Тяговый расчёт автомобиля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?нимаем 1000 мин-1. Максимальную частоту вращения коленвала задаем выше на (5…15) % частоты, при которой двигатель развивает максимальную мощность.
Для безразмерных значений из таблицы 1 строим диаграмму.
Рис. 2. Безразмерная зависимость крутящего момента то скорости двигателя:
- кривая, построенная по данным табл. А2;
2 - 4 - тренды полиномов соответственно 4, 5 и 6 степени
Наиболее близко повторяет исходную кривую тренд 6 степени:
.
Имея максимальное значение крутящего момента двигателя, вычисляем значения крутящего момента при различных значениях угловой скорости ?е
,
где , Тmax = 174 Н•м.
По полученным значениям момента вычисляем соответствующие значения мощности (см. табл. 1, последний столбец)= Te • ?e.
Результаты расчета по любой из вышеприведенных методик представляем в виде графика, методика построения которого приведена ниже.
Сначала строим график зависимости мощности Ре двигателя от угловой скорости ?е (рис. 3).
Максимум оси ординат (Ре) получаем, округляя максимальное из значений мощности в большую сторону до ближайшего целого значения, делящегося без остатка на любое число от 4 до 10 (количество строк на графике). В нашем случае 99 округляем до YРmax = 100. Шаг шкалы назначаем таким образом, чтобы получилось четное число строк на графике. ?YP = 10 (10 строк). Шкала наносится по всему левому краю диаграммы.
Шкалу абсцисс (?е) назначаем от 100 до 550 (см. табл. 1) с шагом 50.
На диаграмме Ре(?е) строим график Те(?е).
Максимальное значение YTmax шкалы Те должно быть больше максимального момента двигателя Тmax = 174 Н•м, а минимум шкалы YTmin- меньше минимального Тmin = 17 Н•м. Разность между значениями шкалы YTmax - YTmin должна делиться без остатка на половинное число строк, принятое в п. 1.1. В нашем случае выбираем YTmax = 176; YTmin = 16. Тогда шаг шкалы ?YТ = (YTmax - YTmin) /5 = 32.
Вычислим смещение шкалы момента относительно середины шкалы мощности
?YY = YPmax / 2.
?YY = 100 / 2 = 50.
Вычислим коэффициент пропорциональности шкал мощности и момента
.
.
Вычисляем приведенные значения крутящего момента по зависимости
.
Результаты вычислений сводим в табл. 2.
Таблица 2
Приведение значений крутящего момента к шкале мощности ВСХ
Te, Н•мTприв175050611128014490162951719817198173991749917198169971699716997166961629515693152921479114490136871258411581
Таблица 3
Табулированные значения ВСХ двигателя
?eTePeс-1Н•мкВт10517213150715711218183144262091623423617140261171452881735031417455340171583671696239316966419169714451667447116276497156785241528354514786550144875761369160212595628115993. Расчет передаточных чисел в трансмиссии
Расчет трансмиссии дорожного автомобиля начинаем с главной передачи. Общее передаточное отношение главной передачи определим из отношения угловых скоростей двигателя и ведущих колес на максимальной скорости, предполагая, что и двигатель будет работать на режиме максимальной мощности
,
где ?р - угловая скорость ведущего вала главной передачи (она равна скорости двигателя;- передаточное число четвёртой передачи автомобиля-прототипа.
.
Передаточное число первой передачи КП рассчитываем из условия обеспечения необходимой тяги в нормальных дорожных условиях по преодолеваемому сопротивлению ?1:
;
.
Четвертую передачу в КП примем как у прототипа, т.е. .
Передаточные числа второй, третьей и пятой передач найдём с помощью прогрессии (по гиперболическому ряду):
,
где k - номер рассчитываемой передачи; п - номер прямой передачи.
Получаем i2 = 1,813;i3 = 1,289;i5 = 0,583.
Максимальные скорости автомобиля на различных передачах:max = 170/3,057 = 55,61 км/ч;max = 170/1,813 = 93,77 км/ч; ?min = 545/3,057 • 1,813 = 323 c-1;max = 170/1,289 = 131,89 км/ч; ?min = 545/1,813 • 1,289 = 387 c-1;max = 170 км/ч; ?min = 545/1,289 • 0,941 = 398 c-1.
Рис. 4. Скоростная характеристика автомобиля
Второе значение передаточного числа пятой передачи можно получить, решая кубическое уравнение мощностного баланса для оптимальной загрузки двигателя по мощности и угловой скорости. Воспользуемся формулой Кардано ([6]).
;= 1555 • 9,81 • 0,015 • 0,00055 + 0,5 • 0,378 • 1,202 • 2,15 = 0,61428;
;= 1555 • 9,81 • 0,015 / 0,61428 = 372,50;
;= -(0,75 • 86000 • 0,96 • 0,95)/0,61428 = -95760,9;
;= (372,5/3)3 + (-95760,9/2)2 = 2 294 451 815;
;
= 43,04 м/с;
,эк = 0,75 • 545 • 0,269 / 43,04 / 3,299 = 0,774.
Таким образом, максимальная топливная экономичность автомобиля будет достигнута на скорости V эк = 43,04 м/с (155 км/ч) при передаточном числе пятой передачи в КП iэк = 0,836. Такой скоростной режим поддерживать в РФ нельзя, поэтому этот результат не приемлем. Четвертый вариант передаточного числа пятой передачи рассчитаем, подбирая по минимальному расходу топлива на скорости 90 км/ч: i5 = 0,583 (см. раздел 5).
4. Расчет динамики автомобиля
.1 Силовой и мощностной балансы автомобиля
В силовой баланс автомобиля при равномерном движении (Fи = 0) по горизонтальной дороге (Fп = 0) входят только две силы
= Fk + Fв.
Составляющие баланса вычисляем по зависимостям
;
;
.
Мощностной баланс получим, почленно умножив силовой баланс на скорость автомобиля:
PT = FT V;= Fk V;
Pв = Fв V.
Расчет ведем для всех передач в КП.
Текущую скорость вычисляем по формуле
.
Результаты расчета сведем в табл. 4 и покажем на рис. 3 и 4.
Таблица 4
Силовой и мощностной балансы автомобиля
КП?TVfkFtFkFвFk+FвPtPkPвPk+Pв1105172,80,01506581229,73,8233,520,640,010,651571124,20,015143829230,98,6239,5160,970,041,012091625,60,015265539232,815,3248,1311,300,091,392611717,00,015405847234,923,9258,8411,640,171,81314