Динамический фактор автомобиля на различных передачах
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГБОУ ВО Тверская ГСХА
Инженерный факультет
Заочное отделение
Курсовая работа
на тему «Тягово-динамический расчет автомобиля»
Выполнил: студент группы АС-1802у Иванов М.Н.
Принял: к.т.н., доцент Виноградов А.В.
Тверь-2019
Содержание
Введение. 2
1. Тяговый расчет автомобиля. 2
1.1. Определение полного веса автомобиля. 2
1.2. Выбор шин. 2
1.3. Определение эффективной мощности двигателя. 2
1.4. Расчет и построение скоростной характеристики двигателя. 2
1.5. Определение передаточного числа главной передачи. 2
1.6. Определение передаточных чисел в коробке передач. 2
2. Расчет и построение динамической характеристики автомобиля. 2
3. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля. 2
Список литературы.. 2
Введение
Снижение расхода топлива и, как следствие, загазованности идет за счет применения легких и прочных материалов, таких как алюминий, титан, а также применение антифрикционных покрытий. Оптимизирующие системы и композиции алгоритмов электронного управления ДВС (системы впрыска топлива).
Основной задачей курсовой работы является рассмотрение вопросов тяговой динамики и экономических параметров движения заданного автомобиля, с целью закрепления знаний полученных при изучении дисциплины «Теория и основы расчёта автомобиля», а также формирования навыков применения теоретических знаний к практическим расчетам привода передних ведущих колёс, для получения знаний об эксплуатационных возможностях реальных конструкций автомобилей, уяснения сущности происходящих процессов при их движении; приобретения знаний конкретных величин тягово-динамических и экономических характеристик автомобилей, умения анализировать влияние на них различных конструктивных параметров.
|
|
1. Тяговый расчет автомобиля.
1.1. Определение полного веса автомобиля
Для грузовых автомобилей полная масса Ма определяется из выражения:
Ма = Мо + Mr + Mn
Mo = Kr Mr ,
где Мо – собственная масса автомобиля, кг
Mn – масса пассажиров, включая водителя. Масса одного пассажира принимается равной 75 кг
Mr – номинальная грузоподъемность, кг
Kr – коэффициент снаряженной массы автомобиля;
Mo = 0,88 · 11000 = 9680кг
Mn = 3 · 75 = 225 кг
Ма = 9680+ 11000 +225 = 20905кг
1.2. Выбор шин
Параметры шин выбираем по ГОСТ 5513-86 «Шины пневматические для грузовых автомобилей».
Для выбора шин необходимо определить нормальные опорные реакции, приходящиеся на шины соответственно на передней и задней осей RШ1 и RШ2:
, (1)
|
|
где R1 и R2 - нормальные реакции, приходящиеся на передний и задний мосты соответственно;
К – количество колес заднего моста;
m1 и m2 – коэффициенты изменения нормальных реакций на передних и задних колесах (m1 = 0,8...1,4; m2 = 0,75...1,2). Учитывая возможные в процессе эксплуатации перегрузки, следует выбирать значения m1 и m2 больше единицы.
; (2)
где L – база автомобиля;
L1, L2 – расстояние от передней и задней осей до центра масс автомобиля.
Учитывая, что R>R=26248 выбор шин осуществляется по ГОСТ 5513-86 «Шины пневматические для грузовых автомобилей». Шины модели ИН-142Б.
1.3. Определение эффективной мощности двигателя
Внешне скоростная характеристика представляет собой зависимость
Me = f(ωe), Ne = f(ωe), которые строятся при 100% подачи топлива. Зададимся исходными данными:
Nетax = 154 кВт
ωп =272,3 с-1
Эффективная мощность определяется по формуле:
Ne = Nemax [A(ωe/ωn) +B(ωe/ωn)2 – C(ωe/ωn)3];
После подстановки числовых значений:
Ne1 = 154 [0,5(0,1) + 1,5(0,1)2- 1(0,1)3] = 9,86
Остальные данные расчета сводим в таблицу 1
где А, В, С – постоянные коэффициенты зависят от ДВС.
|
|
А = 0,5; В = 1,5; С = 1.
Текущие значение определяется по зависимости:
Ме= (Ne/ωe)1000,
После подстановки числовых значений:
Ме2 - (9,86/27,23)1000=362,1
Остальные данные расчета сводим в таблицу 1.
Скорость движения автомобиля считается пропорциональной ωе:
ωe/ωn = Va/Vamax
Va = (ωe · rk /imp)3,6
imp = ik · i0
Потери мощности на сопротивление воздуха:
f(Va) = Nf + Nw / ήmp
Таблица 1
Данные для построения внешней скоростной характеристики
параметры | текущие значения параметров | |||||||||
ωe/ωn | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 |
ωe, c-1 | 27,23 | 54,46 | 81,69 | 108,92 | 136,15 | 163,38 | 190,61 | 217,84 | 245,07 | 272,3 |
Ne, кВт | 9,86 | 23,41 | 39,73 | 57,9 | 77 | 96,1 | 114,27 | 130,6 | 144,14 | 154 |
Ме, Н · м | 362,1 | 429,86 | 486,35 | 531,58 | 565,5 | 588,1 | 599,5 | 599,52 | 588,16 | 565,55 |
Va1, км/ч | 1,32 | 2,64 | 3,96 | 5,28 | 6,6 | 7,91 | 9,23 | 10,55 | 11,87 | 13,19 |
VaII, км/ч | 2,56 | 5,12 | 7,67 | 10,23 | 12,79 | 15,35 | 17,9 | 20,47 | 23,02 | 25,58 |
VaIII, км/ч | 4,12 | 8,25 | 12,37 | 16,5 | 20,62 | 24,75 | 28,87 | 33 | 37,12 | 41,24 |
VaIV, км/ч | 6,73 | 13,46 | 20,19 | 26,91 | 33,64 | 40,37 | 47,1 | 53,83 | 60,56 | 67,28 |
VaV, км/ч | 10,33 | 20,67 | 31 | 41,33 | 51,67 | 62 | 72,33 | 82,67 | 93 | 103,33 |
Коэффициент приспосабливаемости по угловой скорости:
,
Коэффициент приспосабливаемости по мощности:
1.4. Расчет и построение скоростной характеристики двигателя
|
|
Так как при максимальной скорости ускорение автомобиля равно нулю, исходя из уравнения мощностного баланса необходимая мощность двигателя Nev (кВт) для обеспечения движения с заданной скоростью vmax (км/час) определяется по формуле
Nev= , (3)
где v - коэффициент дорожного сопротивления.
Расчетный коэффициент дорожного сопротивления v для проектируемого автомобиля выбираем исходя из движения по горизонтальной дороге с цементобетонным или асфальтобетонным покрытием, при этом учитываем, что v =f( v). Для данного автомобиля v можно определить по формуле
v=(0,015…0,020)+6*10-6 .
Следовательно, имеем
v= (0,015... 0,020) + 6*10-6 =0,019...0,024.
Пусть v= 0,019.
Nemax = Nc = 178 кВт.
Nev = Ne max * kc = 178 * 0,93 = 165,6 кВт.
Подставив в формулу значения известных величин, находим
Nev= =165,6 кВт.
Для построения внешней скоростной характеристики двигателя воспользуемся формулой
Ne= Nemax[a( )+b( )2-c( )3], (4)
где а, bи с - коэффициенты, значения которых зависят от типа и конструкции двигателя;Ne, nе - текущие значения мощности и числа оборотов коленчатого вала двигателя; Nemax, nN - максимальная мощность и частота вращения коленчатого вала примаксимальной мощности.
Максимальная мощность двигателя рассчитывается по формуле путем замены текущих значений Ne и nе известными значениями Nev и nv, т. е.
Nemax= .
Ориентируясь на двигатель, устанавливаемый на автомобиль КамАЗ - 5325, находим неизвестные коэффициенты а, bи с. При этом учитываем, что данный двигатель снабжается ограничителем числа оборотов коленчатого вала, следовательно искомые коэффициенты определяем по формулам:
a=1- ;
b=2
c= ( )2 ,
здесь МЗ- запас крутящего момента, %; Кω- коэффициент приспособляемости по частоте. Пределы изменения МЗ иКω для дизельных двигателей следующие: М3 = (10...20) %; Кω =1,4...2,0. Пусть М3 = 23 % иКω = 1,67. Тогда
a = 1- = 0,72.
b = 2 = 1,71.
c = ( )2 = 1,43.
Правильность найденных коэффициентов проверяем по уравнению
а + в - с = 1.
Действительно,
0,72 + 1,71 - 1,43 = 1.
У автомобилей, снабженных двигателями с ограничителем частоты вращения, отношение (nv/nN) = 1, тогда имеем Nemax = Nev.
Для построения внешней скоростной характеристики двигателя необходимо выбрать частоту nN. Для дизельных двигателей грузовых автомобилей частота nN находится в пределах (2000...3200) об/мин. Пусть nN = 2500 об/мин.
При работе двигателя установленного на автомобиле, часть мощности двигателя расходуется на привод дополнительных механизмов, поэтому вводится коэффициент кс, зависящей от типа двигателя и автотранспортного средства. Обычно в технических характеристиках двигателей приводятся стендовые значения мощности Nc, которые связаны с соответствующими значениями мощности Ne следующей зависимостью
Ne=ксNc.
Откуда
Nc= .
В расчетах можно принимать кс = 0,93.. .0,95. Пусть кс = 0,95.
Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяется по формуле
Ме=9554 Нм.
Здесь Ne в кВт, а nе в об/мин.
Задаваясь различными значениями чисел оборотов коленчатого вала двигателя, по формуле находим соответствующие значения мощности и крутящего момента.
Для дизельного двигателя минимальные устойчивые обороты коленчатого вала двигателя составляют (600... 800) об/мин. Пусть для данного двигателя nemin=800 об/мин. Тогда имеем
Ne=165,6[0,72( ) +1,71( )2 -1,43( )3]=27,6 кВт.
Соответственно, имеем:
Nc= = 58,99кВт.
Me= 9554 = 698,86Нм.
Mc= 9554 = 751,47Нм.
Для остальных значений nе расчетные значения исходных величин сводим в таблицу (табл.2). Внешняя скоростная характеристика двигателя показана на рисунке 1.
Таблица 2
Значения расчетных параметров двигателя
ne, об/мин | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | 1750 | 2000 | 2250 | 2500 |
Ne, кВт | 54,86 | 77,85 | 100,81 | 122,33 | 140,99 | 155,37 | 164,05 | 165,60 |
Ме, Нм | 698,86 | 743,73 | 770,50 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 |
Nc, кВт | 58,99 | 83,70 | 108,40 | 131,54 | 151,61 | 167,07 | 176,40 | 178,06 |
Мс, Нм | 751,47 | 799,71 | 828,50 | 837,82 | 827,68 | 798,08 | 749,02 | 680,49 |
Передаточное число главной передачи определяется по формуле
Uo=0,377 , (5)
где nemax = nN- максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя; cv- коэффициент высшей передачи. Принимаем cv = 1; Ub - передаточное число высшей передачи в коробке передач. Принимаем Ub=0,78.
Подставив известные величины в формулу, находим
Uo = 0,377 = 6,66.
1.5. Определение передаточного числа главной передачи.
Для определения параметров силовой передачи необходимо определить радиус качения колеса (кинематический радиус). Радиус качения rк принимаем близким по значению радиусу качения в ведомом режиме:
rк = 0,001·(0,5d + Kш · H), м
rк = 0,001·(0,5·508+0,9·406,4) = 0,62 м.
Определение передаточных чисел коробки передач
Передаточные числа коробки передач начинают определять с первой передачи ik1. Его выбирают из условия возможного движения при заданном сопротивлении и отсутствии буксования ведущих колес.
Рφ ≥ РК ≥ Рψ
где Рφ – максимальная касательная реакция на ведущих колесах, реализуемая по условиям сцепления;
РК – полная окружная сила, передаваемая от двигателя на ведущие колеса;
Рψ – сила суммарного дорожного сопротивления.
Из условия движения при заданном сопротивлении
После подстановки числовых значений:
Из условия отсутствия буксования:
После подстановки числовых значений:
где Dmax – максимальный динамический фактор на первой передаче;
Memax – максимальный крутящий момент двигателя, Н·м, определяется по внешней скоростной характеристике;
Rсц – нормальная реакция на ведущих колесах, учитывающая перераспределения массы АТС.
Rсц = R1...2 · mp1...2
где mp1...2 – коэффициент перераспределения массы на ведущую ось.
1.6. Определение передаточных чисел в коробке передач
Передаточные числа промежуточных передач обычно распределяются по геометрической прогрессии. Их можно найти по формуле:
где m – порядковый номер передачи;
n – число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи и передачи заднего хода.
ik1 = 6,38; ik2 = 3,29; ik3 = 2,04; ik4 = 1,25; ik5 = 0,815
impi = iki · i0
После подстановки числовых значений получаем:
imp1 = 46,06
imp2 = 23,75
imp3 = 14,73
imp4 = 9,03
imp5 = 5,88
2. Расчет и построение динамической характеристики автомобиля
Динамический паспорт АТС представляет собой совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования.
Динамическая характеристика АТС представляет собой зависимость динамического фактора от скорости движения и строится для АТС с полной нагрузкой.
После подстановки числовых значений:
, откуда
где δ – коэффициент учета вращающихся масс;
j – ускорение автомобиля, м/с2.
При равномерном движении D = ψ, в этом случае динамический фактор определяет дорожное сопротивление, которое может преодолеть АТС на соответствующей передаче при определенной скорости.
Таблица 3
Данные для построения динамического фактора АТС.
передачи | параметры | Текущие значения скорости вала двигателя | |||||||||
We1 | We2 | We3 | We4 | We5 | We6 | We7 | We8 | We9 | We10 | ||
I | Va, км/ч | 1,32 | 2,638 | 3,957 | 5,276 | 6,596 | 7,915 | 9,234 | 10,55 | 11,87 | 13,19 |
Pw, H | 0,47 | 1,879 | 4,228 | 7,517 | 11,75 | 16,91 | 23,02 | 30,07 | 38,05 | 46,98 | |
Pk, H | 21527 | 25556 | 28914 | 31603 | 33623 | 34969 | 35641 | 35642 | 34967 | 33623 | |
D | 0,143 | 0,17 | 0,193 | 0,211 | 0,224 | 0,233 | 0,237 | 0,237 | 0,233 | 0,224 | |
II | Va, км/ч | 2,558 | 5,116 | 7,657 | 10,23 | 12,79 | 15,35 | 17,91 | 20,47 | 23,02 | 25,58 |
Pw, H | 1,767 | 7,068 | 15,9 | 28,27 | 44,18 | 63,61 | 86,58 | 113,1 | 143,1 | 176,7 | |
Pk, H | 11100 | 13177 | 14909 | 16296 | 17337 | 18031 | 18378 | 18378 | 18030 | 17337 | |
D | 0,074 | 0,088 | 0,099 | 0,108 | 0,115 | 0,12 | 0,122 | 0,122 | 0,119 | 0,114 | |
III | Va, км/ч | 4,125 | 8,25 | 12,37 | 16,5 | 20,62 | 24,75 | 28,87 | 33 | 37,12 | 41,25 |
Pw, H | 4,594 | 18,37 | 41,34 | 73,5 | 114,8 | 165,4 | 225,1 | 294 | 372,1 | 459,4 | |
Pk, H | 6884 | 8173 | 9247 | 10107 | 10753 | 11183 | 11398 | 11398 | 11182 | 10753 | |
D | 0,046 | 0,053 | 0,061 | 0,067 | 0,071 | 0,073 | 0,074 | 0,074 | 0,072 | 0,069 | |
IV | Va, км/ч | 6,728 | 13,46 | 20,19 | 26,91 | 33,64 | 40,37 | 47,1 | 53,83 | 60,56 | 67,28 |
Pw, H | 12,22 | 48,86 | 110 | 195,6 | 305,6 | 440 | 598,9 | 782,3 | 990,1 | 1222 | |
Pk, H | 4220 | 5010 | 5669 | 6196 | 6592 | 6856 | 6987 | 6988 | 6855 | 6592 | |
D | 0,028 | 0,033 | 0,037 | 0,04 | 0,042 | 0,043 | 0,043 | 0,041 | 0,039 | 0,036 | |
V | Va, км/ч | 10,33 | 20,67 | 31 | 41,33 | 51,66 | 62 | 72,33 | 82,66 | 93 | 103,3 |
Pw, H | 28,83 | 115,3 | 259,5 | 461,2 | 720,7 | 1038 | 1413 | 1845 | 2335 | 28883 | |
Pk, H | 2748 | 3262 | 3691 | 4034 | 4292 | 4464 | 4550 | 4550 | 4464 | 4292 | |
D | 0,018 | 0,021 | 0,023 | 0,024 | 0,024 | 0,023 | 0,021 | 0,018 | 0,014 | 0,009 |
Динамическую характеристику строят для АТС с полной нагрузкой. С изменением массы АТС от Ма до Ма’ динамический фактор изменяется, и его можно определить по формуле:
где D’ и Ма – новые значения динамического фактора и массы АТС соответственно;
D – динамический фактор при нормальной массе АТС.
,
где а0 – масштаб шкалы динамического фактора для АТС без нагрузки, мм;
а’ – то же для АТС с перегрузкой, мм;
а – то же для АТС с полной нагрузкой, мм;
Ma’ – масса АТС с учетом перегрузки;
Ма – собственная масса АТС в снаряженном состоянии.
а = 5,4 мм;
После подстановки числовых значений: мм, мм
График контроля буксования представляет зависимость динамического фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет определить предельную возможность движения по условиям сцепления.
,
где Rφ и R0φ – нормальные сцепные реакции на ведущих колесах, учитывающие перераспределение массы АТС при полной нагрузке и без нее соответственно;
Ra и R0 – суммарные нормальные реакции всех колес АТС при полной нагрузке и без нее соответственно;
φ – коэффициент сцепления.
Таблица 4
Данные для построения графика контроля буксования
Текущее значение параметров | ||||||||
φ | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
Dоφ | 0,0499 | 0,0998 | 0,1497 | 0,01996 | 0,2495 | 0,2994 | 0,3493 | 0,3992 |
Dφ | 0,055 | 0,11 | 0,165 | 0,22 | 0,275 | 0,33 | 0,385 | 0,44 |
Величину ускорения АТС на каждой передаче рассчитывают из условия разгона его с полной нагрузкой на горизонтальном участке в заданных дорожных условиях по формуле:
; δ = 1,04+0,05·
где δ – коэффициент учета вращающихся масс двигателя, трансмиссии и всех колес АТС;
После подстановки числовых значений:
δ1 = 1,04+0,05·6,382 = 3,06; ;
δ2 = 1,04+0,05·3,292 = 1,8; ;
δ3 = 1,04+0,05·2,042 = 1,25; ;
δ4 = 1,04+0,05·1,252 = 1,12; ;
δ5 = 1,04+0,05·0,8152 = 1,07; .
Остальные данные расчета сводим в таблицу 5.
Таблица 5
Данные для построения графиков ускорения и величин, обратных ускорениям
Передачи | Параметры | Текущие значения угловой скорости вала двигателя | |||||||||
We1 | We2 | We3 | We4 | We5 | We6 | We7 | We8 | We9 | We10 | ||
I | Va, км/ч | 1,32 | 2,638 | 3,957 | 5,276 | 6,596 | 7,915 | 9,234 | 10,55 | 11,87 | 13,19 |
ja, м/с2 | 0,327 | 0,411 | 0,482 | 0,539 | 0,581 | 0,609 | 0,623 | 0,623 | 0,608 | 0,579 | |
1/ja, с2/м | 3,061 | 2,43 | 2,074 | 1,857 | 1,722 | 1,642 | 1,605 | 1,606 | 1,644 | 1,726 | |
II | Va, км/ч | 2,558 | 5,116 | 7,675 | 10,23 | 12,79 | 15,35 | 17,91 | 20,47 | 23,02 | 25,58 |
ja, м/с2 | 0,207 | 0,29 | 0,36 | 0,415 | 0,456 | 0,483 | 0,495 | 0,493 | 0,477 | 0,446 | |
1/ja, с2/м | 4,84 | 3,443 | 2,777 | 2,408 | 2,191 | 2,07 | 2,019 | 2,027 | 2,097 | 2,241 | |
III | Va, км/ч | 4,125 | 8,25 | 12,37 | 16,5 | 20,62 | 24,75 | 28,87 | 33 | 37,12 | 41,25 |
ja, м/с2 | 0,045 | 0,109 | 0,162 | 0,203 | 0,232 | 0,249 | 0,254 | 0,247 | 0,229 | 0,198 | |
1/ja, с2/м | 22,42 | 9,162 | 6,178 | 4,933 | 4,315 | 4,018 | 3,935 | 4,041 | 4,369 | 5,038 | |
IV | Va, км/ч | 6,728 | 13,46 | 20,19 | 26,91 | 33,64 | 40,37 | 47,1 | 53,83 | 60,56 | 67,28 |
ja, м/с2 | -0,1 | -0,06 | -0,03 | -0,01 | 0,0006 | 0,001 | -0,01 | -0,03 | -0,06 | -0,1 | |
1/ja, с2/м | -9,72 | -16,2 | -32,4 | -99 | 1641 | 852,1 | -119 | -35,6 | -17,2 | -10,2 | |
V | Va, км/ч | 10,33 | 20,67 | 31 | 41,33 | 51,66 | 62 | 72,33 | 82,66 | 93 | 103,3 |
ja, м/с2 | -0,02 | -0,18 | -0,17 | -0,17 | -0,18 | -0,21 | -0,24 | -0,29 | -0,35 | -0,42 | |
1/ja, с2/м | -5,1 | -5,7 | -6,02 | -5,94 | -5,49 | -4,82 | -4,09 | -3,42 | -2,84 | -2,36 |
Рис.2. Внешняя скоростная характеристика
Рис. 3. Мощностной баланс АТС
Рис. 4. Силовой баланс АТС.
3. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля
Уравнение мощностного баланса автомобиля можно представить в следующем виде
NK = NV + Nв + Naj,
где NK- мощность, подводимая к ведущим колесам; N - мощность, расходуемая на преодоление сопротивлений дороги; Nb- мощность, расходуемая на преодоление сопротивления воздуха; Naj- мощность, расходуемая на разгон автомобиля.
Мощность, подведенная к ведущим колесам автомобиля может быть подсчитана по формуле
NK = PKv = Ne TP= Ne - NTP,
где Nтp - потери мощности в трансмиссии; Рк - окружная сила на ведущих колесах.
Мощность, расходуемая на преодоление сопротивлений дороги, определяется по формуле
N = P v = G a v = (f+ i) G a v ,
где P - сила сопротивления дороги.
Мощность, расходуемая на преодоление сопротивления воздуха, определяется по формуле
Nb = Pbv= kbFbv3,
где Рb- сила сопротивления воздуха.
Мощность, расходуемая на разгон автомобиля, определяется по формуле
Naj = Paj v = ma v,
где ma- полная масса автомобиля; Paj- сила инерции автомобиля; = j - ускорение автомобиля.
Уравнение решать графически, т. е. величины, входящие в левую и правую части уравнения представляем в виде зависимостей NK = f( v) для каждой из передач коробки передач, a (N + Nb) = f( v) для движения автомобиля на прямой передаче коробки передач при дорожном сопротивлении 0 .
Предварительно определяем скорости автомобиля на различных передачах, соответствующие частотам вращения коленчатого вала двигателя, указанных в таблице 4.
Скорость автомобиля в км/час при известных частоте вращения коленчатого вала двигателя (об/мин), радиусе качения (м) и передаточных числах главной передачи и коробки передач определяется по формуле
v = 0377 ,
где UK - передаточное число соответствующей ступени коробки передач.
При nе = 750 об/мин и U1 =6,77 имеем
v1=0,377 = 3,29 км/час.
Для остальных значений nе и UK расчетные значения искомого параметра сведем в таблицу (таблица 6).
Таблица 6
Значения скорости автомобиля при различныхne и Uk
ne, об/мин | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | 1750 | 2000 | 2250 | 2500 |
V1 км/ч | 3,29 | 4,38 | 5,48 | 6,57 | 7,67 | 8,76 | 9,86 | 10,95 |
V2 км/ч | 5,30 | 7,06 | 8,83 | 10,59 | 12,36 | 14,12 | 15,89 | 17,66 |
V3 км/ч | 8,56 | 11,41 | 14,26 | 17,11 | 19,96 | 22,82 | 25,67 | 28,52 |
V4 км/ч | 13,82 | 18,42 | 23,03 | 27,64 | 32,24 | 36,85 | 41,45 | 46,06 |
V5 км/ч | 22,25 | 29,66 | 37,08 | 44,49 | 51,91 | 59,32 | 66,74 | 74,15 |
V6 км/ч | 28,52 | 38,03 | 47,54 | 57,04 | 66,55 | 76,06 | 85,56 | 95,07 |
По формулам находим соответствующие мощности, при этом учитываем, что скорость автомобиля дана в км/час, следовательно:
N = (f+i) Ga .
Причем для дороги с асфальтобетонным или цементобетонным покрытием f= 0,015. Также автомобиль на прямой передаче должен преодолевать подъем не менее 3 %, т. е. i = 0,03, следовательно, дорожное сопротивление
0 = 0,015 + 0,03 = 0,045.
Nb= .
При v=22,25 км/час (для прямой передачи) и 0= 0,045 имеем
N =0,045*145,9*103 =52,02*103 Bт=52,02 кBт.
Nb= =1790 Bт=1,79 кBт.
N +Nb= 52,02 + 1,79 = 53,805 кBт.
Для остальных значений скорости значения исходных параметров сводим в таблицу (таблица 7).
Мощность NK, подводимая к ведущим колесам от ступени коробки передач не зависит, поэтому для различных ступеней коробки передач она определяется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Таблица 7
Значение искомых параметров при различных v
V, км/ч | 28,52 | 38,03 | 47,54 | 57,04 | 66,55 | 76,06 | 85,56 | 95,07 |
N , кВт | 52,02 | 69,35 | 86,69 | 104,03 | 121,37 | 138,71 | 156,05 | 173,38 |
Nb, кВт | 1,79 | 4,243 | 8,288 | 14,321 | 22,742 | 33,947 | 48,334 | 66,302 |
(N +Nb), кВт | 53,805 | 73,597 | 94,980 | 118,352 | 144,110 | 172,654 | 204,380 | 239,686 |
Для всего диапазона изменения nе значения Ne приведены в таблице 3 и с учетом формулы получим соответствующие значения NK (таблица 8).
Таблица 8
Значения мощности Ne и мощности NK при различных nе
nе, об/мин | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | 1750 | 2000 | 2250 | 2500 |
Ne, кВт | 54,86 | 77,85 | 100,81 | 122,33 | 140,99 | 155,37 | 164,05 | 165,6 |
NK= Ne TP ,кВт | 46,08 | 65,39 | 84,68 | 102,76 | 118,43 | 130,51 | 137,8 | 139,1 |
По результатам таблиц 4, 5 и 6 строим график мощностного баланса автомобиля (рисунок 5).
Из графика видно, что автомобиль не может на прямой передаче преодолеть 3 % подъем. Однако он может двигаться на пятой передаче, причем он имеет некоторый запас мощности, который может быть использован для разгона. На этом же графике покажем зависимость N v= f( v) и (N v + Nb)=f(v). По формуле при v = 0,019 (для прямой передачи) и v = 28,52 км/ч имеем
N v=0,019* 145,9*103 =21,962 кВт.
Для этой скорости Nв = 1,79 кВт. Тогда получим
N v +Nb= 21,962 + 1,79 = 23,752 кВт.
Для остальных значений v значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 9).
Таблица 9
Значения искомыхN v и N, для различных v
v, км час | 28,52 | 38,03 | 47,54 | 57,04 | 66,55 | 76,06 | 85,56 | 95,07 |
N v. кВт | 21,965 | 29,283 | 36,603 | 43,927 | 51,245 | 58,565 | 65,886 | 73,207 |
Nв, кВт | 1,79 | 4,243 | 8,288 | 14,321 | 22,742 | 33,947 | 48,334 | 66,302 |
(N v+Nb), кВт | 23,752 | 33,526 | 44,891 | 58,245 | 73,986 | 92,512 | 114,22 | 139,509 |
Динамический фактор автомобиля на различных передачах
Динамический фактор определяется по формуле
D= ,
где Рко- полная окружная сила на ведущих колесах автомобиля; Рb- сила сопротивления воздуха.
Полная окружная сила на ведущих колесах автомобиля определяется по формуле
Pko= TP
Сила сопротивления воздуха определяется по формуле
Pb= .
Динамический фактор определяется для каждой передачи, при этом значения Ме и v берутся из таблиц 1 и 2.
Для первой передачи при U1 = 6,77 и v = 3,29 км/ч имеем:
Pko= =50,51kH;
Pb= = 3H=0,003 kH;
D= = 0,346.
Для остальных значений v значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 10).
Таблица 10
Динамический фактор автомобиля на первой передаче
v1, км/час | 3,29 | 4,38 | 5,48 | 6,57 | 7,67 | 8,76 | 9,86 | 10,95 |
Ме, Нм | 698,86 | 743,73 | 770,50 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 |
Рko, kН | 50,51 | 53,76 | 55,69 | 56,32 | 55,64 | 53,65 | 50,35 | 45,74 |
Рb,кН | 0,003 | 0,0053 | 0,0083 | 0,012 | 0,0163 | 0,0213 | 0,027 | 0,0333 |
D | 0,346 | 0,368 | 0,382 | 0,386 | 0,381 | 0,368 | 0,345 | 0,313 |
Для второй передачи при U2= 4,2 и v = 5,3 км/час имеем:
Рko= =31,34 kH.
Pb= = 0,0078kH.
D = =0,215.
Для остальных значений v значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 11).
Таблица 11
Динамический фактор автомобиля на второй передаче
V2, км/час | 5,3 | 7,06 | 8,83 | 10,59 | 12,36 | 14,12 | 15,89 | 17,66 |
Ме, Нм | 698,86 | 743,73 | 770,50 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 |
Рko.кН | 31,34 | 33,35 | 34,55 | 34,94 | 34,52 | 33,28 | 31,24 | 28,38 |
Рb, кН | 0,0078 | 0,0139 | 0,0216 | 0,0312 | 0,0424 | 0,0554 | 0,0701 | 0,0866 |
D | 0,215 | 0,228 | 0,237 | 0,239 | 0,236 | 0,228 | 0,214 | 0,194 |
Для третьей передачи при U3= 2,6 и v= 13,82 км/ч имеем:
Pko= = 19,4kH;
Pb= =0,0203kH;
D = =0,133.
Для остальных значений скорости значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 12).
Таблица 12
Динамический фактор автомобиля на третьей передаче
v3, км/час | 8,56 | 11,41 | 14,26 | 17,11 | 19,96 | 22,82 | 25,67 | 28,52 | |
Me, Нм | 696,86 | 743,73 | 770,5 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 | |
Рko,кН | 19,4 | 20,64 | 21,39 | 21,63 | 21,37 | 20,6 | 19,34 | 17,57 | |
Р6.кН | 0,0203 | 0,0362 | 0,0565 | 0,0813 | 0,1107 | 0,1446 | 0,183 | 0,226 | |
D | 0,133 | 0,141 | 0,146 | 0,148 | 0,146 | 0,14 | 0,131 | 0,119 |
Для четвертой передачи при U4 = 1,61 и v = 13,82 км/ч имеем:
Pko= = 12,01kH;
Pb= = 0,053 kH;
D = = 0,082.
Для остальных значений скорости значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 13).
Таблица 13
Динамический фактор автомобиля на четвертой передаче
v4, км/ч | 13,82 | 18,42 | 23,03 | 27,64 | 32,24 | 36,85 | 41,45 | 46,06 |
Me, Нм | 698,86 | 743,73 | 770,5 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 |
Рko,кН | 12,01 | 12,78 | 13,24 | 13,39 | 13,23 | 12,76 | 11,97 | 10,88 |
Рb,кН | 0,053 | 0,0943 | 0,1473 | 0,2121 | 0,2887 | 0,3771 | 0,4773 | 0,5893 |
D | 0,082 | 0,087 | 0,09 | 0,09 | 0,089 | 0,085 | 0,079 | 0,071 |
Для пятой передачи при U5 = 1 и v = 22,25 км/ч имеем:
Pko= = 7,46kH;
Pb= = 0,1375kH;
D= =0,05.
Для остальных значений скорости значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 14).
Таблица 14
Динамический фактор автомобиля на пятой передаче
v5, км/ч | 22,25 | 29,66 | 37,08 | 44,49 | 51,91 | 59,32 | 66,74 | 74,15 |
Me, Нм | 698,86 | 743,73 | 770,5 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 |
Рko,кН | 7,46 | 7,94 | 8,23 | 8,32 | 8,22 | 7,92 | 7,44 | 6,76 |
РbкН | 0,1375 | 0,2444 | 0,3819 | 0,5499 | 0,7485 | 0,9776 | 1,2373 | 1,5275 |
D | 0,05 | 0,053 | 0,054 | 0,053 | 0,051 | 0,048 | 0,042 | 0,036 |
Для шестой передачи при U6 = 0,78 и v = 28,52 км/ч имеем:
Pko= = 5,82kH;
Pb= = 0,226 kH;
D= =0,038.
Для остальных значений скорости значения искомых параметров сводим в таблицу (таблица 15).
Таблица 15
Динамический фактор автомобиля на шестой передаче
v6, км/ч | 28,52 | 38,03 | 47,54 | 57,04 | 66,55 | 76,06 | 85,56 | 95,07 |
Me, Нм | 698,86 | 743,73 | 770,50 | 779,17 | 769,74 | 742,21 | 696,59 | 632,86 |
Pko, кН | 5,82 | 6,19 | 6,42 | 6,49 | 6,41 | 6,18 | 5,80 | 5,27 |
Pb, кН | 0,2260 | 0,4017 | 0,6277 | 0,9038 | 1,2302 | 1,6068 | 2,0336 | 2,5106 |
D | 0,038 | 0,040 | 0,040 | 0,038 | 0,036 | 0,031 | 0,026 | 0,019 |
По результатам таблиц 10-15 строим динамическую характеристику автомобиля (рисунок 6).
На динамической характеристике автомобиля покажем динамический фактор, ограниченного сцеплением, который рассчитывается по формуле
D = ( G 2 / Ga ).
Подставив в формулу значения известных величин при = 0,6, получим
D =0,6 ( )=0,388.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 11311; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!