш — коэффициент, учитывающий деформацию шины от приложения тангенциальной нагрузки (равен 0,96 – 0,98). В нашем расчете
λш = 0,98
Силу сопротивления воздуха определяют так:
Рw max = k * F * V2max 2.2
где k — коэффициент сопротивления воздуха, ;
F — площадь поперечного сечения (миделево сечение) автомобиля, м3;
V— скорость движения автомобиля, м/с.
Площадь поперечного сечения рассчитывают приближенно, используя данные автомобиля прототипа F = β*В*На, где β — коэффициент заполнения площади. Для легковых автомобилей β = 0,78—0,8 и для грузовых автомобилей β = 0,75—0,9; В – габаритная ширина, м; Hа — габаритная высота автомобиля, м.
Для нашего расчета принимаем β = 0,8
F = 0,8 * 1,68 * 1,64 = 2,2
Подставляя полученные значения в формулу 2.2
Рw = 0,3 * 2,2 * 1622,5 = 1072,9Н = 1,08кН
Мощность на преодоление сопротивления воздуха увеличивается пропорционально кубу скорости:
Nw = k * F * V3 2.3
Nw = 0,3 * 2,2 * 65353,4 = 43214,9Вт = 43,215кВт
2.2 Определение основных параметров автомобиля
2.2.1. Определение мощности двигателя.
Тип двигателя выбирают по аналогии с автомобилем-прототипом.
Мощность двигателя, которую он развивает при равномерном движении автомобиля по хорошей горизонтальной дороге, на прямой передаче, с максимальной скоростью, определяют из уравнения мощностного баланса
2.4
где ψv — коэффициент суммарного дорожного сопротивления при движении по хорошей горизонтальной дороге, в данном случае ψv = ƒ;
G — полный вес автомобиля, Н;
Vmax — максимальная скорость автомобиля, м/с;
k — коэффициент сопротивления воздуха, Н*с2/м4;
тр— механический КПД трансмиссии автомобиля на прямой передаче.
Механический коэффициент полезного действия трансмиссии определим, исходя из ее кинематической схемы по формуле (1.9).
тр= 0,973*0,981(1 – 0,05)1 = 0,914
После того как будет определена мощность Nv построим график внешней скоростной характеристики двигателя, представляющий зависимость Ne, Mк, gе = ƒ(nдв; Vа)- в такой последовательности:
а) в соответствующем масштабе на оси абсцисс откладываем шкалу частот вращения вала двигателя;
б) задаем значение частоты вращения вала двигателя при максимальной мощности nN по прототипу и отметим в масштабе на оси абсцисс;
в) выбираем соотношение между частотой вращения вала двигателя при максимальной скорости автомобиля nv и частотой вращения вала двигателя при максимальной мощности двигателя
λ = 1,10—1,15 — для карбюраторных двигателей без ограничения частоты вращения вала двигателя (легковые и грузовые грузоподъемностью выше 1500кг);
λ = 1,0 — для дизелей и карбюраторных двигателей с ограничителем частоты вращения вала двигателя (грузовые автомобили грузоподъемностью выше 1500кг).
В нашем случае λ = 1,1; nv = 5600 * 1,1 = 6160 об/мин
г) подсчитывают значение коэффициента оборотности по формуле
2.5
д) используя значение коэффициента оборотности, определим скорости движения автомобиля при соответствующих частотах вращения вала двигателя (Vа = nдв/0) и нанесем их на ось абсцисс.
е) строят теоретическую внешнюю скоростную характеристику двигателя.
Максимальную мощность двигателя подсчитывают по формуле
2.6
где с1, с2, с3 – статистические коэффициенты;
с1= с2 = с3 = 1 - для карбюраторного двигателя; с1 = 0,53; с2 = 1,56; с3 = 1,09 —для дизелей,
ж) текущие значения мощности двигателя определяют по формуле
где n – произвольное, в пределах рабочей зоны, значение частоты вращения вала двигателя, мин-1. Рабочей зоной частот вращения выбираем диапазон от nv до n = (0,4 ... 0,5) nv.
n1 = 2400
n2 = 3600
n3 = 4900
n4 = 5500
n5 = 6160
Ne1 = 32845,1Вт = 32,85кВт
Ne2 = 48661,9Вт = 48,66кВт
Ne3 = 59758,6Вт = 59,76кВт
Ne5 = 60269,3Вт = 60,27кВт
Ne4 = 61523,2Вт = 61,52кВт
Внешнюю скоростную характеристику карбюраторного двигателя представим на рис 1.
з) крутящий момент двигателя подсчитывают по формуле
2.8
где дв - угловая скорость вала двигателя, с-1;
n1 =2400 мин– дв1 =251,2 с-1 Mк1 =130,8 Нм
n2 =3600 мин– дв2 =376,8 с-1 Mк2 =129,1 Нм
n3 =4900 мин– дв3 =512,86 с-1 Mк3 =116,5 Нм
n4 =5500 мин– дв4 =575,66 с-1 Mк4 =106,9 Нм
n5 =6160 мин– дв5 =644,75 с-1 Mк5 =93,48 Нм
и) кривую удельного эффективного расхода топлива gе = ƒ(n) построим используя внешнюю скоростную характеристику (регуляторную характеристику дизеля) двигателя-прототипа.
Значения удельного расхода на номинальном режиме можно принять для карбюраторных двигателей gе = 250—320 г/кВт-ч, для дизелей gе = 210—250 г/кВт-ч.
2.3 Определение передаточного числа главной передачи
Передаточное число главной передачи влияет на тягово-динамические и экономические показатели автомобиля. Его определяют, пользуясь выражением:
2.9
Передаточное число главной передачи, полученное расчетом соответствует табличному.
2.4 Определение передаточных чисел в коробке передач
Передаточные числа в коробке передач определяют из условия обеспечения наибольшей интенсивности разгона и плавности переключения шестерен при последовательном переходе с одной передачи на другую, а также для обеспечения движения на первой передаче без буксования по заданной дороге.
Знаменатель геометрической прогрессии ряда, образуемого передаточными числами коробки передач, находят по формуле
2.10
где т — число передач в коробке.
Передаточное число в коробке при работе на первой передаче определяют из условия преодоления заданного сопротивления движению по формуле
2.11
где Мmах— максимальный крутящий момент двигателя, Н*м;
ψ1mах — суммарный коэффициент дорожного сопротивления (берем из задания на проектирование автомобиля).
Проверяем условие движения автомобиля без буксования по заданной дороге. Должно быть удовлетворено условие
2.12
где — коэффициент сцепления движителей с дорогой;
λк – коэффициент нагрузки на ведущие колеса;
Для нашего расчета принимаем λк = 0,76
Вывод – передаточное число удовлетворяет условию
Тогда:
iкп 1 = 3,97
iкп 2 = 2,55
iкп 3 = 1,63
iкп 4 = 1,048
2.5 Определение скоростей движения автомобиля на различных передачах
Максимальная скорость движения на прямой передаче задана. Скорости движения на промежуточных передачах определим из соотношений:
V1 = 10,63 м/с
V2 = 16,57 м/с
V3 = 25,84 м/с
V4 = 40,28 м/с
3. Динамический расчет автомобиля
В процессе динамического расчета выполняют построение динамической характеристики автомобиля.
Динамический фактор D предложен Е.А. Чудаковым. Используют его для сравнительной оценки динамических качеств различных автомобилей в различных условиях их движения (качество дороги, нагрузка автомобиля). Так как в условиях установившегося движения численные значения динамического фактора и суммарного коэффициента дорожного сопротивления равны, т.е. ψ = D. Зная динамический фактор автомобиля, можно определить, какое дорожное сопротивление он будет преодолевать.
Динамический фактор есть отношение избыточной силы тяги, к полному весу автомобиля:
3.1