Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5423

/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

'Эксплуатационные свойства автомобилей'

На тему:

'Построение динамической характеристики автомобиля Урал-5423'

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.

1. Исходные данные

2. Методика расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

2.1 Выбор и анализ необходимых исходных данных

Полная масса автомобиля, G_а, кг;

Масса прицепа с грузом, G_пр, кг;

Габаритные размеры: ширина, В, м;

высота, Н, м;

Максимальная мощность, Ne, кВт;

Максимальный крутящий момент, М_м, н·м;

Шины, размер.

Передаточные числа коробки передач:

первая передача, i_к1; вторая передача, i_к2; третья передача, i_к3

четвертая передача, i_к4.

Передаточные числа раздаточной коробки:

первая передача, i_р1; вторая передача, i_р2

Передаточное число главной передачи, i_о;

Передаточное число бортовой передачи (колесного редуктора), i_бп

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(M_max), n_м;

частота вращения, n₂;

частота вращения при М_N(N_е), n_N;

n₁ n_м n₂n_Nn_, 1/мин

Рисунок 1. Внешняя характеристика двигателя

При отсутствии в литературе исходных данных расчет внешней скоростной характеристики двигателя может производится по эмпирической зависимости

N_еi = N_max[a+ b- c], (кВт)

где N_еi - мощность двигателя в определяемых точках;

N_max - номинальная мощность двигателя;

n_i-частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

n_N - 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 Nе-значение мощности двигателя, кВт;

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

Определить значения крутящего момента: М_1, М_м, М₂, М_N при частотах вращения коленчатого вала двигателя: n₁, n_м, n₂, n_N

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

r_к = d_к /2 + b_к (1 - h_к), (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

r_к = 0,95 · r_о

где r_о - свободный радиус.

Пример: Шина 14 х 00.20. r_о= (b_к+ d_к /2) = (14 + 20/2)·25,4 = 609,6 мм

r_к = 0,95 · r_о = 0,95 · 609,6 = 579,12 мм = 0,58 м

Данные по частотам вращения коленчатого вала и величинам момента внести в таблицу 2.

2.2 Уравнение движения автомобиля, динамический фактор

Уравнение движения автомобиля

РцР_кР+Р_w+Р_j, (1)

где Рц - сила тяги по сцеплению;

Р_к - сила тяги на колесах;

Р - сила сопротивления движению;

Р_w - сила сопротивления воздуха;

Р_j - сила инерции автомобиля.

Динамический фактор:

Для одиночного автомобиля - (2)

где , - масса тягача, прицепа

2.3 Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет производится по формуле

где М_j - крутящий момент двигателя, кгс м (М₁, М_М, М₂, М_N,);

i_{ki -} передаточное число коробки передач (КП) наi-той передаче;

i_P2 - передаточное число раздаточной коробки (РК) на

2-й передаче;

i_o - передаточное число главной передачи;

r_k - радиус качения колеса, м;

з_m - КПД трансмиссии;

(i, j) - порядковые номера передач в КП и крутящего момента

Для полноприводного автомобиля можно принять з_m= 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Р_k(i,j) = К_P2 · M_j· i_ki, (4а)

где К_P2 =

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:

Р_{к (1,1)} = К_P2 · M₁· i_k1.

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (n_м, n₂, n_N) 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 i_P1 - 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:

Р_{к (1, 1)} = К_P1 · M₁· i_k1,

где К_P1 =

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

2.4 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 n_д - частота вращения коленчатого вала (n₁, n_м, n_2, n_N)

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, n_м, n_2, n_N)

(5а)

При n₁ получим V₁ = К₂п_q1, км/ч

Остальные данные заносятся в табл. 4.

2.5 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 V_i - скорость движения, км/ч;

K_w - коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления);

В-ширина автомобиля, м;

Н - высота автомобиля, м,

Можно принять для грузового автомобиля

2.6 Определение значений динамического фактора

На низших передачах Р_w= 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)

Заключение

автомобиль урал скорость передача

В данной работе были рассмотрены технические характеристики автомобиля Урал -5423 (8х8). 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.