Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5323

1. Введение

2. Исходные данные

3. Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

4. Заключение

5. Приложение 1 (Результаты расчетов)

6. Приложение 2 (Диаграмма динамической характеристики)

1.

ВВЕДЕНИЕ

Тягово-скоростные свойства автомобильной техники напрямую влияют на качество эксплуатации и общие эксплуатационные показатели. От этих показателей зависит, как эффективно мы сможем использовать тот или иной подвижной состав в определенных условиях. Для перевозки различных грузов в различных условиях всегда необходимо учитывать тягово-скоростные свойства автомобиля, его проходимость и т. д. Кроме того, данные показатели имеют влияние на безопасность использования автомобиля.

Данная работа направлена на приобретение навыков по расчету тягово-скоростных свойств грузовых автомобилей на примере автомобиля Урал-5323.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

3. МЕТОДИКА Расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Выбор и анализ необходимых исходных данных Полная масса автомобиля, Gа, кг;

Масса прицепа с грузом, Gпр, кг;

Габаритные размеры: ширина, В, м;

высота, Н, м;

Максимальная мощность, Ne, кВт;

Максимальный крутящий момент, Мм, н· м;

Шины, размер.

Передаточные числа коробки передач:

первая передача, iк1; вторая передача, iк2; третья передача, iк3

четвертая передача, iк4.

Передаточные числа раздаточной коробки:

первая передача, iр1; вторая передача, iр2

Передаточное число главной передачи, iо;

Передаточное число бортовой передачи (колесного редуктора), iбп Внешняя скоростная характеристика двигателя Принимаем для расчета внешней характеристики (М = ѓ(п)) четыре точки при частотах вращения, мин-1 (рисунок 1):

минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала, n1;

частота вращения при Мм (Mmax), nм;

частота вращения, n2;

частота вращения при МN (Nе), nN;

n1 nм n2 nN n, 1/мин Рисунок 1. Внешняя характеристика двигателя При отсутствии в литературе исходных данных расчет внешней скоростной характеристики двигателя может производится по эмпирической зависимости

Nеi = Nmax[a + b — c ], (кВт) где Nеi — мощность двигателя в определяемых точках;

Nmax — номинальная мощность двигателя;

ni — частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

nN — частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности двигателя;

a, b, c — эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя, a=b=c=1 для бензинового двигателя, a=0,75, b=1,5, c=1,25 для дизеля.

Соответствующее значение крутящего момента коленчатого вала двигателя определяют по формуле М= 9550*Ne/n, (н· м) где Nезначение мощности двигателя, кВт;

n — частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1.

Определить значения крутящего момента: М1, Мм, М2, МN при частотах вращения коленчатого вала двигателя: n1, nм, n2, nN

Определить радиус качения колеса rк. С точностью достаточной для выполнения расчета динамической характеристики автомобиля фактический радиус качения колеса rк определяется по эмпирической зависимости

rк = dк /2 + bк (1- hк), (м) где dк — диаметр обода колеса; bк — высота профиля шины; hк ;

коэффициент радиальной деформации шины; для торроидных и широкопрофильных шин hк = 0,1−0,16, для арочных шин hк = 0,2−0,3.

Можно принять rк = 0,95 · rо где rо — свободный радиус.

Пример: Шина 14×00.20. rо= (bк+ dк /2) = (14 + 20/2)· 25,4 = 609,6 мм

rк = 0,95 · rо = 0,95 · 609,6 = 579,12 мм = 0,58 м Данные по частотам вращения коленчатого вала и величинам момента внести в таблицу 2.

3.2 Уравнение движения автомобиля, динамический фактор Уравнение движения автомобиля РцРкР+Рw+Рj, (1)

где Рц — сила тяги по сцеплению;

Рк — сила тяги на колесах;

Р — сила сопротивления движению;

Рw — сила сопротивления воздуха;

Рj — сила инерции автомобиля.

Динамический фактор:

Для одиночного автомобиля — (2)

для автопоезда — (3)

где , — масса тягача, прицепа

3.3 Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах Расчет производится по формуле

Н (4)

где Мjкрутящий момент двигателя, кгс м (М1, ММ, М2, МN,);

iki — передаточное число коробки передач (КП) на i-той передаче;

iP2 — передаточное число раздаточной коробки (РК) на

2-ой передаче;

io — передаточное число главной передачи;

rk — радиус качения колеса, м;

зm — КПД трансмиссии;

(i, j) — порядковые номера передач в КП и крутящего момента Для полноприводного автомобиля можно принять зm = 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Рk (i, j) = КP2 · Mj · iki, (4а) где КP2 =

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и второй передаче в РК при устойчивой минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Рк (1,1) = КP2 · M1· ik1.

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4а) и вносится в таблицу 3.

Определить величину силы тяги на ведущих колесах при различных передачах в КП, частоте вращения коленчатого вала двигателя и первой передаче в РК по формуле

, H (4б) где iP1 — передаточное число раздаточной коробки (РК) на 1-ой передаче;

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и первой передаче в РК при минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Рк (1, 1) = КP1 · M1· ik1 ,

где КP1 =

Данные расчета на остальных передачах КП (1-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4б) и вносится в таблицу 3.

3.4 Расчет скоростей движения автомобиля на передачах Скорости движения автомобиля на i-х передачах в КП и второй передаче в РК (Vi) определяются по формуле

км/ч (5)

где nд — частота вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

При n1 на первой передаче в КП получим Все данные расчета заносятся в табл. 4.

Подобным образом рассчитаем скорости на первой передаче в КП и первой передаче в РК при различных частотах вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

(5а) При n1 получим V1 = К2 пq 1, км/ч Остальные данные заносятся в табл. 4.

3.5 Расчет силы сопротивления воздуха Так как сопротивление воздуха проявляется при скоростях более 30 км/ч, то расчет выполним для 2-х высших передач в КП и второй передачи в РК.

(6)

где Vi — скорость движения, км/ч;

Kw — коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления) ;

Вширина автомобиля, м;

Нвысота автомобиля, м, Можно принять для грузового автомобиля

3.6 Определение значений динамического фактора На низших передачах Рw = 0.

На первой передаче в КП и второй — в РК при частоте вращения коленчатого вала n1 получим

(7)

Расчеты для остальных передач и частот вращения коленчатого вала, заносим в табл. 6.

При включенной первой передаче в РК и первой передаче в КП получим

(7а) автомобиль двигатель тяговый скоростной Результаты расчетов вносим в табл. 6.

3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены технические характеристики автомобиля Урал-5323. На их основе был произведен расчет тягово-скоростных свойств. Полученные данные сведены к табличному виду в приложении к работе. Так же был построена диаграмма зависимости динамического фактора от скорости автомобиля. Используя эту диаграмму и зная условия дорожного покрытия (коэффициент сопротивления качению) можно найти скорость движения в данных условиях на определенной передаче.

Приложение 1