Главная страница
Навигация по странице:

  • Раздел 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля

  • Раздел 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля

  • 1.3 Построение динамической характеристики автомобиля

  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

    		•

    Курсовая АТС. Курсовой АТС АС405. Расчет тяговоскоростных свойств автомобиля


    Скачать 120.79 Kb.
    НазваниеРасчет тяговоскоростных свойств автомобиля
    АнкорКурсовая АТС
    Дата30.11.2021
    Размер120.79 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаКурсовой АТС АС405.docx
    ТипДокументы
    #286607



    Оглавление…………………………………………………………………….....
    2


    Раздел 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля……………………...
    3

      1. Выбор и анализ необходимых исходных данных……………………........
    3

      1. Построение тяговой характеристики автомобиля……………...………….
    7

      1. Построение динамической характеристики автомобиля………..…..........
    13

    Список использованной литературы…………………………..…..
    18



    Раздел 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля

      1. Выбор и анализ необходимых исходных данных

    В соответствии с заданием принимаем автомобиль ВАЗ-2105.

    Из технической характеристики автомобиля выбираем параметры необходимые для расчета

    Таблица 1 - Исходные данные

    Полная масса автомобиля ma, (кг )
    1395

    Ширина автомобиля В, (мм)
    1620

    Высота автомобиля H,( мм)
    1446

    Максимальная мощность Nmax,(кВт)
    47,8

    Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности nN (мин-1)
    5600

    Максимальный крутящий момент Мкmax ,( Нм)
    94

    Частота вращения кол.вала двигателя при nM (мин-1)
    3400

    Размерность шин
    165/70R13

    Передаточные числа КПП

    1-передача
    3,667

    2-передача
    2,1

    3-передача
    1,361

    4-передача
    1

    5-передача
    0,818

    Передаточное число гл. передачи
    4,1


    При отсутствии внешней скоростной характеристики проводим ее расчет по эмпирической зависимости.

    , кВт (1)

    где Nеi – мощность двигателя в определяемых точках (при заданных значения частоты вращения коленчатого вала двигателя);

    Nmax – максимальная мощность двигателя, кВт;

    ni-частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

    nN – частота вращения коленчатого вала двигателя при Nmax , мин-1;

    a,b,c – эмпирические коэффициенты, зависящие
    от приспособляемости двигателя по крутящему моменту и оборотам, а также от объёма и типа двигателя.



    значения коэффициентов a,bиcдля конкретного типа двигателя
    с учётом его приёмистости по крутящему моменту и частоте вращения:

    ; ;

    Для бензинового двигателя принимаем a=1, b=1, c=1.

    Принимаем:

    n1 =850мин-1

    n2 =2000мин-1

    n3 =3000мин-1

    n4 =4000мин-1

    n5 =5500мин-1

    Определяем мощность двигателя в заданных точках.

    =8,35 кВт

    Аналогично проводим расчет для остальных значений ni . Данные расчета заносим в таблицу 2.

    Таблица 2 - Значения скорости движения автомобиля v на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе


    ni ,мин-1
    Nе, кВт
    Мк, Нм

    n1=850
    8,35
    93,84

    n2=2000
    21,40
    102,20

    n3=3000
    32,54
    103,58

    n4=4000
    41,66
    99,46

    n5=5500
    47,80
    83,00


    Определяем значение крутящего момента при заданных значениях частоты вращения по формуле:

    , Нм (2)



    Аналогично проводим расчет для остальных значений Мкi .

    Данные расчета заносим в таблицу 2.

    По результатам расчета строим графики внешней скоростной характеристики.

    Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика




    Раздел 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля
    Определяем радиус качения колеса для автомобиля ВАЗ-2105 зная размерность шин 165/70R13 по формуле:
    (3)
    По формуле:

    , м/с (4)

    рассчитываем значение скоростей на различных передачах и частотах вращения коленчатого вала.

    где ni- частота вращения коленчатого вала

    - скорость движения при i-ой частоте вращения коленчатого вала
    Подобным образом рассчитаем скорость автомобиля при частоте вращения коленчатого вала 850 мин-1:
    ;
    Аналогично проводим расчет для остальных значений Vi . Данные расчета заносим в таблицу 3.

    Таблица 3 - Результаты расчета скорости движения автомобиля на различных передачах


    №п
    nмин-1
    V, (м/с),(км/ч)

    1
    2
    3
    4
    5

    1
    850
    1,53
    5,50
    2,67
    9,60
    4,11
    14,81
    5,60
    20,15
    6,84
    24,64

    2
    2000
    3,59
    12,93
    6,27
    22,58
    9,68
    34,84
    13,17
    47,42
    16,10
    57,97

    3
    3000
    5,39
    19,40
    9,41
    33,87
    14,52
    52,26
    19,76
    71,13
    24,16
    86,96

    4
    4000
    7,18
    25,86
    12,55
    45,16
    19,36
    69,69
    26,35
    94,84
    32,21
    115,95

    5
    5500
    9,88
    35,56
    17,25
    62,10
    26,62
    95,82
    36,22
    130,41
    44,28
    159,42

    uкп
    3,667
    2,1
    1,361
    1
    0,818

    Для различных значений ni , Мк, ukп рассчитывает величину тяговой силы Рк по формуле:

    , (Н) (5)

    где Мki– крутящий момент двигателя, Нм;

    uкпi – передаточное число коробки передач (КП) на i -той передаче;

    uгп – передаточное число главной передачи;

    rk – радиус качения колеса, м;

    ηтр – КПД трансмиссии;

    Для ВАЗ-2105 можно принять ηm = 0,92



    Аналогично проводим расчет для остальных значений

    Данные расчета заносим в таблицу 4.

    Таблица 4 - Значения тяговых усилий Рк на ведущих колесах автомобиля v на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе

    №п
    nмин-1
    Мк, Нм
    Pk ,Н

    1
    2
    3
    4
    5

    1
    850
    93,84
    5031,11
    2881,19
    1867,29
    1372,00
    1122,29

    2
    2000
    102,20
    5479,39
    3137,91
    2033,67
    1494,24
    1222,29

    3
    3000
    103,58
    5552,94
    3180,03
    2060,96
    1514,30
    1238,70

    4
    4000
    99,46
    5332,29
    3053,67
    1979,07
    1454,13
    1189,48

    5
    5500
    83,00
    4449,71
    2548,24
    1651,50
    1213,45
    992,60

    uкп
    3,667
    2,1
    1,361
    1
    0,818

    Далее при помощи графика силового (тягового) баланса определяем основные показатели движения автомобиля при равномерном движении по горизонтальной дороге. Для этого на полученной характеристике дополнительно строим кривые, характеризующие изменение силы сопротивления качения в зависимости от скорости движения автомобиля Рf = f(v), и силы воздушного сопротивления Рw = f(v). Затем сложением ординат строим суммарную силу сопротивления движению: Рf +Рw как функцию от скорости движения автомобиля (таблица 5).

    f = f0 (1+6,5·10-4· v2), (6)

    где f0 =0,015 –коэф. сопротивления качения в начале движения автомобиля

    f = 0,015 (1+6,5·10-4·5,52)=0,015

    Аналогично проводим расчет для остальных значений f. Данные расчета заносим в таблицу 5.

    Рf = Gа ·f, Н ( кН) (7)

    где – силы сопротивления качения, Н

    - вес автомобиля, Н



    Рf = 13671⸱0,015=209,1 Н

    Аналогично проводим расчет для остальных значений Рf. Данные расчета заносим в таблицу 5.

    Рw = кw ·F·v2, Н (кН) (8)

    где – силы воздушного сопротивления, Н

    кw = 0,24 –коэф. обтекаемости автомобиля

    F= 2,34 – лобовая площадь автомобиля, м2

    Рw = 0,24·2,34·5,5 2=17,01 Н (кН)

    Аналогично проводим расчет для остальных значений Рw.

    Данные расчета заносим в таблицу 5.

    Рк =Рf +Рw, Н (кН) (9)

    где – силы сопротивления качения, Н

    силы воздушного сопротивления, Н

    Рк= 209,1+17,01 =226,1 Н (кН)

    Аналогично проводим расчет для остальных значений Рк. Данные расчета заносим в таблицу 5.

    Таблица 5 - Изменение сил сопротивления качению и воздуха в зависимости от скорости движения автомобиля

    v, км/ч
    20
    40
    60
    80
    100
    120
    140
    160
    185

    v, м/с
    5,5
    11,1
    16,7
    22,2
    27,8
    33,3
    38,9
    44,4
    51,4

    f = f0 (1+6,5·10-4· v2)
    0,015
    0,016
    0,018
    0,020
    0,023
    0,026
    0,030
    0,034
    0,041

    Рf = Gа ·f, Н (кН)
    209,10
    221,49
    242,24
    270,76
    308,08
    352,87
    406,76
    467,83
    557,22

    Рw = кw ·F·v2, Н (кН)
    17,007
    69,27
    156,79
    277,08
    434,49
    623,42
    850,73
    1108,31
    1485,32

    Рf +Рw, Н (кН)
    226,11
    290,76
    399,03
    547,83
    742,57
    976,29
    1257,50
    1576,14
    2042,54

    По полученной характеристике можно определить показатели движения автомобиля. Максимальную скорость vmax определяем по абсциссе точки пересечения кривых Рf +Рw = Рк. Значение максимальной скорости, достигаемой автомобилем на высшей передачи. Заметим, что в этом случае, когда автомобиль движется по горизонтальной дороге (без подъемов)
    и без ускорения, запасы силы тяги на подъем и ускорение равны нулю.
    То есть данный автомобиль с такой скоростью не может преодолевать подъемы и двигаться с ускорением (разгоняться). Кроме того, если кривая Рк проходит ниже суммарной кривой Рf +Рw, то автомобиль по такой дороге может двигаться только замедленно.

    По данным таблицы 5 строим тяговую характеристику автомобиля.

    Рисунок 2 - Тяговая характеристика автомобиля



    1.3 Построение динамической характеристики автомобиля

    Исходные данные:

    МА = 1395 кг – полная масса автомобиля;

    ηтр = 0,92 - КПД трансмиссии автомобиля;

    kw = 0,24 – коэффициент обтекаемости автомобиля;

    F = 2,34252 м2 – лобовая площадь автомобиля;

    Шины модель 165/70R13 радиус качения rк = 0,258 м .

    Параметры трансмиссии (uкп, uгп) автомобиля приведены в таблице 1.

    Динамическая характеристика автомобиля – это зависимость динамического фактора Dот скорости v движения автомобиля.

    Из раздела 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля заимствуем значения тяговых усилий Рк на ведущих колесах и скорости v движения автомобиля на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе (таблица 4).

    Используя эти данные, значения динамического фактора для каждой скорости и передачи подсчитываются по формуле:

    (10)

    = 0,368

    Аналогично проводим расчет для остальных значений динамического фактора D. Результаты расчета заносим в таблицу 6.

    Таблица 6 - Значения динамического фактора для различных скоростей движения автомобиля и передач

    Таблица 6.1 - 1-ая передача

    №
    nе, мин-1
    v, м/с
    Рк, Н
    Рw, Н
    D

    1
    850
    1,53
    5031,11
    1,31
    0,368

    2
    2000
    3,59
    5479,39
    7,25
    0,400

    3
    3000
    5,39
    5552,94
    16,32
    0,405

    4
    4000
    7,18
    5332,29
    29,02
    0,388

    5
    5500
    9,88
    4449,71
    54,86
    0,321


    Таблица 6.2 - 2-ая передача

    №
    nе, мин-1
    v, м/с
    Рк, Н
    Рw, Н
    D

    1
    850
    2,67
    2881,19
    4,00
    0,210

    2
    2000
    6,27
    3137,91
    22,12
    0,228

    3
    3000
    9,41
    3180,03
    49,77
    0,229

    4
    4000
    12,55
    3053,67
    88,48
    0,217

    5
    5500
    17,25
    2548,24
    167,29
    0,174



    Таблица 6.3 - 3-ая передача

    №
    nе, мин-1
    v, м/с
    Рк, Н
    Рw, Н
    D

    1
    850
    4,11
    1867,29
    9,51
    0,136

    2
    2000
    9,68
    2033,67
    52,67
    0,145

    3
    3000
    14,52
    2060,96
    118,50
    0,142

    4
    4000
    19,36
    1979,07
    210,66
    0,129

    5
    5500
    26,62
    1651,50
    398,28
    0,092


    Таблица 6.4 - 4-ая передача

    №
    nе, мин-1
    v, м/с
    Рк, Н
    Рw, Н
    D

    1
    850
    5,60
    1372,00
    17,62
    0,099

    2
    2000
    13,17
    1494,24
    97,55
    0,102

    3
    3000
    19,76
    1514,30
    219,50
    0,095

    4
    4000
    26,35
    1454,13
    390,21
    0,078

    5
    5500
    36,22
    1213,45
    737,75
    0,035

    Таблица 6.5 - 5-ая передача

    №
    nе, мин-1
    v, м/с
    Рк, Н
    Рw, Н
    D

    1
    850
    6,84
    1122,29
    26,33
    0,080

    2
    2000
    16,10
    1222,29
    145,79
    0,079

    3
    3000
    24,16
    1238,70
    328,03
    0,067

    4
    4000
    32,21
    1189,48
    583,17
    0,044

    5
    5600
    44,28
    992,60
    1102,56
    -0,008


    По данным таблицы 6 строим характеристику D = f(v) (рисунок 3).

    На построенную характеристику нанести кривую изменения коэффициента сопротивления качению для асфальтовой (f0 = 0,015) горизонтальной дороге, которую предварительно рассчитать (таблица 7)
    по формуле:

    (11)

    Таблица 7 - Изменение коэффициента сопротивления качению в зависимости от скорости

    v,км/ч

    0
    40
    60
    80
    100
    120
    140
    160

    Асфальт: f0
    0,015
    0,015
    0,015
    0,015
    0,016
    0,016
    0,016
    0,016

    Рисунок 3 - Динамическая характеристика автомобиля



    По характеристике, приведенной на рисунке 3 можно заключить, что максимальное значение динамического фактора на 1-ой передаче Dтах1 = 0,44 при скорости движения автомобиля v1 = 19,4 км/ч. На 5-ой передаче он снижается до Dтах5 = 0,087 при скорости v5 = 24,6 км/ч.
    Общий анализ тягово-скоростных свойств по динамической характеристике.

    Важным условием нормальной работы машины является перекрытие характеристики, то есть выполнение условия

    Vki ≥ VH(i+1)

    где i - индекс (номер) передачи;

    Vki – конечная скорость на i-ой передаче

    Vhi - начальная скорость на i-ой передаче;

    VH(i+1) - начальная скорость на (i+1)-ой передаче;

    Если это условие не соблюдается, то не может быть обеспечена устойчивая работа двигателя. В этом случае равномерное движение на скоростях, не имеющих перекрытие, невозможно.

    Рассмотрим соблюдение этого условия на примере (рисунок 3):

    на первой передаче (Vh1=5,5 км/ч;Vk1=35,56 км/ч);

    на второй передаче (VH2=9,6 км/ч;Vk2=62,1 км/ч).

    Очевидно, что Vk1> VH2.

    Условие перекрытия соблюдается на всех передачах.

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Вахламов В.К. Автомобили: основы конструкции: учеб. пособие –
      М.: Академия, 2010.

    1. Вахламов В.К. Автомобили: эксплуатационные свойства: учебник –
      М.: Академия, 2012.

    2. Иванов А.М. Основы конструкции современного автомобиля:
      учеб. пособие / А.М. Иванов, А.Н. Солнцев, В.В. Гаевский и др. –
      М.: изд. «За рулем», 2012.

    1. Шатров М.Г. Автомобильные двигатели: учебник / М.Г. Шатров,
      К.А. Морозов, И.В. Алексеев и др. – М.: Академия, 2011.

    2. Фаробин Я.Е., Литвинов А.С. .Учебник. Автомобиль.
      Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989.

    3. Степанов Ю.А. и др. Военная автомобильная техника. Оценка
      и совершенствование тягово-скоростных свойств. Учебное пособие. – СПб.: ВАТТ, 2007.

    4. Интернет ресурсы.












    КР 688.43.03.01. ПЗ
    Лист


















    Изм.
    Лист
    № док.
    Подпись
    Дата




    написать администратору сайта