4167
.pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ
Методические указания к курсовой работе
для студентов по специальности 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства
Воронеж 2019
2
УДК 629.113.066
Хрипченко М.С. Электроника и электрооборудование автомобилей: методические указания к курсовой работе для студентов по специальности 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства / М. С. Хрипченко; М-во науки и высш. образования РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2019. – 16 с. – Текст: электронный ресурс.
Печатается по решению учебно-методической комиссии ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от .10.2019 г.)
Рецензент: доцент кафедры строительной техники и инженерной механики имени профессора Н.А. Ульянова ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», к.т.н. Никитин С.А.
В методических указаниях приведены методические рекомендации к выполнению курсовой работы по определению характеристик и подбору электрических и электронных приборов транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования, даны характеристики приборов автомобильной электроники и электрооборудования и необходимые указания по эксплуатации измерительных приборов.
Методические указания предназначены для студентов специальности 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства, могут быть использованы при обучении слушателей по соответствующим программам дополнительного профессионального образования.
3
Содержание
Введение………………………………………………………………………4
1. Расчёт характеристик электрического стартера................……….……. 5
1.1 Определение момента сопротивления двигателя |
|
прокручиванию ............................................................. |
………..………. 6 |
1.2Определение вращающего момента …………………………..…….... 6
1.3Определение минимальной частоты вращения
якоря стартерного электродвигателя ....……………………..………. . 7 1.4 Определение мощности стартерного электродвигателя ………........... 9 2. Определение ёмкости аккумуляторной батареи ………………............ 10 3. Расчет характеристик электронной системы зажигания ……………... 11 Библиографический список………………………………………..………. 15
4
Введение
Развитие конструкции современного автомобиля невозможно без применения сложных электрических и электронных приборов, обеспечивающих как контрольные функции за работой узлов и агрегатов, так и управляюще-корректирующее воздействие на различные системы автомобиля с целью достижения оптимальных эксплуатационных режимов, обеспечивающих требуемые экономические показатели при возможно меньшем ущербном воздействии на окружающую среду.
Эксплуатация и ремонт автомобилей в современных условиях требуют от специалистов достаточно полных знаний в части протекания рабочих процессов в узлах и системах электрооборудования и методах воздействия на эти процессы с целью достижения требуемых результатов.
Выполнение настоящей курсовой работы имеет целью приобретение навыков по определению характеристик и подбору электрических и электронных приборов транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования.
5
1. Расчёт характеристик электрического стартера
Целью задачи является выбор стартера по рассчитанным показателям с определением емкости аккумуляторной батареи, исходя из заданных характеристик однократной попытки пуска двигателя. При решении задачи производится расчетное определение вращающего момента, мощности, минимальной частоты вращения якоря стартерного электродвигателя и в соответствии с полученными значениями подбор стартера по номенклатуре выпускаемых конструкций.
В качестве исходных данных для решения задачи задаются: тип двигателя и температура пуска, которые определяются согласно варианту задания по табл. 1.1. При этом по первой цифре задания определяется модель двигателя, а по второй цифре - температура пуска.
Исходные данные для решения задачи
Первая цифра |
Модель |
|
варианта |
||
двигателя |
||
задания |
||
|
||
0 |
ВАЗ-21214 |
|
|
|
|
1 |
УЗАМ-3308 |
|
|
|
|
2 |
УМЗ-409 |
|
|
|
|
3 |
ЗМЗ-405 |
|
|
|
|
4 |
ЗМЗ-5231.10 |
|
|
|
|
5 |
ЗИЛ-43041 |
|
|
|
|
6 |
ЯМЗ-236Е3 |
|
|
|
|
7 |
ЯМЗ-238Е3 |
|
|
|
|
8 |
ЯМЗ-240Е3 |
|
|
|
|
9 |
КамАЗ-7403.10 |
|
|
|
Таблица 1.1
Вторая цифра |
Температура |
|
варианта |
||
пуска, °С |
||
задания |
||
|
||
0 |
-20 |
|
|
|
|
1 |
5 |
|
|
|
|
2 |
0 |
|
|
|
|
3 |
-2 |
|
|
|
|
4 |
-5 |
|
|
|
|
5 |
-7 |
|
|
|
|
6 |
-10 |
|
|
|
|
7 |
-12 |
|
|
|
|
8 |
-15 |
|
|
|
|
9 |
-17 |
|
|
|
6
Решение задачи производится в следующей последовательности.
1.1 Определение момента сопротивления двигателя прокручиванию
В зависимости от типа и конструкции двигателя момент его сопротивления прокручиванию Мдв определяется по следующей формуле:
Mдв К А vc nd , Нм
где К - постоянный коэффициент, учитывающий тип двигателя и особенности его рабочих процессов. В данном случае можно принимать:
-для рядных легкотопливных двигателей К = 5,35∙ 10-4 ;
-для V-образных легкотопливных двигателей К = 1,45∙10-4;
-для дизельных двигателей К=2,3∙10-4
v- вязкость масла , сСm
n-частота вращения коленчатого вала двигателя , мин-1 ,
c и d – показатели степени, учитывающие особенности пусковых свойств двигателей различных типов. В данном случае:
-для рядных дегкотопливных двигателей c= 0.53, d=0.35
Для V-образных легкотопливных двигателей c= 0.558, d=0.49 Для дизельных двигателей c= 0.356, d=0.25
А- коэффициент, определяющий площадь поверхностей трения,
A Z |
d h S |
|
|
Zш dш2 lш |
|
Zк dк2lк |
0,05 d h |
d |
|
d |
|
|
п |
|
|
к |
ш |
||||||||
ц |
ц п |
2 |
|
2 |
ц п |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где - число цилиндров двигателя;
-диаметр цилиндра, см;
-высота рабочей поверхности поршня, см;
-ход поршня, см;
-соответственно число шатунных и коренных шеек коленчатого вала, см;
-соответственно диаметры шатунных и коренных шеек коленчатого вала, см;
-соответственно длина рабочих поверхностей шатунных и коренных шеек коленчатого вала, см.
Для определения коэффициента А используются величины, содержащиеся в табл. 1.2. Вязкость масла V и минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя п для заданных условий пуска двигателя определяются из графических зависимостей рис. 1.1 и 1.2
сучетом типа двигателя, используемого масла и температуры пуска.
1.2 Определение вращающего момента
По найденному значению момента сопротивления двигателя прокручиванию определяется вращающий момент стартера
M cm M дв ic
где - передаточное число привода стартера, выбираемое для легкотопливных двигателей из ряда =13...16, для дизельных двигателей = 10 ... 13; η - КПД зубчатой передачи, для всех случаев 
= 0.8 ... 0.85.
7
Параметры поверхностей трения в двигателе
Таблица 1.2
Двигатель |
Число и расположение цилиндров |
Диаметр цилиндра,, см. |
Высота рабочей поверхности поршня |
Ход поршня, см |
Число шатунных шеек |
Число коренных шеек |
Диаметр шатунной шейки, см |
Диаметр коренной шейки, см |
Длина шатунной шейки, см |
Длина коренной шейки, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАЗ-21214 |
Р-4 |
7.9 |
6.8 |
6.6 |
4 |
5 |
4.8 |
5 1 |
2.7 |
2,3 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УЗАМ-3308 |
Р-4 |
8.2 |
6.0 |
7.0 |
4 |
5 |
5.2 |
6.0 |
3.5 |
50 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УМЗ-409 |
Р-4 |
9.2 |
8.5 |
9.2 |
4 |
5 |
5.8 |
6.4 |
2.5 |
7,5 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗМЗ-405 |
Р-4 |
9.2 |
8.5 |
9.2 |
4 |
5 |
5.8 |
6.4 |
2.5 |
2.5 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗМЗ- |
V-8 |
9.2 |
8.5 |
8.0 |
4 |
5 |
6.0 |
7.0 |
4.6 |
3.0 |
|
5231.10 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ЗИЛ-43041 |
V-8 |
10.0 |
10.5 |
9.5 |
4 |
5 |
6.5 |
7.5 |
5.0 |
3.0 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯМЗ-236Е3 |
V-6 |
13.0 |
16.5 |
14.0 |
3 |
4 |
8.8 |
11.0 |
6.0 |
5.6 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯМЗ-238Е3 |
V-8 |
13.0 |
16.5 |
14.0 |
4 |
5 |
8.8 |
11.0 |
6.0 |
5.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯМЗ-240Е3 |
V-12 |
13.0 |
16.5 |
14.0 |
6 |
7 |
8.8 |
11.0 |
6.0 |
5.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КамАЗ- |
V-8 |
12.0 |
11.5 |
12.0 |
4 |
5 |
8.0 |
9.5 |
6.7 |
3.4 |
|
7403.10 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 Определение минимальной частоты вращения якоря стартерного электродвигателя
Минимальная частота вращения якоря стартерного электродвигателя пст, соответствующая минимальной пусковой частоте вращения коленчатого вала двигателя для заданных условий пуска, определяется по формуле
nст = n ∙ iс
8
Рис. 3.1 Вязкостно-температурные рактеристики моторных масел [3]:
1- 15w30; 2- 10w40; 3- 5w30; 4- 50w40s
9
Рис. 3.2 Зависимость минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала п от температуры пуска двигателя [1]: 1 - двигатели на легком топливе; 2 - дизели
1.4 Определение мощности стартерного электродвигателя
Мощность стартерного электродвигателя, необходимая для пуска двигателя в заданных условиях, определяется исходя из зависимости
Pcm |
|
M |
дв n |
|
9548 |
, кВm |
|||
|
|
|
||
10
По найденным значениям Мст, Рст и пст согласно табл. 1.3 выбирается выпускаемый стартер, обеспечивающий пуск двигателя в заданных условиях с учетом напряжения бортовой сети автомобиля.
Краткие технические данные выпускаемых стартеров
Таблица 1.3
Стартер
Технические данные |
СТ |
СТ |
СТ |
СТ 230 |
СТ 130 |
СТ 103 |
СТ 20 |
СТ |
СТ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
354 |
221 |
113Б |
В |
А |
|
|
145 |
142 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Номинальное |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
24 |
12 |
12 |
24 |
||
напряжение, В |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Максимальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мощность, |
|
0,04 |
1,32 |
0,66 |
1,03 |
1,1 |
7,8 |
1,3 |
1,3 |
8,06 |
|
(Рсm )кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
вращающий момент, |
5,0 |
7,4 |
16 |
22,5 |
30 |
60 |
26 |
30 |
50 |
||
Нм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная частота |
5000 |
6000 |
3800 |
4000 |
3500 |
4500 |
5000 |
3500 |
5000 |
||
вращения якоря, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток при |
мак- |
168 |
260 |
250 |
265 |
260 |
825 |
255 |
260 |
900 |
|
симальной мощности, А |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток при |
полном |
230 |
280 |
525 |
500 |
650 |
885 |
600 |
650 |
930 |
|
торможении якоря, А |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Напряжение на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
коллекторе якоре при |
8,5 |
10,3 |
10, 0 |
9,5 |
9,5 |
21, 0 |
9,0 |
9,5 |
22 |
||
максимальной |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
мощности ( ), В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Определение емкости аккумуляторной батареи
По данным табл. 1.3 выбирается стартер, обеспечивающий пуск двигателя в заданных условиях, и с использованием величин максимальной мощности, и напряжения на коллекторе якоря при работе стартера в режиме максимальной мощности U р определяется емкость аккумуляторной батареи
С 368 Pcm , Ач
U P