Эксплуатационные свойства автомобилей
ma= mc+ mг + 80*z n;
где zn – число пассажиров, включая водителя
mc – масса снаряжённого автомобиля
mг- масса груза
ma= 8020+5500+80*3=13760 кг
Нагрузка на задний мост 2/3ma = 9174 кг
Нагрузка на передний мост равна 4586 кг
Нагрузка на одно колесо равна 2293,5 кг
Выбираем шины с регулируемым давлением и рисунком протектора повышенной проходимости (ГОСТ 13298 – 78) 370 – 508 (14,00 – 20) статический радиус rc=0,583 м
2. Подбор внешней характеристики двигателя
Расчёт начинаем с определения мощности двигателя, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью.
где Ga – полный вес автотранспортного средства, Н;
fv – коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости;
V – максимальная скорость, м\с;
К = 0,7 – коэффициент обтекаемости, нс2/н4
F – лобовая площадь автомобиля, м2;
?тр = 0,83 КПД трансмиссии;
Кр =0,95 – коэффициент коррекции, учитывающий особенность стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика.
Значения fv определяются выражением
где f= 0.2 – коэффициент сопротивлению качению
Лобовая площадь определяется:
F = Bk H
гдеBk = 2 – колея автомобиля, м;
Н = 2.87 – наибольшая высота автомобиля, м;
Пользуясь эмпирической формулой С.Р. Лейдермана, находят максимальную мощность двигателя:
F =2000*2850=5,74м2
где a,b,c, - эмпирические коэффициенты;
для четырехтактных дизелей a = 0.53; b = 1.56; c = 1.09;
- отношение частот вращения вала двигателя при максимальной скорости и максимальной мощности, 0,9 – 1 для грузовых автомобилей с дизельным двигателем
Для построения внешней характеристики при известной мощности и выбранных коэффициентах a,b,c, воспользуемся следующим выражением:
где ne – текущее значение частоты вращения вала двигателя
Кривая зависимости крутящего момента двигателя от частоты вращения вала рассчитываем по формуле:
М=9550*Nе/ne
М=9550*24/540=440.8 H*м
Результаты расчётов Ne и Me сводят в таблицуи строят график внешней скоростной характеристики, рис. 1.
3. Выбор передаточных чисел трансмиссии.
Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения максимальной скорости на вышей передаче коробки передач.
где iкв = 0,7- передаточное число коробки на высшей передаче;
iдк =1,3 -высшая передача дополнительной коробки
rк = 0,583– радиус качения колеса, м
4. Выбор ступеней и передаточных чисел коробки передач.
Передаточное число ступенейiпервой передачи определяется из условия обеспечения движения по дорогам с заданным ?max
где ?max – суммарный коэффициент сопротивления дороги
Полученное передаточное число на первой передаче надо проверить по условиям отсутствия буксования. Буксования не будет если выполнено неравенство:
Me max= iгл * iдк * iк1 *тр * Kр /rk ? Pт сц
где Рт сц – сила тяги по сцеплению
Рт сц = 137600*0.7 = 96.32 кН
Me max=7,87*1,3*5,62*0,85*0,95/0,583 =79,64 Н*м
где Gb – вес, приходящийся на ведущие колеса;
?х - коэффициент сцепления шин с дорогой
Условие выполняется
где m – номер произвольной промежуточной передачи;
n – число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи и заднего хода.
5. Тяговый баланс автомобиля.
Расчёт и построение тягового баланса автомобиля выполняют в соответствии с формулой
Рт = Рf +РB +РП +РI
где Рт – тяговая сила, Н
Рf -сила сопротивления качению, Н;
РB – сила сопротивления воздуха, Н;
РП - сила сопротивления подъёму, Н;
Рj – сила инерции (ускорения или замедления), Н;
Составляющие тягового баланса определяются формулами:
Pf = Ga * f * cos?
Pf = 137600*0,025*cos? =3440.6
PB = K * F * V2
PB = 0.7*5.74*0.62 = 1.3
PП = Ga* sin ?
Для случая движения автомобиля по горизонтальному участку PП = 0
При построении тягового баланса необходимо определить скорость движения автомобиля для всех расчетных частей вращения коленчатого вала на различных передачах.
;
м/с
Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится тяговая характеристика автомобиля для всех ступеней рис.2
Таблица 2
значения\передача
6. Мощностной баланс автомобиля
Баланс мощности автомобиля рассчитывается по формуле
NT = Ne ?Tp = Nf + NB + Nn + Nj
где NT – мощность, приведенная к ведущим колесам автомобиля, кВт;
Nf - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;
NB - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;
NП - мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма, кВт;
Nj- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.
Составляющие мощностного баланса определяются:
Nf= Pf*V;
Nв = Pв*V;
Nп= Pп*V;
Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится график мощностного баланса рис.3.
7. Динамический паспорт автомобиля.
Динамический паспорт представляет собой совокупность динамической характеристики с номограммой нагрузок. Динамическая характеристика определяется выражением:
;
Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменение веса от Ga до G0 (порожнего) D изменяется и его можно определить по формуле
По результатам вычислений строят динамическую характеристику с номограммой нагрузок рис.4.
Масштаб шкалы D0 определяют по формуле
где а – масштаб шкалы D для автомобиля с полной нагрузкой
8. Ускорение автомобиля.
Ускорение находят по выражению:
коэффициент учета вращающихся масс.
Коэффициентопределяют по выражению:
= 1,04 + 0,04 i2кп
= 1,04 + 0,04 5,692 = 2,34
Время разгона определяется как выражение
t= av*ai/j*Ft;
t1=0,2*0,2*25,5 =1,02 c
Путь разгона определяют как выражение
S = av*at*Fs
S1 =0.2*0.2*89 = 3,56 м
По результатам вычисленийзаносим в таблицу и строим график рис.7.
10. Топливная экономичность автомобиля.
где ge – удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч;
?т = 850 г/л – плотность топлива;
N – мощность расходуемая для преодоления сопротивления дороги, кВт.
ge = (1.05~1.15)*gmin Kob*Kи
где Kob и Kи – коэффициенты, учитывающие соответственно изменения ge в зависимости от частоты вращения вала двигателя и степени использования мощности (табл. 1.2)
N = Ga *?* V;
При движении по горизонтальному участку дороги ? = f
Данные расчётов заносят в таблицу и строят топливо экономическую характеристику, графиком топливо экономической характеристики строят график динамической характеристики на высшей ступени рис.8
Таблица 10.
11. Тормозная динамичность автомобиля.
jуст= ?*g/ kэ;
где kэ = 1,1~1.2– коэффициент, который учитывает степень теоретически возможной эффективности тормозной системы.
jуст2=4.27
jуст1=6.82
Тормозной путь определяют по формуле:
;
гдеV – начальная скорость автомобиля, м/с
tПР= 0.2 – время срабатывания тормозного привода, с
tУ =0.4 – время в течение которого замедление увеличивается от нуля до максимального значения
Результаты вычислений заносим в таблицу для ? = 0,5 и ? =0,8 соответственно.
ST
j= 0,5
2,6
5,8
13,9
37,7
71,2
j= 0,8
2,2
4,7
10,7
27,1
49,5
Таблица 11.
По результатам вычислений строим график рис.9.
Список литературы
1. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 2401 ИрГТУ.
2. Краткий автомобильный справочник НИИАТ – М.: Транспорт1.