Внешняя характеристика представлена на рисунке 4.
6. Выбор передаточных чисел трансмиссии
Передаточное отношение главной передачи iгл определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости Vmax :
, (15)
где nmax – максимальная частота вращения коленчатого вала, об/с (nmax = 60 об/с); rк – радиус колеса, м (rк = 0,476 м);Vmax – максимальная скорость, м/с (Vmax = 23,6 м/с); iкв – передаточное число КПП на высшей передаче (iкв = 1); iр – передаточное число раздаточной коробки (iдв = 1);
.
Передаточное число первой передачи в КПП определяют из условия обеспечения движения при заданном максимальном дорожном сопротивлении.
, (16)
где ψmax - максимальный коэффициент дорожного сопротивления (ψmax = 0,23); Tmax - максимальный момент двигателя, Н•м (Tmax = 410 Н•м), ηтр – КПД трансмиссии (ηтр = 0,9).
Полученное по формуле (16) значение iк1 необходимо проверить по условию отсутствия буксования:
, (17)
где Gсц – вес, приходящийся на ведущие колеса, Н; φ – коэффициент сцепления (φ = 0,7).
, (18)
Условие отсутствия буксования (17) выполняется.
Передаточное число любой передачи КПП можно определить по формуле:
, (19)
где n – число передач, исключая заднюю (n = 5), k – номер передачи.
Передаточное число второй передачи КПП:
Передаточное число третьей передачи КПП:
Передаточное число четвертой передачи КПП:
Пятая передача – прямая, передаточное число iк5 = 1.
Передаточное число задней передачи КПП:
, (20)
Максимальная скорость автомобиля при соответствующей передаче:
, (21)
;
7. Определение рабочего объема двигателя
Рабочий объем двигателя Vh определяется из условия обеспечения требуемой мощности:
, (22)
где z – тактность двигателя (z = 4); Pmax – максимальная мощность двигателя, Вт (Pmax = 108,1 кВт); pep – среднее эффективное давление при максимальной мощности, Па (pep = 0,6 МПа); np – частота вращения коленвала при максимальной мощности, об/с (np = 50 об/с).
Диаметр цилиндра:
, (23)
где i – число цилиндров (i = 8).
8. Геометрические характеристики проходимости автомобиля
К геометрическим характеристикам проходимости машины относятся:
-дорожный просвет δ, мм;
-углы въезда αП и съезда βП, град;
-радиусы продольной Rпр и поперечной проходимости Rпоп , м.
Дорожный просвет δ характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных на дороге препятствий. По [1] принят минимальный дорожный просвет δ = 245 мм.
Т.к. данный автомобиль повышенной проходимости, дорожный просвет увеличиваем на 25...30%:
Углы въезда αП и съезда βП характеризуют проходимость автомобиля по неровностям в момент въезда на препятствие и съезда с него. По [1] приняты αП = βП = 40˚ для автомобиля повышенной проходимости.
Радиусы продольной Rпр и поперечной проходимости Rпоп определяют очертания препятствия, преодолеть которые автомобиль может, не задевая его. В соответствии с рисунком 5 и рисунком 6, выполненными в масштабе 1:50, приняты Rпр = 2200 мм, Rпоп = 1100 мм.
Рисунок 5 – Определение продольной проходимости
Рисунок 6 – Определение поперечной проходимости
9. Построение динамической характеристики автомобиля
Удельная свободная сила тяги, расходуемая на преодоление дорожных сопротивлений и разгон автомобиля, называются динамическими факторами. Он определяется на каждой передаче при работе с полной нагрузкой и выдвинутой рейкой топливного насоса.
Для каждой из передач, задаваясь последовательно значениями частоты вращения, определены соответствующие им значение скорости, м/с:
, (24)
где nei – текущая частота вращения коленвала, об/с; iтрi = передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче;
, (25)
На первой передаче: iтр1 = 4 • 1 • 7,6 = 30,4;
На второй передаче: iтр2 = 2,83 • 1 • 7,6 = 21,5;
На третьей передаче: iтр3 = 2• 1 • 7,6 = 15,2;
На четвертой передаче: iтр4 = 1,41• 1 • 7,6 = 10,7;
На пятой передаче: iтр5 = 1• 1 • 7,6 = 7,6.
Сопротивления от ветровой нагрузки FВ , Н:
, (26)
где kB – аэродинамический коэффициент обтекаемости, Н•с2/м4 (kB = 0,6 Н•с2/м4), A - лобовая площадь автомобиля, м2 (A = 5,41 м2).
Динамический фактор:
, (27)
где ηтр – КПД трансмиссии (ηтр = 0,9);
Ga – вес автомобиля, Н (Ga = 83280 Н).
Значения, необходимые для построения динамической характеристики рассчитываются по формулам 24 - 27. Результаты приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Расчет динамической характеристики
n, об/с
V, м/с
Т, Н•м
FВ, Н
D
iтр1 = 30,4
nmin
10
0,98
287
3,1
0,198
nТ
30
2,95
331
28,3
0,228
nP
50
4,92
279
77,7
0,192
nmax
60
5,9
242
113
0,166
iтр2 = 21,5
1,39
6,28
0,140
4,17
56,5
0,161
6,95
157
0,134
8,34
226,1
0,115
iтр3 = 15,2
1,97
12,6
0,099
0,113
9,84
315
0,093
11,8
453
0,078
iтр4 = 10,7
2,79
25,3
0,069
8,38
228
0,080
14
637
0,060
16,8
917,3
0,050
iтр5 = 7,6
3,93
50,2
0,049
452,5
0,052
19,7
1261
0,033
23,5
1795
0,021
Так как для порожнего автомобиля D0 = Ga • D / G0 , то масштаб ординаты нужно уменьшить в Ga / G0 = 2,58 раз.
Динамический фактор ограничивается по сцепления:
, (28)
где Fφ – сила тяги по сцеплению, Н.
Так как при движении в условиях, когда может наступить буксование скорость машины невелика, то сопротивлением ветрового напора можно пренебречь (FВ = 0), то формула (28) принимает вид:
, (29)
где φ – коэффициент сцепления (φ = 0,7).
Вывод: для заданных дорожных условий, буксования не наступит при движении на любой передаче.
Динамическая характеристика приведена на рисунке 7.
Рисунок 6 – Динамическая характеристика автомобиля
10. Построение графика ускорения автомобиля
Важнейшим динамическим свойством автомобиля является способность к быстрому разгону.
Из уравнения тягового баланса ускорение определяется:
, (30)
где β – коэффициент учета вращающихся масс; ψ – суммарный коэффициент дорожных сопротивлений (ψ = 0,025 [2]); D - динамический фактор.
, (31)
где a – коэффициент дорожных сопротивлений (a = 0,06)
Значения, необходимые для построения графика ускорений рассчитываются по формулам 30 - 31. Результаты приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Данные для построения графика ускорений
β
j, м/с2
iк1 = 4
1,96
0,87
1,02
0,84
0,7
iк2 = 2,83
1,48
0,76
0,9
0,72
0,6
iк3 = 2
1,24
0,59
0,70
0,54
0,42
iк4 = 1,41
1,12
0,39
0,48
0,31
0,22
iк5 = 1
1,06
0,25
0,07
-0,04
График ускорений автомобиля приведен на рисунке 8.
Рисунок 8 – График ускорений автомобиля
11. Построение графика тормозного пути автомобиля
Динамические и тормозные свойства автомобиля взаимосвязаны. Чем выше средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства, т. е. его хорошая динамика.
Построение графика минимального пути торможения автомобиля идет с максимальной скорости 0,9•Vmax до полной остановки V = 0.
Тормозной путь, м:
, (32)
где β – коэффициент учета вращающихся масс (β = 1 [2]);
φ – коэффициент сцепления (φ = 0,7).
Согласно рекомендации Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭКООН) тормозной путь не должен превышать:
. (33)
Значения, необходимые для построения графика тормозного пути рассчитываются по формулам 32 - 33. Результаты приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Данные для построения графика тормозного пути
Параметр
Значение
V, км/ч
20
40
70
75
2,8
5,6
8,3
11,1
13,9
16,7
19,4
20,8
SТmin , м
2,3
5
9
20,3
27,4
31
ST , м
2,7
7,2
13,2
21,2
31,1
42,6
55,5
Вывод: тормозной путь получившийся в результате расчетов меньше максимально допустимого ЕЭКООН.
График тормозного пути автомобиля приведен на рисунке 9.
Рисунок 8 – График тормозного пути автомобиля
Список литературы
1. Краткий автомобильный справочник, НИИАТ, М.,1982. 223с.
2. Краткие методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Автотракторный транспорт и двигатели внутреннего сгорания»/ Ю.Н. Сырямин. Новосибирск, 1995. 28с.
3. Гуревич А.М. Тракторы и автомобили. М., 1983. 336 с.
4. СТО СГУПС 01.01-2007. Курсовой проект и дипломный проект. Требования к оформлению. Новосибирск, 2007. 60 с.
Страницы: 1, 2