Тяговый расчет автомобиля с механической трансмиссией
Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией на примере ВАЗ-2105
Главная > Контрольная работа >Транспорт
Марка автомобиля: ВАЗ-2105.
Двигатель: ВАЗ-2105, 1,3 л.
Полная масса: 1395 кг;
Собственная масса автомобиля: 995 кг;
Максимальная скорость: 152 км/ч;
Максимальная мощность двигателя: 47кВт/63,3 л.с.;
Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности: 5600 об/мин;
Крутящий момент при 3400 об/мин: 92 Н∙м;
Тип шины и радиус колеса: камерные или бескамерные I75/70R13 или 165/80R13.
Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией
М 0 = Мс + n ∙ M ׳ + M гр,
M гр – грузоподъемность.
М 0 = 995 + 5 ∙ 75 + 50 = 1420 кг.
Вычисляем лобовую площадь автомобиля F:
где B 1 – габаритная ширина, м;
Н – габаритная высота, м;
Коэффициент полезного действия трансмиссии выбираем η тр =0,92.
Распределение массы автомобиля по осям в гружёном и порожнем состоянии:
М а1 = 635 кг – полная масса автомобиля при нагрузке на переднюю ось.
Теоретический радиус качения колеса – r k =0,307 м.
k деф.ш. = 0,95 – коэффициент деформации шины;
Максимальная частота вращения коленчатого вала:
Соотношение между максимальной частотой вращения коленчатого вала двигателя (n max ) и частотой при максимальной мощности двигателя (n N ), т.е.
Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией
где G a =М а ∙9,81,Н-сила тяжести полностью гружёного автомобиля,
a = b = c = 1 – для карбюраторного двигателя.
где N e – эффективная мощность, кВт;
N max – максимальная мощность, кВт;
a, b, c – коэффициенты для карбюраторного двигателя;
n е – текущие обороты коленчатого вала двигателя, об/мин;
n N – обороты максимальной мощности, об/мин;
Т e – эффективный момент, Н∙м.
Интервалы отношений n e /n N берём равными: 0,2 ;0,4; 0,6; 0,8;0,9; 1; 1,1; 1,2; c тем, чтобы получить 8 расчётных точек.
Полученные данные заносят в таблицу:
После расчётов построим график внешней скоростной характеристики двигателя.
Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя
n min = 0,2 ∙ n N = 0,2 ∙ 5600 = 1120 (об/мин).
Определение передаточного числа главной передачи U г.п. :
где U к.в – передаточное число высшей передачи коробки передач;
– передаточное число дополнительной (раздаточной) коробки на высшей передаче,
Определение передаточных чисел коробки передач:
где Т max – максимальное значение момента по внешней скоростной характеристике двигателя.
φ – коэффициент сцепления колёс с дорогой принимают φ = 0,8.
m 2 = 1,11,2, примем m 2 = 1,1.
4930,46560,9 – условие выполнено.
Определение промежуточных передач определяется по формуле:
где n – число передач в коробке, не считая заднего хода;
x – номер определяемой передачи.
Результаты расчётов сводятся в таблицу:
2 Анализ тяговых качеств автомобиля.
2.1 Силовой баланс автомобиля.
По методу академика А.Е.Чудакова силовой баланс строят, зная тяговую характеристику автомобиля и силы сопротивления дороги и воздуха.
Уравнение силового баланса имеет вид:
где Р Т – сила тяги на ведущих колёсах, Н;
Р д – сила сопротивления дороги, Н;
Р в – сила сопротивления воздуха, Н;
Р u – сила инерции автомобиля, Н.
Тяговую силу на ведущих колёсах автомобилях определяют по выражению:
где Т е – эффективный момент, Н∙м;
U k – передаточное число коробки передач;
U г.п. – Передаточное число главной передачи;
– передаточное число раздаточной коробки передач (U д =1);
r k – статический радиус колеса, м;
η тр – КПД трансмиссии.
Величину силы тяги определяем на всех передачах.
Силу сопротивления дороги определяют по выражению:
где G a – масса автомобиля, кг;
Ψ – коэффициент суммарного сопротивления дороги.
Сила сопротивления воздуха рассчитывается по формуле:
где К – коэффициент сопротивления воздуха, Н∙с 2 /м 4 ;
F – лобовая площадь автомобиля, м 2 ;
V a – скорость автомобиля, км/ч.
Скорость автомобиля на каждой передаче определяется по формуле:
где n e – текущие обороты коленчатого вала двигателя, об/мин;
r k –статический радиус колеса, м;
U г.п. – передаточное отношение главной передачи;
U k – передаточное отношение коробки передач;
= 1 – передаточное число раздаточной коробки.
Рассчитанные величины сводятся в таблицу 2 и таблицу 3;
Пользуясь рассчитанными данными, строят силовой баланс автомобиля.
Таблица 3
Динамическая характеристика автомобиля.
Зависимость динамического фактора при полной нагрузке от скорости движения автомобиля на различных передачах называется динамической характеристикой автомобиля.
Динамический фактор D является оценочным параметром тяговых качеств всех автомобилей.
Сравнение различных по конструкции автомобилей, с точки зрения их динамичности, производится по значению D max на низшей передаче.
Динамический фактор определяют при полной нагрузке автомобиля по формуле:
С помощью полученных данных рассчитываем динамический фактор автомобиля.
Результаты расчётов занесём в таблицу:
Мощностной баланс автомобиля:
По аналогии с уравнением силового баланса уравнение мощностного баланса можно написать в следующем виде:
N T = N d + N b + N u (кВт).
Решить это уравнение можно графически, для чего строят график мощностного баланса. На этот график наносят зависимости на всех передачах, мощности двигателя ( N e ) на высшей передаче, мощности заданного дорожного сопротивления (N d ) и суммарной мощности дорожного и воздушного сопротивления (N d + N b ) от скорости движения автомобиля.
Тяговая мощность определяется по уравнению:
И строится на каждой передаче в зависимости от скорости движения, соответствующей частоте вращения, для которой определялась мощность по скоростной характеристик.
Эффективная мощность двигателя (N е ) строится в зависимости от скорости движения только на высшей передаче.
Мощности дорожного сопротивления и сопротивления воздуха рассчитывают в зависимости от скорости автомобиля по уравнениям:
N T =N υ +N b +N u (кВт).
Тяговая мощность автомобиля определяется по формуле:
Определим мощности дорожного сопротивления и сопротивления воздуха в зависимости от скорости автомобиля:
Полученные значения заносят в таблицы 5 и 6 по ним строят график мощностного баланса.
Расчёт ускорения автомобиля производится по формуле:
где j – ускорение автомобиля, м/с 2 ;
ψ – коэффициент сопротивления дороги, соответствующий расчётной скорости движения автомобиля;
g – ускорение свободного падения, м/ с 2 ;
δ – коэффициент учёта вращающихся масс, определяемый по уравнению:
Для легковых автомобилей выбираем В = 0,06.
Полученные величины ускорения для всех передач автомобиля сводят в таблицу 7. пользуясь ими, строят график ускорения автомобиля.
Время и путь разгона автомобиля.
Время и путь разгона автомобиля можно определить: графоаналитическим (метод Яковлева, Чудакова и др.) и графическим методами ( метод Ломоносова, Липеца, Лебедева и др.).
Графоаналитический метод, для которого требуется большее число построений и вспомогательных расчетов, дает более точные результаты и лучше отражает физическую сторону вопроса. Преимуществом графического метода является простота и быстрота всех построений.
Рассмотрим определение времени и пути разгона автомобиля по методу Н.А.Яковлева
При ускоренном движении автомобиля ускорение равно:
Кривую ускорений разбивают на ряд интервалов, как показано на рис. 2.3, и предполагают, что в каждом интервале скоростей автомобиль разгоняется с постоянным средним ускорением ( j СР ). величину определяют по формуле :
Для точности расчетов интервал скорости берут равным 2-3 км/ч на первой передаче, 10-15 км/ч – на высшей передаче и 5-10 км/ч – на промежуточных передачах.
Отсюда рассчитываем время разгона в интервале изменения скорости:
Пользуясь полученным выражением, определяют время разгона и на всех других интервалах скоростей.
Общее время разгона составит :
Т = Δ t 1 + Δ t 2 + Δ t 3 + …. + Δ t n
Используя данные табл. 7, все расчетные величины вносим в табл. 8.
Тяговый расчет автомобиля
Определение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Выбор прототипа автомобиля. Полный вес, передаточное число коробки передач автомобиля. Расчет показателей топливной экономичности, путевой расход топлива. Динамические качества при торможении.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2015 |
| Размер файла | 429,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Южно-Уральский Государственный Университет»
Кафедра «Автомобильный транспорт»
по дисциплине «Эксплуатационные свойства автомобилей»
Автор работы студент группы АТ-353
Петрова Е.А. Эксплуатационные свойства автомобиля. Челябинск: ЮУрГУ, АТ-353, 2012, 32 с., 11 рис. Библиография литературы 3 наименования.
В данной курсовой работе был произведён тяговый расчёт автомобиля, включающий в себя определение полного веса автомобиля и подбора шин, определение внешней скоростной характеристики двигателя, определения передаточного числа главной передачи и коробки передач. На основании полученных данных определяем тягово-скоростные характеристики автомобиля. В последнюю очередь рассчитываем показатели топливной экономичности и динамических качеств при торможении автомобиля. По данным расчёта строятся графики зависимости. Все полученные результаты сравниваются с показателями прототипа схожего транспорта.
Введение
Решение о создании и использовании в народном хозяйстве конкретного автомобиля базируется на документе, содержащем номенклатуру автомобилей наиболее полно удовлетворяющих потребностям народного хозяйства с их основными технико-экономическими характеристиками, перспективном типаже.
Перспективный типаж автомобилей является результатом анализа трёх основных направлений проводимых отраслью опытно-конструкторских разработок перспективных образцов, экспериментальных и научно-исследовательских работ. В перспективном типаже заданы основные параметры автомобиля: грузоподъемность или пассажировместимость, основные массовые параметры, колесная формула и расположение ведущих колёс, максимальная скорость и параметры приемистости, нормативный пробег до капитального ремонта, нормативная трудоемкость обслуживания и текущего ремонта, мощность на рабочий объём двигателя. На последующих этапах проектирования эти данные уточняются для конкретных моделей и дополняются другими параметрами, число которых увеличивается от этапа к этапу.
На основании утверждённого перспективного типажа предприятием разработчиком создается техническое задание, которое служит основанием для разработки эскизного и технического проектов.
Техническое задание разрабатывается с учетом области применения новой модели на основании анализа обобщенных материалов по результатам испытаний и эксплуатации предшествующих моделей, общего развития техники, требований безопасности движения потребности рынка внутри страны и возможностей экспорта, законодательных предписаний, производственных возможностей предприятия-изготовителя и его смежников.
Техническое задание устанавливает основное назначение условия эксплуатации технические характеристики, показатели качества, специальные требования, предъявляемые к разрабатываемому автомобилю.
В процессе разработки технического проекта окончательно определяют параметры позволяющие судить о компоновке автомобиля и конструктивном решении отдельных его узлов и агрегатов.
Для окончательного выбора расчетных параметров двигателя и трансмиссии разрабатывают математическую модель автомобиля которая позволяет учитывать влияние этих параметров как на тягово-скоростные, так и на топливно-экономические свойства проектируемого автомобиля в разнообразных дорожных, климатических и нагрузочных условиях. В качестве критериев оценки при этом обычно используются такие технико-экономические показатели как производительность приведённые затраты на перевозку, себестоимость перевозок.
Основные обозначения
Выбор и обоснование исходных данных
1. Тяговый расчет автомобиля
При тяговом расчете автомобиля обычно имеют дело с тремя видами параметров: заданными, выбираемыми и расчетными. Параметры заданные техническими условиями:
а) тип автомобиля и условия его эксплуатации;
б) грузоподъемность или пассажировместимость;
в) максимальная скорость движения по шоссе;
г) максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на низшей передаче.
Выбираемые параметры:
а) полный вес автомобиля и распределение его по осям;
б) тип двигателя и трансмиссии;
в) частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;
г) механический к. п. д. трансмиссии;
д) радиусы колес;
е) коэффициент обтекаемости и площадь лобового сопротивления.
Величины этих параметров выбираются на основании экспериментов и статических данных по существующим моделям автомобилей, аналогичным рассчитываемому с учетом тенденции развития автомобильной техники.
Расчетные параметры:
а) внешняя скоростная характеристика двигателя;
б) передаточные числа трансмиссии.
Тяговый расчет автомобиля ведут в следующем порядке: определяют полный вес автомобиля и распределение его по осям, выбирают тип двигателя и трансмиссии, рассчитывают внешнюю скоростную характеристику двигателя, определяют придаточные числа главной передачи, коробки передач.
1.2 Определение полного веса автомобиля
Gа=102700+125000+ (750+100) *3=225250 Н.
Распределение веса по осям зависит от типа автомобиля и его компоновки. У грузовых автомобилей на заднюю ось приходится 70…75% нагрузки. G2=0,75Gа, G2=168938 Н.
1.3 Определение внешней скоростной характеристики двигателя
Коэффициент сопротивления качению зависит от скорости движения автомобиля,
f =0,02 (1+13·22,5 2 /20000) =0,026581;
Максимальная мощность двигателя по уравнению С.Р. Лейдермана
Для рассчитываемого автомобиля примем пП=220 1/с.
Текущее значение эффективности мощности двигателя
Текущие значения крутящего момента двигателя,
Результаты вычислений (1.6) и (1.7) занесены в табл.1.1
Параметры внешней скоростной характеристики двигателя
Частота вращения коленчатого вала двигателя
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА МАШИНЫ СО СТУПЕНЧАТОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ”
Одобрено методической комиссией
А. П. Парфенов
Ю. С. Щетинин
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ
ГУСЕНИЧНОЙ ТРАНСПОРТНО-ТЯГОВОЙ МАШИНЫ
Методические указания для выполнения курсовой работы
по дисциплине “Теория колесных и гусеничных
для студентов специальности 150100
“Автомобиле- и тракторостроение”
МОСКВА 2002
УДК 629.114.2.001.2 (075)
В методических указаниях излагается методика выполнения тягового расчета прямолинейного движения гусеничной транспортно-тяговой машины, оборудованной ступенчатой или бесступенчатой полнопоточной гидромеханической трансмиссией. Приведены примеры выполнения расчета.
Указания предназначены для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторостроение”, выполняющих курсовую работу по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин ”.
С Московский государственный технический университет “МАМИ”, 2002 г.
СОДЕРЖАНИЕ
| 1. Общие положения…………….……………………………………. 2. Применяемые обозначения………………………………………. 3. Порядок выполнения тягового расчета машины со ступенчатой механической трансмиссией………………………………………. 4. Особенности тягового расчета машины, оборудованной гидродинамической передачей…………………………………………. 5. Пример выполнения проектировочного тягового расчета гусеничной машины со ступенчатой механической трансмиссией……………………………………………………………………. 6. Пример выполнения проектировочного тягового расчета гусеничной машины, оборудованной гидродинамической передачей…………………………………………………………………. Литература………………………………………………………………. Приложение……………………………………………………………… | 4 6 8 22 32 50 71 72 |
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Тяговый расчет транспортно-тяговой машины (ТТМ) является одним из важнейших разделов курса «Теория транспортно-тяговых машин». В нем обобщены материалы по динамике ТТМ при выполнении еюсвоей основной технологической функции. Поэтому курсовая работа, посвященная тяговому расчету ТТМ, является важной частью подготовки студентов по специальности «Автомобиле- и тракторостроение». Тяговый расчет проводится на проектной стадии, когда машина отсутствует в виде серийных и опытных образцов, для выявления некоторых показателей машины, а также на стадии поверочного расчета, когда для существующей в виде серийных или опытных образцов машины необходимо уточнить некоторые тяговые, динамические или топливно-экономические данные.
Задачами тягового расчета на проектной стадии являются:
— определение массы машины, если она не задана в техническом задании (ТЗ);
— определение мощности двигателя и выбор его модели из существующей номенклатуры двигателей или разработка ТЗ на его проектирование;
— определение минимальной скорости машины, если она не задана ТЗ;
— выбор модели гидротрансформатора и согласование работы гидродинамической передачи и двигателя для машины, оборудованной гидродинамической передачей;
— определение диапазона и передаточных чисел трансмиссии, выбор или разбивка промежуточных передач ступенчатой КП;
— определение тягово-скоростных и топливно-экономических показателей машины.
Исходные данные для тягового расчета приводятся в техническом задании на машину (в технических требованиях, тактико-технических требованиях) и включают:
— назначение и тип машины (тягач, транспортер-тягач многоцелевого транспортер-снегоболотоход и т.д.);
— массу полезного груза, перевозимого транспортером, а для тягача полную массу прицепа;
— максимальную скорость движения машины или поезда, а для вездеходов кроме того дополнительно минимальную устойчивую скорость движения;
— предельные сопротивления движению или другие соответствующие показатели (максимальный преодолеваемый подъем, наибольшее тяговое усилие на крюке);
— необходимые динамические показатели (допустимое время и путь разгона до заданной скорости, наибольшее ускорение и др.).
Поверочный тяговый расчет проводят после завершения проектирования или в процессе проектирования для уточнения некоторых расчетных данных, либо для существующей машины, у которой по каким-либо причинам соответствующие сведения отсутствуют.
Задачами поверочного тягового расчета являются:
— определение максимальной скорости движения в заданных дорожных условиях;
— определение сопротивления движению и углов подъема, которые может преодолеть машина на данной передаче и скорости;
— определение времени и пути разгона до достижения заданной скорости на горизонтальной дороге с твердым покрытием;
— оценка правильности выбора количества передач и способа их разбивки (при ступенчатых трансмиссиях) для получения наибольшей средней скорости движения машины;
— определение свободной силы тяги на крюке тягача при заданных условиях равномерного движения;
— определение топливной характеристики машины.
При выполнении поверочного расчета используются те же методы и зависимости, что и при проектировочном расчете.
Вопросы топливной экономичности в данном пособии не рассматриваются.
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
— приведенный к валу двигателя крутящий момент на насосном колесе;
Мт — крутящий момент на турбинном колесе гидротрансформатора;
Pf — сила сопротивления движению со стороны дороги;
Pw — сила сопротивления воздуха;
Vmin — скорость движения на низшей передаче при номинальной частоте вращения вала двигателя;
n дМ — частота вращения вала двигателя при максимальном моменте;
s – путь разгона машины;
s0 — путь, пройденный машиной за время разгона до минимальной скорости на первой передаче;
sп – путь, пройденный машиной за время переключения передачи;
tп – время переключения передачи;
u0 — общее передаточное число трансмиссии;
uр — передаточное число согласующего редуктора;
— передаточное отношение гидротрансформатора;
αmax — максимальный подъем дороги;
d п — коэффициент условного приращения массы машины с гидромеханической трансмиссией;
ηгтр — КПД гидротрансформатора;
w д — угловая скорость вала двигателя;
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА МАШИНЫ СО СТУПЕНЧАТОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ
Дата добавления: 2019-07-17 ; просмотров: 296 ; Мы поможем в написании вашей работы!
(4)
Н
(7)
мм
, (9)
, 
Н
Н
(10)
м
;(12)
кВт.
, (16)
кВт
, (17)
(18)
кН·м
(19)
(20)
;
(22)
(24)
Н
(25)
м/с
(28)
,
(29)
= 
+ 1 +
·
, (30)
м/с 2
, (31)
(37)
кВт.
(38)
кВт
(39)
%
; (41)
(42)
— плотность топлива, 
л/100 км