Тяговый расчет ГАЗ-3110

Содержание

1. Тяговый расчет автомобиля..2

1.1 Определение технических параметров автомобиля.2

1.1.1. Фактор обтекаемости..2

1.1.2. Коэффициент сопротивления дороги

1.1.3. Максимальный коэффициент сопротивления дороги ЕЕ..3

1.1.4. Снаряженная масса автомобиля....3

1.1.5. Распределение полной массы автомобиля по осям..3

1.1.6. КПД трансмиссии....3

1.1.7. Подбор шин..3

1.2. Определение максимальной мощности двигателя и построение

его скоростной характеристики...4

1.3. Определение передаточных чисел трансмиссии.5

1.3.1. Определение максимального передаточного

числа трансмиссии5

1.3.2. Определение передаточного числа главной передачи и максимального передаточного числ коробки передач.6

2. Тягово-динамические характеристики автомобиля7

2.1.1 Мощностной баланс..7

2.1.2 Тяговыйа баланс.7

2.1.3 Динамическая характеристика автомобиля8

2.1.4а скорениеа автомобиля8

2.1.5 Определение времени разгона автомобиля8

2.1.6а Определение пути разгона автомобиля..9

Литература11

Приложение

1. Тяговый расчет автомобиля.

Тяговый расчёт служит для определения основных параметров двигателя и трансмиссии автомобиля, обеспечивающих ему требуемые тягово-скоростные свойства в заданных словиях движения.

1.1 Определение технических параметров автомобиля

Исходные данные для расчета:

Тип автомобиля:	Легковой среднего класса
Колесная формула:	4х2
Снаряженная масса, кг:	1400
Тип двигателя:	Поршневой бензиновый инжекторный
Тип трансмиссии:	Механическая ступенчатая
Максимальная скорость, км/ч	165

1.1.1. Фактор обтекаемости.

эродинамические свойства автомобиля зависят от фактора обтекаемости:

, где

c_X<-коэффициент лобового сопротивления, а, А_в-площадь миделева сечения.

Численные значения Xа выбираем по прототипу: с_x<=0,39.

_в=2,3м²

W<=0,39<1,225 <2,3/2=0,549 Нс²/м².[6 с.89<]<

1.1.2. Коэффициент сопротивления дороги

Принимаем с учетом словийа движения автомобиля <

<=f₀+K_f max^2;

K_f=0.7<10^-5;

f₀=0,02; а[8 c.19]

<=0,0345

1.1.3. Максимальный коэффициент сопротивления дороги .

Где по прототипу выбирают

а<-максимальный момент двигателя;

1.1.4. Снаряженная масса автомобиля.

m₀ =1400 кг принимаем по прототипу

Полная масса - a<=0<+б<п<

m_б<-масса багажа,

m_п<-масса пассажира,

n<-количество пассажиров.

m_a<=1400+10<5+68<5<=1790кг [1 c.9<]<

1.1.5. Распределение полной массы автомобиля по осям.

m_a1 = 0,48 a <=0,48*1790=859,2 кг- полная масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось;

m_a2<=0,52 a<=0,52*1790=930,8 кг <- полная масса автомобиля, приходящаяся на заднюю ось; [1 c.12]<

<

1.1.6. КПД трансмиссии.

0,95- КДа коробки передач,

0,95- КДа главной передачи,

0,995- КДа карданного шарнира. [1 c.8]

1.1.7. Подбор шин.

Максимально допустимая нагрузка на одну шину:

Условие подбора:

Для автомобиля максимальная нагрузка на колесо будет 456Н.

км/ч

Выбираем шины 195/65R15 ГОСТ 4754-97,

Категория скорости-Н

r_ст<=0,29 м.

r_k<= 0,308м.

1.2. Определение максимальной мощности двигателя и построение его скоростной характеристики.

Максимальная мощность двигателя исходя из заданной максимальной скорости движения автомобиля

P_ev=(Y_v Ga V_max+ W V³_max)/1Т

P_ev <=<=89,6кВт.

Находим максимальную мощность двигателя по формуле

Р_еmax<=;

где

<=<- для инжекторных двигателей с ограничителем.

По прототипу двигательЗМЗ-406.2.

P_emax<=106,6кВт ep<=5200мин^{-1 -1}

T_emax<=200,9Hм e_т <=4мин^{-1 -1}

Находим коэффициенты K_T,K

K= T_ep=9550м

K_T =

<=<

b=

c=<

Проверка:

a<+

0,737+0,751-0,488=1 -верно.

Р_еmax<=<=97,8 кВт.

.

Максимальная стендовая мощность

К_с=0,96 [1 c.12]

Выбираем двигатель ЗМЗ-406.2

<

На основании рассчитанных данныха построим внешнюю скоростную характеристику двигателя.

Мощность двигателя:

P_e=P_emax(aeep<+b(eep)²-c(eep)³), где<

P_{e max} - максимальная мощность двигателя;

_e - гловая скорость коленчатого вал двигателя;

w_ep - гловая скорость коленчатого вал двигателя при его максимальной мощности;

a,

Крутящий момент на коленчатом валу двигателя:

По результатам расчетова построены графики зависимости мощности и крутящего момент от гловой скорости коленчатого вал двигателя (Рис. 1.).

1.3. Определение передаточных чисел трансмиссии.

1.3.1. Определение максимального передаточного числа трансмиссии.

U_трmax=Y_max G_a< r_д /(Te_max<T), где

G_a -полный вес автомобиля, Н

r_д -динамический радиуса колеса, м ;

Tе _max - максимальный крутящий момент двигателя, Нм;

h_Т - КПД трансмиссии;

y_max - максимальный коэффициент сопротивления дороги.

U_трmax=0,48< 1790< 9,81< 0,29/(192,8<0,9)=14,08-из словия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги.

По словию отсутствия буксования ведущих колес:

U_maxj=х сц a< r_д /( Te_max T),где

j_х - коэффициент сцепления шин с дорогой; φ_х=0,8;[1

m_сц =R₂ a₂Цсцепная масса

R₂ -коэффициент изменения нормальных реакций на ведущих колесах,

U_{тр maxj}=0,8< 1,3< 930,8< 9,81< 0,29/(192,8<0,9)=15,87-по словию отсутствия буксования ведущих колес.

Условие отсутствия буксования ведущих колес:

U_{трmax тр maxj}- словие выполняется

U_трV= 0,105*emin*r_к/V_min <=5.82-условие обеспечения минимальной стойчивости скорости движения.

emin - минимальная стойчивая гловая скорость вращения вала двигателя. а[1,

_min<=5а м/

U_трV <U_трmax- словие выполняется

Принимаем U_трmax=14,08

1.3.2. Определение передаточного числа главной передачи иа максимального передаточного числ коробки передач

Минимальное передаточное число трансмиссии U_min выбирается из словия обеспечения максимальнойа скорости движения автомобиля.

U_min =е_v r_kmax

Где ω_ev=0.105λn_ep<=0.105*5200*0.9=491.4 рад/с

U_min =491.4<0,3/45.8=3,11 <- минимальное передаточное число трансмиссии ;

U₀=U_{тр min} / U_{k min}=3,11/0,794=3.91

Максимальное передаточное число коробки передач - U_Кmах=U_max / U₀, где:

U_max<=14,08-максимальное передаточное число трансмиссии;

U_Кmах=14.08

1.1.9.4а Определение передаточных чисел промежуточных передач КПП.

Диапазон передаточных чисел трансмиссии:

Д_т=_а U_трmax / U_min =14,08/3,11=4,52

Полученные значения не попадают в диапазон казанный в [1,

Для проектируемого автомобиля выбираем 5-ти ступенчатую трёхвальную, мех.коробку передач, поскольку такого типа коробка передач станавливается на прототипе.

Число ступеней-5_а

U_{K min}=0,794

Передаточные числа промежуточных передач

U_km=U_k1^n-m/(n-1)< U_kn^m-1/(n-1), где:

U_k1=3.6-передаточное число первой передачи

- количество передач в КПП:

m - номер передачи, для которой рассчитывается передаточное число.

U_km<=, где:

а [1,

U_k2= 2.22

U_k3= 1.52

U_k4=1

U_k5=0,794

Так как расчётные передаточные числа не значительно отличаются от прототипа то их берём по прототипу

Номер передачи	Передаточное число
1	3.618
2	2,188
3	1,304
4	1
5	0,794
главная	3,9

2. . Тягово-динамические характеристики автомобиля

2.1.. Данный проект представляет собой выбор и расчет основных параметров двигателя и трансмиссии автомобиля. Расчет включает два этапа. На первом этапе, задавшись определенными словиями движения, рассчитывают конструктивные параметры двигателя и трансмиссии. На втором этапе с использованием этих параметров строят ряд графиков, по которым затем определяют показатели тягово-скоростныха свойств автомобиля.

2.1.1 Мощностной баланс.

Pт=

Pт-мощность на ведущих колесах автомобиля,

Pf<-мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению,

Pw<- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха,

Pi<- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъему,

Pа- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления разгону.

Pт=

T

Пересчёт гловой скорости вращения коленчатого вала двигателя в скорость автомобиля

=r_k< e /(Ui_k0 ) , где

U_к-передаточное число ступени КПП;

U_o<-передаточное число главной передачи.

Pf<=a

f<= 0+K_f

K_f=0.7<10^-5;

f₀=0,02; а[8 c.19]

Pw<= W< V³

По результатам расчетов построены графики баланса мощности(Рис.3).

2.1.2 Тяговыйа баланс

Fт=Ff<+Fw<+Fi<+Fа, где

Fт-тяговая сила на ведущих колесах автомобиля,

Ff<-сила сопротивления качению,

Fw<- сила сопротивления воздуха,

Fi<- сила сопротивления подъему,

Fа- сила сопротивления разгону.

Fт=Teк U_о T / r_д,

Ff=f< G_a,

Fw= WV²

По результатам расчетов построены графики тягового баланса(Рис.4).

2.1.3 Динамическая характеристика автомобиля

Динамический фактор

D<=(Fт-Fw)/G_a

По результатам расчетов построены графики динамической ахарактеристики(Рис.5).

2.1.4а скорениеа автомобиля

δ<=1+σ₁*ki²+ σ₂<- коэффициент чёта влияния вращающихся масс;

σ₁ <=0,00Е0,006 ; σ ₂ =0,0Е0,05 - меньшие значения относятся к автомобилям большей грузоподъемности [7, стр.17];

принимаем:

σ₁=0,005

σ₂=0,04

По результатам расчетов построены графики скорения автомобиля(Рис.6).

2.1.5 Определение времени разгона автомобиля.

Время разгона автомобиля на каждой передаче

где:

₁ - скорость в начале разгона;

₂ - скорость в конце разгона;

a_x - скорение автомобиля.

Наиболее выгодно переключать передачи в точках пересечения графиков скорений на разных передачах.

Интеграл добно вычислить численным методом. Для этого разобьем скорение на каждой передаче на 3 интервала. Обозначим:

j - номер передачи;

i - номер интервала;

_i - скорость в конце

_i-1 - скорость в начале

a_xi-1 - скорение в начале

a_xi - скорение в конце

Тогда:

а<- изменение времени на

DV_i<=V_i<-V_i-1 - изменение скорости на

а<- среднее скорение на интервале.

Кроме того, необходимо честь время переключения передач Dп_j, которое примем равным n<=1 секунде [8

Тогда время разгона

- количество передач;

m<- количество интервалов разбиения времени.

2.1.6а Определение пути разгона автомобиля.

Путь разгона автомобиля на каждой передаче

где

t₁ - время в начале разгона;

t_2а -а время в конце разгона;

- скорость автомобиля.

Интеграла удобно вычислить численным методом. Для этого разобьём путь разгона на каждой передаче на 3 интервала. Обозначим:

j<- номер передачи;

i<- номер интервала;

_i - скорость в конце

_i-1 - скорость в начале

S_i-1 - путь в начале

S_i - путь в конце

Тогда

где

Di - изменение времени н I<-ом интервале;

_cp <- средняя арифметическая скорость автомобиля на

Также необходимо честь путь, пройденный автомобилем в период переключения передачи S_Пj. Тогда путь разгона

где

где

- средняя арифметическая скорость автомобиля в период переключения передачи.

По результатам расчетов построены графики времени и пути разгона автомобиля (Рис.7,8)

Все результаты расчетов сведены в таблицы (см. приложение).

Литература.

1. Тяговый расчет автомобиля: Метод. разработка по специальным дисциплинам для студентов спец. 150100а "Автомобиле- и тракторостроение" всех форм обучения / НГТУ; Сост.: В.Н.Кравец.- Н.Новгород, 2003.- 20с.

2. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля в электронных таблицах Microsoft Exel / НГТУ; Сост.: Д.В.Соловьев, Н.Ю.Ломунова и др. Н.Новгород, 2.- 18с.

3. Техническое обоснование выбора параметров и показателей проектируемого автомобиля: Метод. разработка по специальным дисциплинам для студентов специальности 15.02 - "Автомобиле- и тракторостроение" всех форм обучения / ННПИ; Сост.: В.Н.Кравец, С.М.Кудрявцев. Н.Новгород, 1992.- 35с.

4. Формулы и алгоритмы для решения задач по теории автомобиля: Метод. разработки для студентов специальностей 15.02 - "Автомобиле- и тракторостроение" и 15.05 - "Автомобильное хозяйство" всех форм обучения / ГПИ; Сост.: Л.В.Барахтанов, В.В.Беляков, А.М.Грошев и др. Горький, 1990.- 57с.

5. Автомобильный справочник. Б.С.Васильев, М.С.Высоцкий, Х.А.Гаврилов и др. Под общей редакцией В.М.Приходько. М.: "Издательство" Машиностроение",2003.-670с.

6. Курсовое и дипломное проектирование колесных и гусенечных транспортных машин: учебное пособие. /НГТУ; сост.: Л.В. Барахтанов, и др., -Н.Новгород, 2.

7. Тяговый расчет автомобиля. Методические казания к выполнению курсовой работы / Сост. Н.Н. Шевченко, Г.Г. Петров. - Томск: Изд-во Томского архитектурно-строительного ниверситета, 2002.

8. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Том IV - 15. Колесные и гусеничные машины.- М.: Машиностроение, 1997.-688с.