181908_б2-ЭТТКз41_2022_6. Тяговый расчет и расчет топливной экономичности автомобиля
 Скачать 242.58 Kb.
|
1 2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Институт машиностроения, материаловедения и транспорта Кафедра «Организация перевозок, безопасность движения и сервис автомобилей» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине Конструкция и эксплуатационные свойства транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования на тему: Тяговый расчет и расчет топливной экономичности автомобиля ВАЗ 2131 Выполнил:ст-т гр.б2 ЭТТКз41 Наумов Владислав Юрьевич Зач. книжка №181908 Проверил: к.т.н., доцент кафедры ОПБС Фролов В. Г. 181908_б2-ЭТТКз41_2022_6.doc Саратов – 2022 Содержание: Исходные данные…………………………………………………………………3 1.Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя……...4 2. Расчет тяговой динамики автомобиля…………………………….…………..7 3.Расчет ускорения автомобиля…………………………………………………11 4.Расчет и построение графика времени разгона………………………….…...12 5.Расчет и построение характеристики топливной экономичности………….13 6.Анализ результатов и расчета………………………………………….……...17 Список использованной литературы…………………………….……………...18 Приложение 1…………………………………………………………………….19 Приложение 2…………………………………………………………………….20 Приложение 3…………………………………………………………………….21 Приложение 4…………………………………………………………………….22 Приложение 5…………………………………………………………………….23 Приложение 6…………………………………………………………………….24 Приложение 7…………………………………………………………………….25 Приложение 8…………………………………………………………………….26 Приложение 9…………………………………………………………………….27 Исходные данные Автомобиль ВАЗ 2131 Снаряженная масса ma, m=1450 кг В том числе: - на переднюю ось, кг –870 - на заднюю ось, кг –580 Полная масса mп =1850 кг В том числе: - на переднюю ось, кг –962 - на заднюю ось, кг –888 Габаритные размеры, м: - длина L = 4240 мм - ширина Bг = 1814 мм - высота Нг = 1604 мм База, мм = 2700 мм Максимальная скорость Va max = 130 км/ч (36,1 м/с) Марка двигателя бензиновый ВАЗ-21214 - 1690 см.куб. Максимальная мощность двигателя Ne max = 83, кВт Частота вращения коленчатого вала при Ne max, nN = 5000 об/мин Максимальный крутящий момент Me maх, = 129 Н·м Частота вращения коленчатого вала при Me max, nM = 4000 об/мин Удельный минимальный эффективный расход топлива двигателем ge min = 300 г/ (кВт·ч) Передаточные числа коробки передач (Uкп) на передачах: 1…u1 = 3.49 2…u2 = 2.16 3…u3 = 1.40 4…u4 = 1.00 5…u5 = 0.82 Передаточное число раздаточной коробки Uрк = 1.2 Передаточное число главной передачи (Uo) = 4.6 Марка шин 185/75R16 Коэффициент сопротивления дороги f = 0.018 1. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ Внешнюю скоростную характеристику двигателя обычно рассчитывают по формуле С.Р. Лейдермана  . здесь ωe – текущее значение угловой скорости вращения коленчатого вала; ωN – скорость вращения коленчатого вала двигателя на режиме максимальной мощности; а, в и с - эмпирические коэффициенты, отражающие особенности конструкции двигателя.a, b, c = 1. Для дальнейших расчетов нам потребуется определить радиус качения колеса  ≈ (0,5d +H)*β=(138.75+203.2)*0.9=0.25 м,Шины 185/75R16 Н – высота профиля шины Н = 185*0,75 =138,75 d - посадочный диаметр колеса на диск d = 25.4*16 = 406.4 Определим угловую скорость коленчатого вала двигателя на оборотах холостого хода ωхх = πn*nxx/ 30=3.14*850/30=89 рад/с. Скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности Wn = π*Nn/30 = 3.14*5000/30 = 523.3 рад/с. Определим угловую скорость коленчатого вала двигателя при максимальной скорости по формуле: ωv=1,05*Wn= 1.05*523=549.15 рад/с Для построения внешней скоростной характеристике двигателя разобьем весь диапазон угловых скоростей коленвала на 7 интервалов. Расчет ведется от ωхх=89 рад/с. До ωv= ωn=549.15 рад/с. Определим шаг интервала: Δω= Wv - Wx/7= 549.15-88.97/7=66.74 рад/с. ω1= ωxx = 88,97 рад/с. ω2= ω1+ Δω= 88.97+65.74=154.71 рад/с. ω3= ω2+ Δω=154.71+65.74=220.45 рад/с. ω4= ω3+ Δω=220.45+65.74=289.19 рад/с. ω5= ω4+ Δω=289.19+65.74=351.93 рад/с. ω6= ω5+ Δω=351.93+65.74=417.67 рад/с. ω7= ω6+ Δω=417.67+65.74=483.41 рад/с. ω8= ω7+ Δω=483.41+65.74=547.15 рад/с. Мощность при угловой скорости вала двигателя ωе= 89 рад/с Ne=142*(1*89/523  +1*(89/5232 – 1*(89/523)3 )= 23.51 кВтMe=23,51/89=264.1 Нм Построение внешней скоростной характеристики двигателя производим в диапазоне ωе от 89 рад/с до 494,55 рад/с. Таблица 1 Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя
Коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту:  =197,99/158,6 = 1.24MN = Ne max / ωn = 83000/523=158.6 Н.м. Коэффициент приспосабливаемости двигателя по скорости вращения коленчатого вала:  =5000/4000 = 1,25ωe =  =3.14*4000/30=418.6 рад/с.2.РАСЧЕТ ТЯГОВОЙ ДИНАМИКИ АВТОМОБИЛЯ Результаты расчета приведены в таблице 2. Столбцы 2 и 3 заимствованы из таблицы 1. 3.1 Значения линейной скорости движения автомобиля Va (столбец 4) определяется по формуле: Va =  (12)Для I передачи: Va=  =6,1895 м/с = 22,2 км/чДля II передачи: Va =  =10,7993 м/с = 38,8 км/чДля III передачи: Va=  =16,7008 м/с = 60,1 км/чДля IV передачи: Va =   =22,7295 м/с = 81,8 км/чДля V передачи: Va =  =27,7113 м/с = 99,7 км/чЗначения силы тяги PTв расчетных точках определяются по формуле:  Ориентировочное значение коэффициента полезного действия трансмисссии  без учета гидравлических потерь подсчитывается по формуле: = 0,98 z ·0,97 k · 0,99n = 0,98 1 ·0,97 0 · 0,992 = 0,96где z, k и n - число пар соответственно цилиндрических, конических шестерен и число карданных шарниров, передающих крутящий момент от двигателя к колесам. Сила тяги на I передаче при Me=264,1 Н м. PT = 264.1*4.6*3,67*1,2*0.96/0.25=20.5 kH Сила тяги на II передаче при Me=264,1 Н м. PT = 264.1*4.6*2,10*1,2*0.96/0.25=11.7 kH Сила тяги на III передаче при Me=264,1 Н м. PT = 264.1*4.6*1,36*1,2*0.96/0.25=7.6 kH Сила тяги на IV передаче при Me=264,1 Н м. PT = 264.1*4.6*1,0*1,2*0.96/0.25=5.5 kH Сила тяги на V передаче при Me=264,1 Н м. PT = 264.1*4.6*0,82*1,2*0.96/0.25=4.5 kH Сила сопротивления воздушной среды Рb , Н определяется из уравнения: Рb= kb · Fа · Va2 где kb– коэффициент сопротивления воздуха, Н· с2/м4; Fа – поперечная (лобовая) площадь автомобиля, м/с. Для ориентировочной оценки поперечной площади автомобиля Fа можно использовать зависимость: Fа= а · Нr · Br= 0.78*1.604*1.814=2.26 м.кв., где Нr и Br - соответственно габаритная высота и габаритная ширина автомобиля, м; а - поправочный коэффициент (а =0,78 – 0,81) Сила сопротивления воздушной среды на 1-й передаче в точке 1 равна: Рb= 0,36*2,26*2,3*  =0.40 кНРезультаты расчетов для каждой передачи заносим в таблицу 2 Таблица 2 Основные результаты тягового расчета по передачам
Сопротивление дороги Рд, на горизонтальном участке определяется уравнением Рд = ma · g · f где g - ускорение свободного падения (g≈ 9,81 м/с2); ma и f - полная масса автомобиля, кг и коэффициент сопротивления качению (приведены в исходных данных и в задании). Рд=1850*9,81*0,018*103=0,326 кН Значения динамического фактора D (столбец 8) определяется по формуле: D =  Здесь Ga- cила тяжести автомобиля, Н (Ga= ma · g) Ga= ma · g=1850*9,81=18148=18,1кН Динамический фактор 1 передачи равен D = 11.3072-0.4013/18.1= 0.6232 Динамический фактор 2 передачи равен D = 6.4701-0.3093/18.1= 0.3565 Динамический фактор 3 передачи равен D = 4.1901-0.7375/18.1= 0.2306 Динамический фактор 4 передачи равен D = 3.0810-1.3641/18.1= 0.1691 Динамический фактор 5 передачи равен D = 2.5264-2.0286/18.1= 0.1381 По значениям из таблицы 2 строятся графики для каждой передачи. 1 2 |