МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ ІНСТИТУТ

Кафедра “Автомобілі і двигуни”

Тяговий розрахунок

з дисципліни “Експлуатаційні властивості транспортних засобів”

Виконав ст. групи ОПУТ-10а

Зайцева В.В.

Шифр 10-011

Перевірив: доц. Вороніна І.Ф.

Г орлівка – 2012 р.

РЕФЕРАТ

Страниц 36, таблиц 6, рисунков 10.

Цель работы: определить конструктивные параметры АТС, обеспечивающие ему заданные тягово-скоростные свойства в данных дорожных условиях.

Выполненный тяговый расчет проектируемого автомобиля с построением графиков сделан с анализом аналогичных отечественных и зарубежных автомобилей. Оценка потенциальных свойств АТС на стадии проектирования с помощью аналитических методов выполненного тягового расчета дает возможность прогнозировать и оптимизировать показатели эксплуатационных свойств для любых эксплуатационных условий и оценить эффективность разработанной конструкции АТС в этих ситуациях.

Тяговый расчет является важным элементом инженерной методики проектирования АТС, дает возможность оценить его потенциальные свойства и спрогнозировать и оптимизировать показатели эксплуатационных свойств для различных условий эксплуатации.

АВТОМОБИЛЬ, ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ, ГРАФИК, СИЛОВОЙ БАЛАНС, ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ, ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ…………………………………………………………………………4

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..5

1. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ И РАСЧЕТ ТОПЛИВНО – ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА………………………………………….…….………………………6

1.1 Выбор прототипа и компоновочной схемы АТС…………………….6

1.2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя проектируемого АТС……………………………………………………..………7

1.2.1 Выбор шин……………………………………….………………...............13

1.3 Построение графика силового (тягового) баланса

проектируемого автомобиля……………………………………………………13

1.4 Построение графика динамической характеристики…………..…..19

1.5 Построение графика ускорений ……………………………....…….19

1.6 Построение графика величин, обратных ускорениям……….…….21

1.7 Построение графиков времени и пути разгона АТС ………..……..24

1.8 Построение графика мощностного баланса …………………..…....27

1.9 Построение графика топливно-экономической характеристики

АТС ………………………………………………...………………….………...29

Заключение……………………………………………………………….……...35

ЛИТЕРАТУРА…………………………………..……………………………….36

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу студента

Зайцевой В.В.

Исходные данные

Вариант (2, 5, 6, 31, 51, 72,86)

2-грузовой

5-дизельный

6-обычной проходимости

31- грузоподъемность 20 кН

51-максимальная скорость движения 29 м/с

72-коэффициент максимального суммарного сопротивления дороге

86-коэффициент суммарного сопротивления дороге на максимальной скорости

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильный транспорт приобретает все большее значение. Автомобили, широко используемые во всех областях народного хозяйства Украины, выполняют значительный объем транспортных перевозок.

При этом перед автомобилестроителями стоят такие задачи, как повышение технического уровня, качественных и эксплуатационных показателей автомобилей. А также повышение надежности и увеличение ресурса автомобилей, снижение трудоемкости их обслуживания.

Этого можно достигнуть путем значительной модернизации выпускаемых моделей автомобилей, а также переходом к выпуску новых, более совершенных моделей, созданных с использованием последних достижений мировой автомобильной техники.

Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение: тягово-скоростные и тормозные свойства, топливную экономичность, управляемость, устойчивость, маневренность, плавность хода и проходимость.

Автомобиль является частью системы «автомобиль – водитель – дорога – среда», и его свойства проявляются во взаимодействии с элементами этой системы.

1 Проектировочный тяговый расчет и расчет топливно – экономической характеристики автотранспортного средства

1.1 Выбор прототипа и компоновочной схемы атс

В связи с тем, что проектировочный тяговый расчёт выполняется, когда ещё не осуществлена конструкторская проработка проектируемого АТС, возникает необходимость в предварительном выборе отдельных конструктивных параметров. К ним относятся: габаритные размеры кузова, компоновочная схема трансмиссии, радиус колеса и др. Для выбора этих параметров проектировщик ориентируется на существующие конструкции, аналогичные по грузоподъёмности или пассажировместимости и выбирает «прототип». При этом «прототип» понимается не как одна, фиксированная для тягового расчёта модель, а возможно и несколько разных моделей, отдельные параметры которых близки к аналогичным параметрам проектируемого АТС. В дальнейшем конструктивные параметры «прототипа» используются проектировщиком в тяговом расчёте. Следует отметить, что конструктивные параметры прототипа, как правило, изменяются с учётом задач совершенствования конструкции проектируемого АТС. Другими словами, габаритные размеры, собственная масса, весовое состояние и др. параметры проектируемого АТС могут обоснованно отличаться от аналогичных параметров «прототипа».

В результате анализа существующих конструкций, с позиций, полученных исходных данных разрабатывается компоновочная схема проектируемого АТС (рис.1.1), где обозначаются основные параметры, указываются параметры профильной проходимости. В текстовой части этого раздела приводятся сведения о предполагаемом устройстве трансмиссии и других элементов шасси, где обязательно указывается место расположения двигателя и ведущих колёс.

В качестве прототипа выбираем автомобиль ГАЗ-52-03, вес которого составляет 2815 кг. С учетом того, что выбранный прототип не подходит к требуемым параметрам задания, то мы корректируем его грузоподъемность за счет снижения собственной массы на 500 кг. Также наш автомобиль имеет карбюраторный тип двигателя, поэтому при расчете массы воспользуемся коэффициентом. Это все может быть достигнуто путем применения более легких материалов, а также избавлением от ненужного железа кабины:

m_к.д.=275 кг,

m_д.д.=1,1*275 кг,

1.2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя проектируемого атс

На основе исходных данных определяется мощность двигателя при максимальной скорости движения по уравнению баланса мощности АТС [2]

(1.1)

где N_ev - мощность двигателя проектируемого АТС при максимальной скорости движения, кВт;

G_a - полная масса АТС, кг;

g - ускорение силы тяжести, м/с²;

Ψ_V - коэффициент суммарного сопротивления дороги при максимальной скорости движения АТС;

V_max - максимальная скорость движения АТС, м/с;

K_в - коэффициент сопротивления воздушной среды, Нс²/м⁴;

F - лобовая площадь АТС, м²;

Рисунок 1.1 – Компоновочная схема автомобиля ГАЗ-52-03

ŋ_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии АТС.

Полную массу определяем по зависимости из [2]

(1.2)

где, m₀ – собственная масса проектируемого АТС;

m_в – приведенная грузоподъемность проектированного АТС;

m_ек – масса одного пассажира, кг. (принимаем 75 кг.).

При проектировании АТС выбираем значения К_п и С_х из [2], [3]: принимаем для автомобиля К_п = 0,50. Коэффициенты К_п и С_х связаны между собой зависимостью К_п = 0,61 С_х. Размерность коэффициента К_в – Нс²/м⁴.

Лобовая площадь проектируемого АТС подсчитывается по следующей эмпирической формуле для грузовых АТС [2]:

, (1.3)

где, В- база передних колес проектируемого АТС, м (принимаем В =1,65 м в соответствии с прототипом);

Н_г - габаритная высота проектируемого АТС, м (принимаем Н_г = 2,19 м, см. рис.1.1).

.

Выбираем значения КПД трансмиссии проектируемого АТС [2]: для грузовых автомобилей рекомендуется принимать ŋ_тр = 0,9.

Максимальную мощность N_emax двигателя проектируемого АТС находим по величине мощности N_еv, необходимой для движения проектируемого АТС с заданной максимальной скоростью.

Рассчитаем данные для построения ВСХ для выбранного автомобиля.

Общее уравнение кривой N_e = f (n_к) ВСХ c достаточной степенью точности описывается формулой Р.С. Лейдермана:

, (1.4)

где, N_e, n_к - соответственно мощность двигателя, кВт и частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1, в произвольной точке кривой;

n_N - частота вращения коленчатого вала соответствующая максимальной мощности двигателя, кВт;

а, в, с - коэффициенты формулы Лейдермана (выбираем, используя источник [3]).

Величиной n_N задаемся, обосновав её исходя из тенденции развития современных двигателей внутреннего сгорания. Выбираем частоту вращения коленчатого вала двигателя проектируемого АТС в следующих пределах [4]: для грузовых АТС n_N = 2000...3200 мин¹(принимаем n_N = 2500).

Максимальную мощность N_{e max} можно определить, если в уравнение (1.5) вместо N_e и n_к подставить соответственно значения N_ev и n_v.

, (1.5)

где, n_когр - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1, соответствующая максимальной скорости движения АТС.

По уравнению (1.4) определяем координаты шести точек внешней скоростной характеристики двигателя N_e = f(n_к) и находим соответствующие значения крутящего момента двигателя по уравнению:

, (1.6)

Рассмотрим пример расчета одной из точек ВСХ:

1. Разбиваем максимальное значение n_к на семь равных значений.

2. Вычисляем значение соотношения n_к /n_N = 900/2500 =0,36.

3. Возводим полученное во вторую и третью степени:

(n_v /n_N)² = 0,130, (n_v /n_N)³ = 0,047

4. Поскольку для дизельных АТС коэффициенты a, b, c равняются 0,87; 1,13; 1, то считаем значение суммы:

5. Рассчитываем мощность соответствующую максимальным оборотам по формуле (1.1):

6. Рассчитываем максимальную мощность по формуле (1.5):

7. Рассчитываем мощность согласно общему уравнению кривой (1.4) для n_k=900 кВт:

8. Рассчитываем крутящий момент, соответствующий оборотам по формуле (1.6):

Аналогично производятся остальные расчеты. Данные произведенных расчётов заносят в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Результаты расчёта ВСХ

									nN	nkогр
	nk		хв-1	900	1400	1800	2000	2200	2500	2500
	nk/nN			0,36	0,56	0,72	0,8	0,88	1	1
	(nk/nN)^2			0,130	0,314	0,518	0,640	0,774	1,000	1,000
	(nk/nN)^3			0,047	0,176	0,373	0,512	0,681	1,000	1,000
ank/nN+b(nk/nN)^2- (nk/nN)^3				0,413	0,666	0,839	0,907	0,959	1,000	1,000
	Ne		кВт	34,917	56,304	70,930	76,701	81,097	84,547	70,456
	Mk		Нм	370,510	384,075	376,323	366,247	352,036	322,969	269,141

Рисунок 1.2 – Внешняя скоростная характеристика