Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Авторанспортные средства

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Курсовая работа

по дисциплине

АВТОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

Вариант №5

Выполнил студент 5 курса з/о

Специальность 100101.65

Москва 2012

3. Исходные данные.

3.1 Параметры автотранспортных средств и дорожно-грунтовых условий:

Таблица 1

m_a

кг

r_g

F_лоб

м²

k_в,

Hc²/м⁴

Тип двиг.

N_{e max}

кВт

n_min

Об/мин

n_max

Об/мин

Ψ_max

1200

0,35

0,007

1.8

0,19

750

3750

0,30

В табл. 1 обозначены:

m_a - полная масса автотранспортного средства (АТС), кг,

r_g - динамический радиус ведущих колес, м,

p - число передач,

F_лоб - площадь лобовой проекции АТС, м²,

k_в - коэффициент аэродинамического сопротивления, Н*с²/м⁴,

N_{e max}- величина максимальной мощности двигателя, кВт,

n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин

Ψ_max - величина максимального дорожного сопротивления,

a - эмпирический коэффициент, входящий в формулу для расчета коэффициента учета вращающихся масс δ. .

3.2. Внешние характеристики двигателя

Внешняя скоростная характеристика двигателя N е (п) задается таблично в относительных единицах Nе

Ne _max

в функции от п, где п текущая частота вращения коленчатого вала, заданной в отношении к п max - максимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала.

В табл.2 приведены результаты экспериментального исследования характеристик карбюраторного двигателя, а в табл.3 –дизельного в относительных единицах частот и мощностей.

Таблица 2

n/n_max	0.2	0.3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
N_e/N_emax	0,214	0,478	0,648	0,76	0,891	0,942	1,0	0,985	0,956

4. Расчет тягово-скоростных показателей АТС

4.1. Расчет и построение внешних характеристик ДВС

Для построения внешней характеристики N_e(п) используются данные таблиц 2 и 3.

Расчет и построение внешних характеристик ДВС:

Для построения внешней характеристики N_e(п) используем данные таблиц 2 и 3.

Для построения внешней характеристики М_е (п) используем зависимость:

, где (1)

Результаты расчета по формуле (1) сводим в табл. 4

Таблица 4

n/n _max	n, об/мин	ω , 1/с	N_e / N_{e max}	N_{e max,} кВт	М_е , Нм
0,2	750	78,5	0,214	10,70	136,31
0,3	1125	117,75	0,478	23,90	202,97
0,4	1500	157	0,648	32,40	206,37
0,5	1875	196,25	0,760	38,00	193,63
0,6	2250	235.5	0,891	44,55	189,17
0,7	2625	274,75	0,942	47,1	171,43
0,8	3000	314	1,0	50,00	159,24
0,9	3375	353,25	0,985	49,25	139,42
1,0	3750	392,5	0,956	47,80	121,78

Интервал – 375 оборотов

N_{e max}

На рис. 1 представлены графические изображения экспериментальных внешних мощностной и моментной характеристик

рис. 1 (а)

рис. 1 (б)

Рабочий диапазон частот: от ώ _м = 157 1/с, соответствующий величине максимального момента М_{е max} = 206,37 Нм, до ώ_N= 314 1/с, соответствующей величине максимальной мощности N _{e
max} = 50 кВт.

4.2. Определение величины максимальной скорости движения АТС

Расчет максимальной скорости движения автотранспортного средства V_max производится на основе графо-аналитического решения уравнения мощностного баланса:

N_т = N_д + N_в , (2)

где

N_т - величина тяговой мощности на ведущих колесах : N_т = N_е

N_д - величина мощности дорожных сопротивлений: N_д = f G_аV,

N_в – величина мощности сопротивления воздуха: N_в = k_в F_лоб V ³

f - коэффициент сопротивления качению колес, принимаемой в расчете 0,02,

G_а – вес АТС в ньютонах,

F_лоб – величина площади лобовой проекции АТС в м²,

V - скорость движения АТС в м/с,

k_в - коэффициент аэродинамического сопротивления АТС,

η _т - коэффициент полезного действия трансмиссии АТС.

Для определения приведенных выше мощностей по соответствующим формулам находятся суммарные затраты мощности на преодоление сопротивлений движению при постоянной скорости

По формуле для определения N_т выбираем величину к.п.д. АТС, из диапазона 0,85 – 0,95, на графике отмечаем соответствующую ординату и проводим линию, параллельную абсциссе, точку пересечения которой с кривой суммарных мощностей сопротивления движению проектируем на ось абсцисс и

получаем величину V_max.

Таким способом графически находится решение уравнения

(3)

Для графического решения уравнения (3) предварительно рассчитываются коэффициенты при V и V³.

Данные:

f = 0,02, , η_т=0,85, k_в = 0,19 Н*с²/м⁴, F _лоб = 1,8 м² , N_{e max} = 50кВт

В результате получим следующее уравнение: 235,2V + 0,342V³ = 42500 (4)

Результаты расчетов сводятся в табл. 5

f Ga =117600,02 = 235,2 k_в F_лоб = 0,19 1.8 = 0,342

N_т = N_{e max} η_т= 50 0,85 = 42,5 кВт = 42500 Вт

N_д N_в N д + Nв

235,210 = 2352 0.3421000 = 342 2352 + 342 = 2694

235,220 = 4704 0,3428000 = 2736 4704 + 2736 = 7440

235,2 30 = 7056 0,34227000 = 9234 7056 + 9234 = 16290

235,2 40 = 9408 0,34264000 = 21888 9408 + 21888 = 31296

235,2 50 = 11760 0,342125000 = 42750 11760 + 42750 = 54510

235,2 60 = 14112 0,342216000 = 73872 14112 + 73872 = 87984

Таблица 5

V, м/с	N_д, Вт	V³, м³ / с³	N_в, Вт	N _д + N_в, Вт
10	2352	1000	342	2694
20	4704	8000	2736	7440
30	7056	27000	9234	16290
40	9408	64000	21888	31296
50	11760	125000	42750	54510
60	14112	216000	73872	87984

Графическое решение уравнения (4) привело к результату V_max = 45,3 м/с.

Графическое решение уравнения (4)

4.3 Расчет передаточных отношений трансмиссии

4.3.1 Расчет передаточных отношений главной передачи

Для определения передаточного отношения главной передачи используется соотношение: u_гп= ω _N r _g / v_max ,₍₅₎

где r _g - динамический радиус ведущего колеса.

Данные:

N	r_g,м	ω _N	v_max
5	0,35	314	45,3

4.3.2. Расчет передаточного отношения 1-й передачи

Для определения передаточного отношения 1-й передачи используется приведенное в табл. 1 значение максимального, задаваемого для каждого варианта коэффициента дорожного сопротивления движению АТС ψ _max.

Величина передаточного отношения 1-й передачи рассчитывается по формуле:

u₁ = ψ_max m_а g r _g/ M_{e max} u_гп η_т

N	ψ_max	m_а	g	r _g	M_{e max}	u_гп	η_т
5	0,3	1200	9,8	0,35	206,37	2,4	0,85
25	0,7	6000	9,8	1,4	836,94	10,1	0,91

4.3.3. Расчет передаточных отношений промежуточных передач

Выбирая метод разбивки передач по геометрической прогрессии и принимая n – ю передачу за прямую с u_n = 1, получаем

u₁ = q (^n-1) u_n , где q – знаменатель прогрессии.

Следовательно

u₂ = u₁ / q , u₃ = u₂/ q = u₁ / q² и т.д.

Данные:

N	n	u₁
5	4	2,93

Передаточные отношения промежуточных передач примут значения

u₁ = q ^(n-1) u_nq^(4-1)= 2,93 q³ = 2,93q = 1,43, тогда

u₂= 2,93/1,43 = 2,05; u₃= 2,05/1,43 = 1,43; u₄ = 1

4.3.4. Расчет и построение тяговой характеристики

Тяговая характеристика АТС, представляющая собой зависимость силы тяги ведущих колес (Р_т) от скорости движения V на всех передачах, рассчитывается по формулам:

Р_тi = М _{е i} η_т u _i u _гп / r_g и V_i = ω_i r_g / u _i u _гп (6)

где i – номер передачи.

u₁= 2,93

u₂= 2,05

u₃= 1,43

u₄= 1

r_g= 0,35

u _гп = 2,4

η_т= 0,85

Р_{т
1}, Н Р_{т2 ,}Н

Р_т3,Н Р_т4,Н

V₁, м / с V ₂, м / с V ₃,м / с V ₄,м / c

Результаты расчета по формулам (6) сводятся в табл. (6).

Таблица 6

ω , 1/с	М_е, Нм	Р_{т 1}, Н	V₁ м / с	Р_т2 Н	V ₂ м / с	Р_т3 Н	V ₃ м / с	Р_т4 Н	V ₄ м / c
78,5	136,31	2327,8	3,9	1628,7	5,6	1136,1	8,0	794,5	11,4
117,75	202,97	3466,3	5,9	2425,2	8,4	1691,7	12,0	1183,0	17,2
157	206,37	3524,3	7,8	2465,8	11,2	1720,1	16,0	1202,8	22,9
196,25	193,63	3306,8	9,8	2313,6	14,0	1613,9	20,0	1128,6	28,6
235,5	189,17	3230,6	11,7	2260,3	16,8	1576,7	24,0	1102,6	34,3
274,75	171,43	2927,6	13,7	2048,3	19,5	1428,8	28,0	999,2	40,1
314	159,24	2719,4	15,6	1902,6	22,3	1327,2	32,0	928,1	45,8
353,25	139,42	2381,0	17,6	1665,9	25,1	1162,0	36,0	812,6	51,5
392,5	121,78	2079,8	19,5	1455,1	27,9	1015,0	40,0	709,8	57,2

Рис.3 Тяговая характеристика АТС

5. Динамические показатели АТС

5.1. Расчет и построение динамической характеристики

Динамическая характеристика АТС, представляющая собой зависимость динамического фактора Dψ от скорости движения V и вычисляется по формуле:

D _ψik= (P_т _ik - P_вik) / m _a g , (7)

где Р _{т ik}- величина тяговой силы на i - ой передаче и k - ой частоте вращения коленчатого вала двигателя ω_k,

Р_вik - величина силы сопротивления воздуха в тех же режимах движения.

Расчет величин динамического фактора и соответствующих скоростей движения АТС целесообразно вести при следующих значениях частот вращения коленчатого вала двигателя:

ω_min , ω _M , ω _cp = (ω _M + ω_N) / 2 , ω_N , ω_max,

где ω _min - минимальная частота вращения коленчатого вала,

ω _M - частота вращения вала при максимальном моменте,

ω _cp - середина рабочего диапазона частот вращения коленчатого вала,

ω _N - частота вращения вала при максимальной мощности двигателя,

ω _max - максимальная частота вращения коленчатого вала.

P_в = k_вF_лоб V²

k_в= 0,19 Нс²/м⁴

F_лоб= 1,8 м²

G_a = m_ag = 12009,8 = 11760 H

Р_в1,Н Р_в2,Н Р_в3,Н Р_в4,Н

(Р_т - Р_в)₁, Н (Р_т - Р_в)₂, Н

2327,8 - 5,20 = 2322,60 1628,7 - 10,73 = 1617,97

3524,3 - 20,81 = 3503,49 2465,8 - 42,90 = 2422,90

3230,6 - 46,82 = 3183,78 2260,3 - 96,53 = 2163,77

2719,4 - 83,23 = 2636,17 1902,6 - 170,07 = 1732,53

2079,8 - 130,05 = 1949,75 1455,1 - 266,22 = 1188,88

(Р_т - Р_в)₃, Н (Р_т - Р_в)₄, Н

1136,1 - 21,89 = 1114,21 794,5 - 44,45 = 750,05

1720,1 - 87,55 = 1632,55 1202,8 - 179,35 = 1023,45

1576,7 - 196,99 = 1379,71 1102,6 - 402,36 = 700,24

1327,2 - 350,21 = 976,99 928,1 - 717,39 = 210,71

1015 - 547,20 = 467,80 709,8 - 1118,97 = -409,17

D_ψ1 D_ψ2 D_ψ3 D_ψ4

Результаты расчета представлены в табл. 7.

Таблица 7.

I		ω , 1/с	Р_т, Н	V, м / с	Р_в,Н	(Р_т - Р_в), Н	D_ψ
	ω_min	78,5	2305,2	3,9	5,32	2299,88	0,1956
	ω_м	157,0	3490,1	7,9	21,29	3468,82	0,2950
	ω_ср	235,5	3199,3	11,8	47,91	3151,36	0,2680
	ω_N	314,0	2693,0	15,8	85,18	2607,81	0,2218
	ω_max	392,5	2059,6	19,7	133,09	1926,51	0,1638
среднее							0,2288
II	ω_min	78,5	1616,2	5,6	10,83	1605,38	0,1365
	ω_м	157,0	2447,0	11,3	43,32	2403,65	0,2044
	ω_ср	235,5	2243,1	16,9	97,47	2145,59	0,1824
	ω_N	314,0	1888,1	22,5	173,28	1714,81	0,1458
	ω_max	392,5	1444,0	28,1	270,75	1173,26	0,0998
среднее							0,1538
III	ω_min	78,5	1133,1	8,0	22,03	1111,12	0,0945
	ω_м	157,0	1715,6	16,1	88,13	1627,48	0,1384
	ω_ср	235,5	1572,6	24,1	198,29	1374,35	0,1169
	ω_N	314,0	1323,8	32,1	352,51	971,26	0,0826
	ω_max	392,5	1012,4	40,1	550,80	461,62	0,0393
среднее							0,0943
IV	ω_min	78,5	794,5	11,4	44,82	749,65	0,0637
	ω_м	157,0	1202,8	22,9	179,28	1023,56	0,0870
	ω_ср	235,5	1102,6	34,3	403,39	699,22	0,0595
	ω_N	314,0	928,1	45,8	717,13	210,98	0,0179
	ω_max	392,5	709,8	57,2	1120,52	-410,70	-0,0349
среднее							0,0570

Авторанспортные средства 📙 Курсовая → 🆔 2726