Зміст
Вихідні дані
Коротка технічна характеристика АТС. Прийняті значення коефіцієнтів
Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна. Оцінка пристосовності ДВС
Розрахунок ККД і передавальних чисел трансмісії. Кінематична схема трансмісії автомобіля. Розрахунок ККД і передавальних чисел
Розрахунок показників тягової характеристики АТС
Розрахунок і побудова динамічного паспорта
Розрахунок і побудова потужностний характеристики. Усталений рух АТС. Аналіз енерговитрат для загального випадку руху
Література
Додаток 1
Додаток 2
Додаток 3
Додаток 4
1. Вихідні дані для розрахунків
Таблиця 1.1
Коротка технічна характеристика АТС.
Показники | Од. вимір. | Ум. позн. | Числ. значення | Примі-чание |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Колісна схема Особливості приводу Число місць (місткість) Вантажопідйомність Споряджена маса: У т.ч. на передню вісь: на задню вісь: Повна маса: У т.ч. на передню вісь: На задню вісь: Габаритні розміри: -Довжина -Ширина -Висота Поздовжня база Ширина колії Максимальна швидкість Час розгону до 100 км / год Максимально здолати підйом Гальмівний шлях з _____ км / год Контрольна витрата палива: - При 90 км / год - При ________ км / год -При міському циклі Марка двигуна Тип двигуна, особливості конструкції та розташування. Номінальна (максимальна) потужність двигуна при частоті обертання колінчатого вала | - - чол. кг. кг кг кг кг кг кг мм мм мм мм мм км / год з % м л/100км л/100км л/100км л/100км кВт об / хв | m р m o m o1 m o2 m m 1 m 2 L a B a H a L B 1 / B 2 V м t р i м S T Q N H n H | 4х2 передній 5 210 1090 590 500 1300 690 610 4795 1816 1420 2685 1476 163 15,7 6 00-610 Карбюра-битий, четирехці-ліндровимі 55 4600 | |
Питома витрата палива при номінальній потужності Максимальний крутний момент при частоті обертання колінчастого вала Тип трансмісії |
Передаточне числа: -Головної передачі -Коробки передач -Роздавальної коробки -Колісного редуктора -Додаткових пристроїв Розмірність пневматичних шин Радіус кочення коліс | г / кВт * год Н * м Об / хв м | g e (N H) M e max n M U 0 U кп 1 U кп 2 U кп 3 U кп 4 U кп 5 U рк 1 U рк2 U кр U доп r до | 280 138 2500 4,111 3,455 1,789 1,065 0,703 - 175/65 R1 5 0, 2 35 5 | радіальні |
Додаткові дані по АТС, враховані при розрахунках: |
Таблиця 1.2
Прийняті значення коефіцієнтів.
Найменування | Умовне позначення | Чисельні значення | Примітка * |
Коефіцієнт неодружених втрат у трансмісії Коефіцієнт експлуатаційної завантаження ККД циліндричної пари зубчастих коліс ККД конічної пари зубчастих коліс ККД карданного шарніра Коефіцієнт опору коченню (табличний) Коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою Коефіцієнт обтічності або Коефіцієнт аеродинамічного опору | До хол
| 0, 0 4 1 0, 98 0,97 - 0,0 3 0,4 0,31 0,30 | Н. З 2 / м 4 |
* У примітці вказати, звідки взята прийнята величина коефіцієнта (посилання на літературу).
2. Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна. Оцінка пристосовності ДВС
Ефективні показники поршневих двигунів внутрішнього згоряння розрахунковим шляхом можна визначити з використанням наведених нижче аналітичних залежностей. Ці розрахунки, виконані в пропозиції повної подачі палива, дають показники, які є граничними для розраховується двигуна, тобто вони характеризують, що максимально можна "вичавити" з цього джерела енергії. Графік, побудований за цими даними в залежності від частоти обертання колінчастого вала, називається зовнішньої швидкісної характеристикою ДВС.
Розрахункові формули:
-Ефективна потужність двигуна для даного режиму роботи, кВт;
, КВт,
де
- Для карбюраторного 4-х циліндрового двигуна;
, КВт (2.1)
-Ефективний крутний момент на колінчастому валу, H * м;
, Нм (2.2)
-Ефективний питома витрата палива, г / кВт * год;
, (2.3)
де
- Для карбюраторних двигунів
-Годинна витрата палива, кг / ч.
Q ч = g е N е 10 -3 (2.4)
У формулах (2.1) - (2.3):
N H = N e max - номінальна (максимальна) потужність двигуна;
λ д = ω д / ω H - коефіцієнт, що характеризує швидкісний режим роботи ДВС:
ω д - поточна (цікавить) частота обертання колінчастого вала, с -1;
λ д = λ H = 1 - номінальний режим роботи двигуна (з максимальною потужністю);
λ д <1 - робота двигуна з навантаженням вище номіналу (з перевантаженням);
λ д> 1 - робота двигуна з недовантаженням;
a, b, c - коефіцієнти, обрані з урахуванням типу двигуна при розрахунку N e (Див. додаток 2);
a T, b T, c T - Те ж для розрахунку g e. (Див. Додаток 2).
Для табл.2 відсутні параметри визначають і приймають:
- Поточне значення частоти, де
- Коефіцієнт, що характеризує ступінь використання обертів двигуна;
- Номінальне значення частоти, ;
;
l мах = 1.20 ... 1.25 - для ЛА з карбюраторним двигуном;
l мах = 1.10 ... 1.15 - для ГА з карбюраторним двигуном;
l мах = 1.07 ... 1.08 - для АТС з дизельним двигуном.
* Тут і далі по всіх формулами слід навести хоча б один варіант розрахунку в цифрах.
Коефіцієнти пристосовності ДВС.
Щоб оцінити, які перевантаження здатний подолати двигун, необхідно визначити коефіцієнти пристосовності, які розраховуються за формулами:
K м = М емах / М н = 142,72 / 114,18 = 1,25 (2.5)
- Коефіцієнт пристосовності за навантаженням;
K w = w н / w м = 481,71 / 240,86 = 1,99 (2.6)
- Коефіцієнт пристосовності за частотою обертання,
де М емах-максимальний обертовий момент двигуна (з табл. 2);
w м - частота обертання колінчастого вала при М емах.
Дані розрахунку див. табл. 2
Графічна залежність - рис.1.
Таблиця 2.
Розрахунок вихідних даних ДВС.
№ n / n | λ д | ω д, З | N e *, кВт | Ме, Н * м | g e, г / (кВт * год) | Q ч, кг / год | Примітка |
1 | 0,3 | 144,51 | 19,965 | 138,15 | 272,16 | 5,43 | N н = 55кВт n н = 4600 об / хв g е (N н) = 280 г / кВт * год або g е min = 248,64 K M = 1,25 K ω = 1,99 |
2 | 0,4 | 192,68 | 27,280 | 141,58 | 259,84 | 7,09 |
3 | 0,5 | 240,86 | 34,375 | 142,72 | 252,00 | 8,66 | |
4 | 0,6 | 289,03 | 40,920 | 141,58 | 248,64 | 10,17 | |
5 | 0,7 | 337,20 | 46,585 | 138,15 | 249,76 | 11,64 | |
6 | 0,8 | 385,37 | 51,040 | 132,44 | 255,36 | 13,03 | |
7 | 0,9 | 433,54 | 53,955 | 124,45 | 265,44 | 14,32 | |
8 | 1,0 | 481,71 | 55,000 | 114,176 | 280,00 | 15,40 | |
9 | 1,1 | 529,88 | 53,845 | 101,617 | 299,04 | 16,10 | |
10 | 1,2 | 578,05 | 50,160 | 86,774 | 322,56 | 16,18 | |
l мах |
|
|
|
|
* Для дизелів N е розраховують за формулою 2.1 до l д = 1
Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
Рис. 1.
3. Розрахунок ККД і передавальних чисел трансмісії
3.1 Кінематична схема трансмісії автомобіля
Рис. 2.
3.2 Розрахунок ККД і передавальних чисел
Розрахункові формули (див. 3.1 і 3.2):
Коефіцієнт корисної дії (ККД) механічної ступеневої трансмісії АТС можна визначити за формулою:
(3.1)
де, крім позначених у табл. 1.2:
ККД циліндричної пари
ККД конічної пари
- Число працюючих (передавальних крутний момент) пар шестерень з циліндричними зубчастими колесами при включенні даної передачі;
-Кількість конічних пар шестерень;
-Кількість карданних шарнірів.
Визначаючи кількість елементів трансмісії, необхідно враховувати ступінь їх навантаження. Якщо елемент має 100% навантаження, то = 1.
Якщо потік потужності розгалужується, то на ділянках з 50% навантаженням два елементи вважають за один ( = 0.5), тощо
Передаточне число трансмісії знаходять за формулою:
= = (3.2)
де - Частота обертання ведучих коліс;
передавальне число коробки передач;
передавальне число головної передачі
-Передавальне число додаткових пристроїв, що дозволяють змінити загальне передавальне число трансмісії, наприклад - роздавальна коробка, колісний редуктор і ін
U ТР1 = 3,455 · 4,111 = 14,204
U ТР2 = 1,789 · 4,111 = 7,355
U ТР3 = 1,065 · 4,111 = 4,378
U ТР4 = 0,703 · 4,111 = 2,890
Розрахункові дані за пунктом 3 представлені в табл.3.
Таблиця 3
Розрахунок ККД і передавальних чисел.
Передачі
h ц
до ц
h до
до до
h тр
U тр
Прим.
1
2
3
4
0,98
0,98
0,98
0,98
1
1
1
1
0,97
0,97
0,97
0,97
1
1
1
1
0,913
0,913
0,913
0,913
14,214
7,355
4,378
2,890
До хол = 0,04
= 1
U доп = 0
4. Розрахунок і побудова тягової характеристики АТС (для сталого руху по горизонтальній місцевості)
Лінійна швидкість руху автомобіля, м / с:
м / с (4.1)
де - Швидкість руху АТС, км / ч.
Тягова сила на ведучих колесах (дотична сила тяги), Н:
(4.2)
Сила опору повітря, Н:
, (4.3)
де -Коефіцієнт обтічності; - Щільність повітря, кг / м 3;
площа лобовій поверхні, :
= - Для легкових автомобілів; (4.4)
де -Ширина колії.
P w = 0,5 · 0,31 · 1,29 · 0,78 · 1,816 · 1,42 · 2,396 2 = 2,309 H
Сила опору коченню коліс, Н:
,
де для радіальних шин (4.6)
f 0 = f т
f т = 0,03
f v = 0,03 · (1 + (0,0216 · 2,396) 2) = 0,03008
P f = 0,03008 · 1300.9, 81 = 383,61 Н
Сила тяги по зчепленню (сила зчеплення провідних коліс з дорогою) в поздовжньому напрямку, Н:
(4.8)
P k φ = 0,4 · 690.9, 81 = 2707,56 Н
де коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою;
сила, що притискає провідні колеса до дороги (G c ц = R z ведуча), Н;
m i - маса, що доводиться на провідну вісь, кг;
m i = m 1 - для передньопривідних АТС;
P kφ (o) = φ x × m o 1 × g - зчіпна сила провідних коліс порожнього автомобіля.
P kφ (o) = 0,4 × 590 × 9,81 = 2315,16 Н
Дані розрахунків див. табл. 4, графік - рис. 3.
Розрахунок показників тягової характеристики.
Таблиця 4.
Пере-дача | λ д | v, м / с | P k, H | P w, H | P f *, H | P w + P f *, H |