Файл: расчетка по авто УАЗ 452 8 вар с.doc

Целью расчета является определение основных параметров автомобиля, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям и обеспечивающих наибольшую эффективность его использования.

Исходные данные:

Тип автомобиля – грузопассажирский;

Грузоподъемность равна 450 кг;

Колесная формула 4Х4;

Число передач равно 4;

Максимальная скорость 33,3м/с (120 км/ч).

По этим данным выбираем за прототип автомобиль УАЗ – 452А.

2.1. Определение вспомогательных параметруов автомобиля

Полная масса автомобиля:

m_a = m_г + m_c + m_п 2.1

где m_г — масса перевозимого груза (грузоподъемность или пассажировместимость) или багажа;

m_c — 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;

m_п — масса водителя и пассажиров в кабине грузового автомобиля или масса водителя и пассажиров в легковом автомобиле или автобусе. Средняя масса пассажира и водителя 75 кг.

Следовательно:

m_a = 800 + 1670 + 150 = 2620 кг

Силу тяжести (вес) рассчитаем по формуле:

G = 9,81* m_a

G = 2620 * 9,81 = 26094,6Н = 27,702кН

Шины выбирают в соответствии с типом автомобиля, условиями его эксплуатации, нагрузкой на колесо.

Динамический радиус определяют по формуле

r_к = 10^-3 * r_ст * λ_ш

r_к = 0,37 * 0,98 = 0,362 м

где λ_ш — коэффициент, учитывающий деформацию шины от приложения тангенциальной нагрузки (равен 0,96 – 0,98). В нашем расчете λ_ш = 0,98

Силу сопротивления воздуха определяют так:

Р_w
max = k * F * V²_max 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*Н_а, 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; H_а— габаритная высота автомобиля, м.

Для нашего расчета принимаем β = 0,8

F = 0,8 * 1,94 * 2,09 = 3,243

Подставляя полученные значения в формулу 2.2

Р_w = 0,6 * 3,243 * 696,43 = 1355,4Н

Мощность на преодоление сопротивления воздуха увеличивается пропорционально кубу скорости:

N_w = k * F * V³ 2.3

N_w = 0,6 * 3,243 * 18378,8 = 35769,05 Н = 35,77кН

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 ψ_v — коэффициент суммарного дорожного сопротивления при движении по хорошей горизонтальной дороге, в данном случае ψ_v = ƒ;

G — полный вес автомобиля, Н;

V_max— 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= 0,9802 * 1 *(1–0,05)*1 = 0,912

После того как будет определена мощность N_vпостроим график внешней скоростной характеристики двигателя, представляющий зависимость N_e, M_к, g_е = ƒ(n_дв; V_а)

Выбираем соотношение между частотой вращения вала двигателя при максимальной скорости автомобиля n_v 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; n_N = 4000 * 1,1 = 4400 об/мин

Подсчитывают значение коэффициента оборотности по формуле

2.5

Используя значение коэффициента оборотности, определим скорости движения автомобиля при соответствующих частотах вращения вала двигателя (V_а = n_дв/₀) и нанесем их на ось абсцисс.

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,

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 n_v до n = (0,4 ... 0,5) n_v.

n₁ = 1700 мин^- N_e₁ = 30010,3 Вт = 30,01 кВт

n₂ = 2600 мин^- N_e₂ = 45275,7 Вт = 45,28 кВт

n₃ = 3500 мин^- N_e₃ = 55082,9 Вт = 55,08 кВт

n₄ = 3900 мин^- N_e₄ = 56675,3 Вт = 56,68 кВт

n₅ = 4400 мин^- N_e₅ = 55553,7 Вт = 55,55 кВт

Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя отобразим на рисунке 1.

Крутящий момент двигателя подсчитывают по формуле

2.8

где _дв - угловая скорость вала двигателя, с^-1;

n₁ =1700 мин^– _дв1 =177,93 с^– M_к1 =168,7 Нм

n₂ =2600 мин^– _дв2 =272,13 с^– M_к2 =166,4 Нм

n₃ =3500 мин^– _дв3 =366,34 с^– M_к3 =150,4 Нм

n₄ =3900 мин^– _дв4 =408,2 с^– M_к4 =138,8 Нм

n₅ =4400 мин^– _дв5 =460,53 с^– M_к5 =120,6 Нм

Кривую удельного эффективного расхода топлива g_е = ƒ(n) построим используя внешнюю скоростную характеристику (регуляторную характеристику дизеля) двигателя-прототипа.

Значения удельного расхода на номинальном режиме можно принять для карбюраторных двигателей g_е = 250—320 г/кВт-ч, для дизелей g_е= 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 М_m_ах— максимальный крутящий момент двигателя, Н*м;

ψ₁_m_ах — 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;

λ_к – коэффициент нагрузки на ведущие колеса;

λ_к = 1 - для машин повышенной и высокой проходимости;

Для нашего расчета принимаем λ_к = 1

Вывод – передаточное число удовлетворяет условию

Тогда:

i_кп
1= 6,046

i_кп
2= 3,9

i_кп
3= 2,52

i_кп₄= 1,63

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 = 7,12м/с

V₂ = 11,01м/с

V₃ = 17,05м/с

V₄ = 26,39м/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: