Содержание 

 

      1. Исходные данные:

      Автомобиль  ЗиЛ-130

      1. Максимальная скорость автомобиля  V_max = 90 км/ч.

      2. Масса полезной нагрузки m_T = 6000 кг

      3. Собственная масса автомобиля  m₀ = 4380 кг

      4. Коэффициент использования массы по формуле:

      

      5. Полна масса автомобиля

      

      6. Сила тяжести автомобиля

      

      7. Коэффициент сопротивления качению  при движении автомобиля с  максимальной скоростью V_max (табл.4. МУ), f = 0,02.

      8. Фактор обтекаемости K_B = 0,25 кгс-с²/м²= 0,25∙9,8 =2,45 Н∙с²/м².

      9. Механический КПД трансмиссии  η_m = 0,85 (табл.7 МУ)

      10. Максимальный подъём, преодолеваемый  автомобилем на прямой передаче, tgα₀= (2,8%) = 0,028; α₀ = arctg (0,028) = 1,6° =  1°36'.

      11. Максимальный коэффициент суммарного  сопротивления дороги, преодолеваемого автомобилем на прямой передаче

      

      12. Максимальный подъём, преодолеваемый  автомобилем на первой передаче, tgα_max = (30%) ≈ 0,3; α_mах = arctg (0,3) = 16,7° =16°42'

      13. Максимальный коэффициент суммарного  сопротивления дороги, преодолеваемого  на первой передаче,

      

      14.  Распределение силы тяжести по  осям:

      G₁%=26;       G₂% = 74

      Нагрузка  на переднюю ось

      G₁ = 0,26 G_a = 0,26 ∙ 101700 = 26442 Н.

      Нагрузка  на заднюю ось

      G₂ = 0,74 G_a = 0,74 ∙ 101700 = 75258 Н.

      15.  База автомобиля L = 3800 мм = 3,8м.

      16.  Координаты центра тяжести в  продольной плоскости автомобиля  по формулам:

      

 м.

      

 м.

      17. Координаты центра тяжести по высоте (высота центра тяжести):

      

 м

      18. Наибольшая нагрузка, приходящаяся на одно (заднее) колесо

      

 кг

      По  этой нагрузке выбираем шины 260 X 20. имеющие радиус в свободном состоянии r₀ = 1038/2 = 519 мм = 0,519 м . Взяв λ =0,93, рассчитываем радиус колеса

      

      2. Определение внешней скоростной характеристики по методу Зимелева.

      Рассчитываем мощность двигателя, необходимую для движения автомобиля с максимальной скоростью по формуле:

      

      Полученное  значение мощности откладываем на графике  при V_max = 90 км/ч.

      Задавшись коэффициентом оборотности η_n = 40 (табл.8 МУ), установим связь между скоростью автомобиля на прямой передаче и частотой вращения коленчатого вала двигателя и под шкалой скорости нанесём шкалу оборотов.

      Считая, что двигатель работает с ограничителем максимальных оборотов, задаёмся отношением n_Vmax/n_N =1,15 и определяем частоту n_N вращения коленчатого вала двигателя на режиме максимальной мощности:

      

      Находим максимальную мощность двигателя:

      

      Для карбюраторного двигателя С₁ = 1; С₂ = 1

      Далее, по формуле 

      

      рассчитываем  всю внешнюю скоростную характеристику двигателя, задавшись различными величинами частоты вращения n_е коленчатого вала от и n_min = 800 об/мин до n_max = 3200 об мин. Результаты расчета заносим в табл. 1.

      Крутящие  моменты двигателя определяем из выражения 

      

, Нм

Результаты расчетов заносим в табл. 1.

      Мощность сопротивлений рассчитываем по формуле:

      

Результаты расчетов заносим в табл. 1.

      Графически  внешнюю скоростную характеристику изображаем на листе графической  части курсового проекта.

      Из  графика видно, что характеристика двигателя выбрана удачно, так как кривые мощностей N_e и N_ψ0 пересекаются, и автомобиль, двигаясь на прямой передаче, сможет преодолеть заданный подъём α₀ при скорости V_a = 54 км/ч

      Таблица 1

      3. Определение передаточных чисел трансмисии

      Передаточное число главной передачи для грузового автомобиля с карбюраторным двигателем рассчитываем по формуле:

      

      Подбор  передаточных чисел коробки передач.

      Вначале рассчитываем передаточное число первой передачи:

      

      Принимаем i₁ = 6.

      Принятое  передаточное число i₁ проверяем на отсутствие буксования ведущих колёс по формуле:

      

      Условие выполняется, т.к. 6 < 9,36.

      Принимаем число передач в коробке равным пяти, причём четвёртая передача прямая, а пятая ускоряющая. Тогда передаточные числа второй и третьей передачи вычисляются соответственно по формулам:

      

      

      Чтобы выполнялось условие  , уменьшим передаточные числа i₂ и i₁ соответственно до 3 и 1,65. Тогда получим

      

      Передаточное  число пятой передачи берём равным 0,75. Таким образом, имеем следующие  передаточные числа коробки:

      i₁=6; i₂=3; i₃=1,65; i₄=1; i₅=0,75;

      4. Определение основных показателей динамичности автомобиля

      Все показатели динамичности выражаем в  зависимости от скорости автомобиля по формуле:

      

      Скорость  автомобиля на первой передаче

      

      -  на второй

      

      -  на третьей

      

      -  на четвёртой

      

      - на пятой

      

      Тяговое усилие на ведущих колёсах вычисляем  по формуле:

      

      Тогда:

      - на первой передаче

      

      - на второй

      

      - на третьей

      

      - на четвёртой

      

      - на пятой передаче

      

      Динамический  фактор рассчитываем по формуле:

      

      Коэффициент учета вращающихся масс

      

      Тогда получим на различных передачах

      

2,48; 1,4; 1,15; 1,08; 1,06

      Ускорение автомобиля по формуле:

      

      Коэффициент сопротивления качению принимаем равным 0,02.

      Подставляя  значения δ формулу, получим:

      - на первой передаче

      

      - на второй

      

      - на третьей

      

      - на четвёртой

      

      - на пятой

      

      Результаты  вычислений D и j для 1–5 передач сведем в табл. 2 - 6. Графики данных зависимостей приведем на листе графической части.

      Таблица 2

 

      Таблица 3

 

      Таблица 4

 
 
 
 
 
 
 

      Таблица 5

 

      Таблица 6

      5. Расчет времени и пути разгона.

      Расчет  времени и пути разгона производим случая разгона автомобиля с места  с переключением передач, начиная  с первой передачи и кончая прямой.

      Наиболее  интенсивный разгон (наибольшие ускорения) имеет место в случае переключения с низших передач на высшие при  скоростях, соответствующих точкам пересечения кривых ускорений переключаемых передач. Для нашего примера точка пересечения кривых ускорений первой и второй передач (рис.5) соответствует скорости 12,5 км/ч, кривые же ускорений второй и третьей, третьей и четвёртой передач не пересекаются. Поэтому считаем, что переключения со второй на третью и с третьей на четвёртую осуществляются при скоростях, соответствующих максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя, т.е. соответственно при V_a = 30,24 и V_a = 54,72 км/ч. Из графика ускорений следует, что разгоняться на пятой ускоряющей передаче нецелесообразно, так как ускорения на этой передаче ниже, чем на четвёртой (прямой). Из табл. 6 видно, что на ускоряющей передаче двигаться со скоростями выше 79,94 км/ч (93,24; 106,56 и т.д.) невозможно, так как динамический фактор D при этих скоростях меньше коэффициента сопротивления качению (0,019 < 0.02). Ускоряющую передачу включают при движении автомобиля по хорошей дороге с большими скоростями или без груза. При этом частота вращения коленчатого вала двигателя снижается и расход топлива, как правило, меньше, чем при движении на четвёртой передаче.

      Время разгона вычисляем по формуле

      

      где ∑∆t - суммарная площадь под кривыми величин, обратных ускорениям, мм²;

      a_v - масштаб скорости; a_v = 0,5 (км/ч)/мм

      b_j - масштаб величин, обратных ускорениям; b_j = 0,1 (с²/м)/мм

      m_к - номер включенной передачи;

      t_n - время, затрачиваемое на переключение передач.

      Время t_n принимаем равным t_n = 1 с.

      Время разгона без учета t_n

      

      Площади ∑∆t, масштабы a_v и b_j берём из графика величин, обратных ускорений, который строится по данным табл.7, результаты вычислений времени разгона сведены в табл.8 и представлены на графике в графической части. Время t’ (табл.8) - это результат вычислений без учета t_п, а время t = t’ + (m_k -1)t_n. Таким образом, к времени t’ добавлялись: на второй передаче t_n = 1 с, на третьей 2t_n = 2 с и на четвёртой 3t_n = =3с.

      Время разгона подсчитано только до скорости 80 км/ч. Для грузового автомобиля, у которого при V_max расчетное ускорение j≠0, можно было бы подсчитать время разгона и до максимальной скорости (V_max = 90 км/ч). Однако в этом случае график величин, обратных ускорениям, имел бы слишком большой размер по оси ординат.

      Таблица 7

 

    Таблица 8