Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчет тягово-скоростных показателей АТС

Введение

Специалист по сервису в сфере автотранспортных средств (АТС), зная их тягово-скоростные, тормозные и топливно-экономические характеристики, может на основе контрольных заездов с разгонами и торможениями или испытаний на тягово-экономическом стенде, установить наличие дефектов в силовой установке, трансмиссии и тормозной системе и организовать их своевременный ремонт.

В связи с этим при выполнении курсовой работе по дисциплине «Автотранспортные средства» проводится расчетно-графическое определение тягово-скоростных и тормозных характеристик заданной базовой модели АТС и модели, у которой по причине износа цилиндро-поршневой группы двигателя или по другим причинам снизилась тяговая мощность на 20%, а из-за отказа задних тормозов ухудшились тормозные свойства.

Студенту дается задание проанализировать влияние этих факторов на ухудшение тягово-скоростных и тормозных свойств заданных условных транспортных средств.

Требования к работе и ее содержание

Расчетно-пояснительная записка выполняется на стандартных листах

Графики и схемы выполняются также на листах миллиметровой бумаги формата А4.

Курсовая работа включает три раздела:

1)Тяговый расчет и построение динамической характеристики ТС,

2)Расчет и построение характеристики разгона ТС,

3)Построение тормозной характеристики ТС в заданных дорожно-грунтовых условиях.

Исходные данные

В курсовой работе рассчитываются не конкретные автомобили со штатными паспортными параметрами, а условные транспортные средства, параметры которых приведены в табл.

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 N е

Ne _max

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

В табл.1 приведены результаты экспериментального исследования характеристик карбюраторного двигателя, а в табл.2 –дизельного в относительных единицах частот и мощностей.

Таблица 1 Карбюраторные двигатели

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

Таблица 2 Дизельные двигатели

n/n_max	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
N_e/N_{e max}	0,19	0,36	0,56	0,73	0,82	0,91	0,95	0,98	1,0

Расчет тягово-скоростных показателей АТС

4.1. Расчет и построение внешних характеристик ДВС

Для построения внешней характеристики N_e(п) используются данные таблиц 1 и 2.

Для построения внешней характеристики М_е (п) используется зависимость:

N_e (ω) 2π п

М_е= ----------, где ω = -------- (1)

ω 30

Результаты расчета по формуле (1) сводятся в табл. 3

n/n _max n, об/мин ω, 1/с N_e / N_{e max} N_{e max,}кВт М_е, Нм

0,2 94,2 0,214 12,83 136,1

0,3 141,3 0,478 28,65 202,8

0,4 188,4 0,648 38,85 206,2

0,5 235,5 0,760 45,60 193,6

0,6 282,6 0,891 53,48 189,2

0,7 329,7 0,942 56,55 171,5

0,8 376,8 1,0 60,00 159,2

0,9 423,9 0,985 59,10 139,4

1,0 471,0 0,956 57,38 121,8

В табл. 3 в качестве примера приведены результаты расчета внешних характеристик карбюраторного двигателя с параметрами N_e _max = 60 кВт,

n _min = 900 об/мин и n _max = 4500 об/мин, в которой выделен рабочий диапазон частот от ώ _м = 188,4 1/с, соответствующей величине максимального момента М_е_max = 206,2 Нм, до ώ _N = 376,8 1/с, соответствующей величине максимальной мощности N _e _max = 60 кВт.

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

Рис. 1. Внешние характеристики заданного ДВС:

а – мощностная, б - моментная

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_твыбираем 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

N_{e max *}η_т = f*G_a*V + k_в*F_лоб* V³ (3)

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

Примем в качестве примера:

f = 0,02, G_a = m_a_*g = 1200*9,8 Н=11760 Н, η_т=0,85, k_в=0,18 Н*с²/м⁴, F _лоб= 2,2 м²

В результате получим следующее уравнение: 235 * V + 0,396 * V³ = 51000 (4)

Результаты расчетов сводятся в табл. 4

V, м/с N_д, Вт V³, м³/ с³ N_в,Вт N _д + N_в, Вт

Графическое решение уравнения (4) привело к результату V_max = 46,5 м/с.

Рис. 2. Графическое решение уравнения (4)

Расчет передаточных отношений трансмиссии

Расчет передаточного отношения 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.

В приводимом нами примере r _g = 0,35 м. Откуда

u _гп = 376,8 * 0,35/46,5 = 2,8

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

Выберем для примера Ψ_max = 0,3. Откуда

u₁ = 0,3*1200*9,8*0,35 / 206,2*2,8*0,85 = 2,52

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 / q²и т.д.

В нашем примере величина q = 1,36. Откуда при n=4 передаточные отношения промежуточных передач примут значения:

u₂ = 1,84, u ₃ = 1,36 и u ₄ = 1,0

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 _т_i = М _е_i* η _т * u _i** u _гп / r_gи V_i = ω_i *r_g * / u _i* u _гп (6)

где i – номер передачи.

Результаты расчета по формулам (6) сводятся в табл.

ω_i, 1//с М_е_i, Нм Р_{т 1}, Н V м / с Р_т2Н V м / с Р_т3Н V м / с Р_т4 Н V м / c

94,8 136,1 4,67 6,44 8,7 925,5 11,9

141,3 202,8 7,00 9,60 13,0 1379,0 17,7

188,4 206,2 9,34 12,80 17,3 1402,2 23,6

235,5 193,6 11,7 16,00 21,6 1316,5 29,4

282,6 189,2 14,0 19,20 26,0 1285,2 35,3

329,7 171,5 16,4 22,40 30,3 1166,2 41,2

376,8 159,2 18,7 25,60 34,6 1082,6 47,1

423,9 139,4 21,0 28,80 39,0 948,0 53,0

471,0 121,8 23,4 32,00 43,3 828,2 58,9

На рис. 3 в качестве примера построена тяговая характеристика АТС

Рис.3 Тяговая характеристика АТС

Воспользуйтесь поиском по сайту: