Файл: расчетка по авто ГАЗ 53 А.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.10.2024

Просмотров: 22

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2. Тяговый расчет автомобиля

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

Основные параметры, определяемые в тяговом расчете:

мощность двигателя и характер изменения ее на внешней скоростной (регуляторной для дизеля) характеристике двигателя Ne, Mкэ, Gт, gе = ƒ(n)

передаточное число главной передачи i0;

передаточные числа в коробке передач iкп;

скорости движения на передачах V.

В числе вспомогательных определяют следующие параметры

полный вес (массу) автомобиля G(ma)

силу сопротивления воздуха Рw;

размер и тип шин, динамический радиус колес rкэ,

механический коэффициент полезного действия трансмиссии тр.

В расчете используются данные, которые включают в техническое задание на проектирование. Это значения динамического фактора в характерных условиях эксплуатации автомобиля:

максимальная скорость Vmax, которую должен развивать автомобиль на хорошей горизонтальной дороге, характеризуемой суммарным коэффициентом дорожного сопротивления ψv = ƒ + i,

наибольший подъем imах, который должен преодолеть автомобиль, двигаясь на прямой передаче по хорошей дороге. Суммарный коэффициент дорожного сопротивления в этом случае ψmax = ƒ + imах, где ƒ — коэффициент качения.

За автомобиль прототип принимаем ГАЗ – 53А.

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 75 кг.


Следовательно

ma = 4000кг + 3250кг + 150кг = 7400кг

Силу тяжести (вес) рассчитаем по формуле: G = 9,81* ma

G = 7400кг * 9,81м/с2 = 72594 Н = 72,6 кН

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

Динамический радиус определяют по формуле

rк = 10-3 * rст * λш

rк = 10-3 * 457 * 0,98 = 0,447

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 * 2,38 * 2,22 = 4,227

Подставляя полученные значения в формулу 2.2

Рw = 0,6 * 4,227 * 493,73 = 1252,16 Н =1,25 кН

Мощность на преодоление сопротивления воздуха увеличивается пропорционально кубу скорости:

Nw = k * F * V3 2.3

Nw = 0,6 * 4,227 * 10970,6 = 27822,96 Вт = 27,82 кВт


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*с24;

тр— механический КПД трансмиссии автомобиля на прямой передаче.

Механический коэффициент полезного действия трансмиссии определим, исходя из ее кинематической схемы по формуле (1.9).

тр= 0,9801 * 0,98 * (1 – 0,05) * 1 = 0,912

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 = 3200об/мин * 1,1 = 3520 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 =1400 Ne1 = 38866,8Вт = 38,9кВт

n2 =2100 Ne2 = 57271,1Вт = 57,3 кВт

n3 =2800 Ne3 = 68952,3Вт = 68,95кВт

n4 =3100 Ne4 =70856,8Вт = 70,86кВт

n5 =3520 Ne5 =69382,7Вт = 69,4кВт

Рис.1. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя

Ограничение частоты вращения карбюраторного двигателя показано на рисунке 1, а штриховой линией.

з) крутящий момент двигателя подсчитывают по формуле

2.8

где дв - угловая скорость вала двигателя, с-1;

n1 = 1400 дв1 =146,53 Mк1 = 263,7

n2 = 2100 дв2 =219,8 Mк2 =259,3

n3 = 2800 дв3 = 293,06 Mк3 =234,7

n4 = 3100 дв4 =324,47 Mк4 =218

n5 = 3520 дв5 =368,43 Mк5 =188,3

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.