Тяговый расчёт автомобиля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?омобиля, приходящаяся на оси
;;;,
где q01, q02, qa1, qa2 - соответственно нагрузка на переднюю (1) и заднюю (2) оси снаряженного (0) и полностью груженого (а) автомобиля.
;;
;.
Найдем положение центра масс:
= L•qa1; L2 = L•qa2;= 2,47 • 0,47 = 1,16 м.= 2,47 • 0,53 = 1,31 м.
Согласно исходным данным максимальная осевая нагрузка приходится на заднюю ось груженого автомобиля (825 кг). Учитывая, что у прототипа нет спаренных колес, то максимальная масса приходится на каждое из задних колес при полной загрузке автомобиля
кг.
Вес, приходящийся на колесо
к = Mкa2 g.к =413 9,81 = 4052 Н.
Максимальная скорость проектируемого автомобиля (совпадает со скоростью прототипа) 170 км/ч. Назначаем индекс скорости - R (170 км/ч) [1, с. 11].
Назначаем индекс несущей способности шины - 77 (4120 Н).
Выбираем шины 185/60R14 R77.
Рассчитаем статический радиус качения шины:
= 0,5 d + Вш • ? ?см,
где d - посадочный диаметр шины, м; Вш - ширина профиля шины, м; ? - относительная высота профиля шины; ?см = 0,8…0,85 - смятие радиальной шины легкового автомобиля.
= 0,5 14 0,0254 + 0,185 0,60 0,825 = 0,269 м.
По справочным данным принимаем коэффициент сопротивления качению f0 = 0,015, коэффициент влияния скорости Af = 5,5 • 10-4 с2/м2 [1, с. 11].
По паспортным данным двигателя автомобиля-прототипа определяем его коэффициенты приспособляемости по скорости
К? = ?p /?T.
К? = 545 / 314 = 1,73
и по его крутящему моменту
КТ = Тmax / Tp.
Tp = Pmax/?p.
Tp = 59500/545 = 109 Н•м.
КТ = 120 / 109 = 1,101,
где ?p, ?T - скорость двигателя соответственно при максимальной мощности и максимальном крутящем моменте, с-1; Тmax, Tp - крутящий момент соответственно максимальный и при максимальной мощности, Н•м.
2. Расчет мощности двигателя автомобиля
Расчет мощности двигателя ведем, исходя из выполнения двух условий: во-первых, мощности должно хватить для разгона автомобиля до максимальной скорости, указанной в задании, во-вторых, на четвёртой передаче при скорости двигателя ?Т, соответствующей максимальному крутящему моменту, динамический фактор Da должен быть не меньше указанного в задании на тяговый расчет.
Сначала расчет ведем по мощности, необходимой для поддержания максимальной скорости:
,
где fk - сопротивление качению шины при максимальной скорости автомобиля [1, 5]:
fk = f0 (1 + Af V2).= 0,015 (1 + 0,00055 47,222) = 0,033.
82452 Вт.
Таким образом, для поддержания максимальной скорости полностью груженого автомобиля необходим двигатель мощностью Ре = 83 кВт.
Проведем расчет необходимой мощности двигателя для обеспечения заданного динамического фактора.
Найдем скорость автомобиля, при которой динамический фактор должен быть близок к максимуму:
VD = Vmax/K?.
VD = 47,22/1,73 = 27,29 м/с (98 км/ч).
Рассчитаем динамичность автомобиля для скорости 80…100 км/ч.
По табл. 1 выбираем угловую скорость двигателя, которая бы соответствовала указанному выше диапазону
.
с-1; с-1.
Таблица 1
Расчет крутящего момента и мощности двигателя по характеристике прототипа
Двигатель прототипаНовый двигательne см. рис. 1Mкр см. рис. 1Кпе= ne/5200Кме= Mкр/129?e= ne/9,549Te= Кме•174Pe = Te• ?eмин-1Н•м--с-1Н•мкВт1000130,1920,11051721250370,2400,2871315071500830,2880,6431571121817501070,3370,8291831442620001200,3850,9302091623422501270,4330,9842361714025001270,4810,9842611714527501280,5290,9922881735030001290,5771,0003141745532501270,6250,9843401715835001250,6730,9693671696237501250,7210,9693931696640001250,7690,9694191697142501230,8170,9534451667445001200,8650,9304711627647501160,9130,8994971567850001130,9610,8765241528352001091,0000,8455451478652501071,0100,8295501448755001011,0580,783576136915750931,1060,721602125956000851,1540,65962811599
Указанному выше диапазону скоростей движения автомобиля соответствует диапазон угловых скоростей 256…321 с-1. По табл. 1 в найденный диапазон попадают три табулированных значения 261, 288 и 314 с-1. Выбираем большее значение, так как силы сопротивления на больших скоростях больше, а динамичность автомобиля может оказаться ниже указанного в задании Da = 0,1.
Найдем необходимую для обеспечения заданной динамичности автомобиля мощность его двигателя на скорости VD = 100 / 3,6 = 27,8 м/с
.
58006 Вт.
Таким образом, при скорости, соответствующей максимальному крутящему моменту, двигатель должен иметь мощность около 58 кВт. Максимальную же мощность двигателя найдем с помощью ВСХ прототипа (см. табл. 1, рис.1):
.
=85602 кВт.
Таким образом, для обеспечения динамического фактора Da = 0,1 на скорости 100 км/ч необходим двигатель максимальной мощностью около 86 кВт. Учитывая, что для обеспечения максимальной скорости достаточно мощности 83 кВт, окончательно принимаем Рmax = 86 кВт, так как этот двигатель обеспечит выполнение обоих указанных в третьем пункте задания параметров. При этом максимальная скорость автомобиля будет несколько выше заданной.
Определим паспортные характеристики нового двигателя:
Рmax = 86 кВт при 545 с-1 (5200 об/мин);
при?Т.
174 Н•мпри?Т = 314 с-1.
Рис. 1. ВСХ двигателя ВАЗ - 21114-50
По графику Мкр (см. рис. 1) определяем значения крутящего момента для всех значений скорости двигателя в пределах его рабочего диапазона с шагом 250 мин-1. Затем эти данные представляем в безразмерном виде (каждое значение Mкр делим на пиковое значение данного параметра (т.е. на 129), а каждое значение скорости двигателя - на скорость при максимальной мощности (т.е. на 5200). Результаты сводим в табл. 1 (столбцы двигатель прототипа). Минимальную устойчивую частоту вращения коленвала бензинового двигателя пр?/p>