Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
31
Добавлен:
13.01.2021
Размер:
1.81 Mб
Скачать

u

6

1

 

 

2.2 Расчет кинематической скорости автомобиля по передачам

Кинематическая скорость автомобиля в функции угловой скорости коленчатого вала двигателя определяется выражением:

i

 

 

r

.

(2.9)

e

к

 

 

 

 

 

 

u

u

 

 

 

 

0

i

 

 

Дляe 85,82

первой передачи при частоте вращения коленчатого вала рад с находим кинематическую скорость движения автомобиля:

 

 

85,82 0,324

1, 2

 

 

1

 

5,0075

4,62

 

 

 

 

м /

с

.

Для остальных значений угловой двигателя и высших передач значения автомобиля рассчитываем аналогично, и

скорости вращения коленчатого вала кинематической скорости движения результаты сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя, скоростной, тяговой и динамической характеристик и графиков ускорений автомобиля

Параметр

 

Размерность

 

 

Значения параметров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

4

 

5

6

 

7

8

ωe

 

с-1

85,8267

171,653

 

257,48

343,307

 

429,133

514,96

Ne

 

кВт

22,4391

47,9732

 

71,9599

89,7564

 

96,7202

88,2089

Me

 

кН·м

0,26145

0,27948

 

0,27948

0,26145

 

0,22539

0,17129

 

 

υ1

м/с

1,2

2,4

 

3,6

4,8

 

6

7,2

Первая пе-

 

PT1

кН

17,2033

18,3897

 

18,3897

17,2033

 

14,8304

11,2711

редача

 

PB1

кН

0,00249

0,00998

 

0,02245

0,03991

 

0,06235

0,08979

u 4,62

 

PC1

кН

17,2008

18,3798

 

18,3673

17,1634

 

14,7681

11,1813

1

 

D1

-

0,67438

0,72061

 

0,72012

0,67292

 

0,579

0,43838

1 2,33

 

 

 

 

j1

м/с2

2,74806

2,94217

 

2,94012

2,7419

 

2,34752

1,75698

 

 

1/j1

с2

0,36389

0,33988

 

0,34012

0,36471

 

0,42598

0,56916

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

13

 

 

 

Окончание таблицы 2.1

 

 

1

 

2

 

3

4

5

6

7

8

 

 

 

υ2

м/с

1,6304

3,2608

4,8912

6,5215

8,1519

9,7823

Вторая пе-

PT2

кН

12,662

13,535

13,535

12,662

10,916

8,2958

редача

PB2

кН

0,0046

0,0184

0,0414

0,0737

0,1151

0,1657

u

3, 4

PC2

кН

12,657

13,517

13,494

12,588

10,8

8,1301

 

2

1, 74

D2

-

 

0,4963

0,5299

0,529

0,4935

0,4234

0,3188

 

 

2

j2

м/с2

2,6748

2,8641

2,859

2,6596

2,2659

1,6779

 

 

 

 

 

1/j2

с2

0,3739

0,3492

0,3498

0,376

0,4413

0,596

 

 

 

υ3

м/с

2,2151

4,4303

6,6454

8,8605

11,076

13,291

Третья пе-

PT3

кН

9,3195

9,9622

9,9622

9,3195

8,0341

6,1059

редача

PB3

кН

0,0085

0,034

0,0765

0,136

0,2125

0,3059

u

2,508

PC3

кН

9,311

9,9282

9,8858

9,1835

7,8216

5,7999

3

 

 

D3

-

 

0,3651

0,3893

0,3876

0,3601

0,3067

0,2274

3

1, 42

 

j3

м/с2

2,3714

2,5377

2,5263

2,3371

1,9701

1,4253

 

 

 

1/j3

с2

0,4217

0,3941

0,3958

0,4279

0,5076

0,7016

 

 

 

υ4

м/с

3,0096

6,0192

9,0288

12,038

15,048

18,058

 

 

 

 

 

 

Четвертая

PT4

кН

6,8594

7,3324

7,3324

6,8594

5,9132

4,4941

 

 

 

передача

PB4

кН

0,0157

0,0628

0,1412

0,251

0,3922

0,5648

u4

1,84

PC4

кН

6,8437

7,2697

7,1912

6,6084

5,5211

3,9293

 

 

1, 25

D4

-

 

0,2683

0,285

0,2819

0,2591

0,2165

0,1541

4

j4

м/с2

1,9419

2,0725

2,0484

1,8697

1,5364

1,0483

 

 

 

 

 

 

 

 

1/j4

с2

0,515

0,4825

0,4882

0,5348

0,6509

0,9539

 

 

 

 

 

 

 

 

 

υ5

м/с

4,089

8,178

12,267

16,356

20,445

24,534

Пятая пе-

PT5

кН

5,0486

5,3968

5,3968

5,0486

4,3523

3,3077

редача

PB5

кН

0,029

0,1158

0,2606

0,4633

0,724

1,0425

u

 

1,35

PC5

кН

5,0197

5,281

5,1362

4,5853

3,6283

2,2652

 

5

 

D5

-

 

0,1968

0,207

0,2014

0,1798

0,1423

0,0888

 

 

1,16

 

5

J5

м/с2

1,4942

1,5808

1,5328

1,3503

1,0332

0,5815

 

 

 

 

 

1/j5

с2

0,6692

0,6326

0,6524

0,7406

0,9679

1,7196

 

 

 

υ6

м/с

5,5556

11,111

16,667

22,222

27,778

31,1

Шестая пе-

PT6

кН

3,7159

3,9722

3,9722

3,7159

3,2034

2,4346

редача

PB6

кН

0,0535

0,2138

0,4811

0,8553

1,3364

1,9244

 

u 1

PC6

кН

3,6625

3,7584

3,4911

2,8606

1,867

0,5101

 

 

6

D6

-

 

0,1436

0,1474

0,1369

0,1122

0,0732

0,02

6

1,11

 

j6

м/с

2

1,0923

1,1255

1,0329

0,8144

0,4701

0

 

 

 

 

 

 

 

1/j6

с2

0,9155

0,8885

0,9681

1,2278

2,127

-

По полученным значениям строим график зависимости кинематической скорости автомобиля от угловой скорости коленчатого вала двигателя.

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

14

 

 

 

2.3 Тяговая характеристика автомобиля

Касательная сила тяги на ведущих колесах автомобиля определяется выражением:

T

 

M

 

u

u

.

(2.10)

 

e

i

0

P

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

Максимальная касательная сила тяги:

P

 

M

g m

1

i

 

 

T max

 

1000

 

 

 

1500 9,81 0,

75

11,03

1000

 

 

 

 

кH

.

(2.11)

Для движения автомобиля на первой коленчатого вала двигателя e 85,82 рад с

передаче при скорости вращения определяем значение касательной

силы тяги на ведущих колесах:

P

0, 2614 4,

62 5,0075 0,92

17, 2

 

 

T

 

0,324

 

 

 

 

кH

.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала и высших передач значения касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1.

Сила сопротивления воздуха при движении автомобиля определяется выражением:

PB

Для движения автомобиля воздуха равна:

K

 

F

2

10

 

 

 

 

 

в

 

 

 

со скоростью

3

.

 

1 м с

(2.12)

сила сопротивления

PB 0,5 3,464 1,22 10 3 0,0025 кН .

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения силы сопротивления воздуха рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1.

Свободная сила тяги автомобиля определяется выражением:

P P

P .

(2.13)

C T

B

 

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

15

 

 

 

Для соответствующих значений касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля и силы сопротивления воздуха определяем свободную силу тяги:

P 17,

203 0,0025 17, 201 кН.

C

 

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения свободной силы тяги рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим тяговую характеристику автомобиля.

2.4 Динамическая характеристика автомобиля

Динамический фактор автомобиля определяется выражением:

 

D

P

.

(2.14)

 

C

 

 

 

 

 

 

Mg

 

 

Для соответствующего значения свободной силы тяги определяем

значение динамического фактора автомобиля:

 

 

17, 201 10

3

 

D

 

0,6744.

2600

9,81

 

 

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения динамического фактора автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим динамическую характеристику автомобиля.

2.5 Характеристики разгона автомобиля

Ускорение автомобиля во время разгона определяется выражением:

j

 

 

 

D

 

g ,

 

i

 

V

 

 

 

 

 

 

i

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где δi – коэффициент учета вращающихся масс.

i 1 1 2ui2 ,

(2.15)

(2.16)

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

16

 

 

 

где 1 0,03..0,05 2

ности, принимаем 1 0,05

0,04..0,06 и 2 0,06

для автомобиля при номинальной мощ-

.

Следовательно, коэффициент учета вращающихся масс для первой передачи равен:

1 0,05 0,06 4,62

2

2,33.

 

 

 

1

 

 

 

Следовательно, для движения автомобиля на первой передаче при угловой

скорости вращения коленчатого вала двигателя e

85,82

рад с ускорение ав-

томобиля равно:

 

 

 

j

 

0,

6744 0,02

9,81

2,74

 

 

i

 

 

2,33

 

 

 

 

 

 

 

м

с

2

 

.

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения ускорения автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим график ускорений автомобиля.

Вычисление времени разгона осуществляем с использованием графика обратных ускорений, для построения которого по данным ускорений ji в таблице 2.1 вычислим обратные ускорения 1/ji до скорости 0,9υmax .

Данные вычисления обратных ускорений сводим в таблицу 2.1 и строим график обратных ускорений. Площадь на графике обратных ускорений, ограниченная сверху кривыми 1/ji, осью скоростей снизу и прямыми υ =υ0 и υ =0,9υmax, представляет собой время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0,9υmax. Для его определения весь диапазон скорости разбиваем на пять интервалов.

Считая, что в каждом интервале скорости разгон автомобиля происходит с обратным ускорением, определенным выражением:

1

 

1

 

1

 

1

 

,

j

2

 

j

j

 

 

 

 

 

 

ср

 

 

i 1

 

i

 

то, следовательно, время разгона автомобиля от скорости υ0 0,9υmax рассчитываем по выражению:

t

 

 

1

 

 

 

 

.

i

 

i

i 1

 

 

jср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.17)

до скорости

(2.18)

Для соответствующих значений ускорений ji-1 и ji получаем среднее обратное ускорение равно:

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

17

 

 

 

1

 

1

0,3639

0,5692 0, 46

j

2

 

 

 

ср

 

 

 

 

с

2

 

м

,

и время разгона в интервале:

t1 0,46 7,2 1,2 2,79 c .

Для остальных интервалов разгона автомобиля среднее обратное ускорение в интервале и время разгона автомобиля в интервале вычисляем аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 2.2.

Полное время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0,9υmax определяется выражением:

 

10

T

i

t ,

 

i 1

(2.19)

T 2,79 1,5 2, 27 3,94 8,65 7,56 26,74 c.

Считая, что в каждом интервале времени разгона, соответствующим интервалам скорости, движение автомобиля происходит со средней скоростью, определенной по формуле:

 

ср

0,5

 

i 1

 

i

 

 

 

 

путь его разгона в интервале равен:

Si срti .

,

(2.20)

(2.21)

Таблица 2.2 – Результаты расчета времени и пути разгона автомобиля

Номер интервала разгона

 

 

 

 

 

1

2

3

 

Скорость в начале интер-

Vi-1

 

 

м

 

вала

 

с

 

 

Скорость в конце

Vi

 

 

м

 

 

 

 

интервала

 

с

 

 

 

 

 

Обратное ускорение в

1/Ji-1

 

 

с2

начале интервала

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

Обратное ускорение в

1/Ji

 

с2

 

конце интервала

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм. Лист № докум. Подп. Дата

1

2

 

3

4

5

6

 

 

4

5

 

6

7

8

9

 

 

1,2

7,2

 

9,782

13,291

18,058

24,534

 

7,2

9,782

 

13,29

18,058

24,534

31,1

 

0,36

0,569

 

0,596

0,7016

0,9539

1,7196

 

0,56

0,596

 

0,701

0,9539

1,7196

2,127

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

741/20-ПЗ

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание таблицы 2.2

1

2

Среднее обратное уско-

1/Jicp

рение

 

Время разгона в

ti

интервале

 

Полное время

T

разгона

 

Средняя скорость в ин-

Vcpi

тервале

 

Путь разгона в

Si

интервале

 

Полный путь

S

разгона

 

3

с

2

 

м

с

с

м

с

 

м

м

4

5

6

7

8

9

0,46

0,582

0,648

0,8277

1,3367

0,8598

2,79

1,504

2,276

3,9457

8,6573

7,5654

2,79

4,303

6,579

10,525

19,183

26,748

4,2

8,491

11,53

15,674

21,296

28,934

11,7

12,77

26,26

61,846

184,36

218,9

11,7

24,53

50,79

112,64

297

515,89

Для первого интервала средняя скорость движения автомобиля равна:

 

 

0,5

 

7, 2

 

4, 2

ср

1, 2

 

 

 

 

 

 

 

а путь разгона автомобиля равен:

м с

,

S

4,2 2,79 11,75

i

 

м

.

Для остальных интервалов разгона автомобиля среднюю скорость движения в интервале и путь разгона автомобиля в интервале вычисляем аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 2.2.

По данным таблицы 2.2 строим график времени и пути разгона автомо-

биля.

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

19

 

 

 

3 Топливно-экономический расчет автомобиля

Топливно-экономическая характеристика представляет зависимость путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля при различных коэффициентах дорожного сопротивления.

При установившемся движении путевой расход топлива определяется выражением:

 

Q

 

S

Q

100

S

 

100

g

e

N

З

 

 

 

 

 

 

3,6

556,74 3,131

3,6 730 5,55 0,92

,

12,97.

(3.1)

где ge – удельный расход топлива, г/(кВт·ч);

NЗ – мощность, затрачиваемая на движение автомобиля, кВт;

ρ – плотность топлива, принимаемая для бензинового топлива равной

730 кг/м3.

Расчет топливно-экономической характеристики осуществляется с использованием данных расчета тягово-динамических характеристик автомобиля.

3.1 Расчет баланса и степени использования мощности

Расчет баланса мощности автомобиля выполняется на высшей передаче при двух значениях коэффициента дорожного сопротивления. Для этого при расчетных значениях угловой скорости коленчатого вала двигателя принятых в тягово-динамическом расчете и соответствующих им значениях скорости автомобиля вычисляются мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля; мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления и мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха.

Мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, определяется выражением:

NT Ne .

(3.2)

Для угловой скорости коленчатого вала двигателя

 

85,82

e

 

рад с

и со-

ответствующему ей значению эффективной мощности находим значение мощности, подводимой к ведущим колесам:

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

20

 

 

 

N

T

22,32 0,92 20,64

 

 

кВт

.

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, деляется выражением:

NB PB .

 

 

Для угловой скорости коленчатого вала двигателя e

85,82

рад с

опре-

(3.3)

и со-

ответствующему ей значению силы сопротивления воздуха находим значение мощности, идущей на преодоление сопротивления воздуха:

N

B

0,053 5,55 0,29

 

 

кВт

.

Мощность, необходимая для преодоления определяется выражением:

N

D

P M g

 

D

дорожного

10

3

.

 

сопротивления,

(3.4)

Расчет мощности, необходимой для преодоления дорожного сопротивления выполним для двух значений коэффициента дорожного сопротивления:

 

V

 

0,02

и

'

V

 

0,005

0,02 0,005

0,

025

.

Для скорости движения автомобиля υ = 33,3 м/с и коэффициента дорожного сопротивления ψ=0,02 мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления равна:

ND 2600 9,81 0,02 5,55 10 3 2,83 кВт .

Мощность, затрачиваемая на движение автомобиля:

NЗ

NB ND .

(3.5)

Для соответствующих значений мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления воздуха и дорожного сопротивления, мощность, затрачиваемая на движение автомобиля равна:

N

З

0,297 2,83 3,13

 

 

кВт

.

Для остальных значений скорости вращения коленчатого вала двигателя (скорости движения автомобиля) значения мощности, подводимой к ведущим

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

21

 

 

 

колесам автомобиля; мощностей, идущих на преодоление сопротивления воздуха и дорожного сопротивления, а так же мощности, затрачиваемой на движение автомобиля, находим аналогично, результат вычислений сводим в таблицу 3.1 и строим графики мощностного баланса автомобиля.

Степень использования мощности определяется выражением:

ИNЗ NT

.

(3.6)

Для соответствующих значений мощностей, затраченной на движение автомобиля и подводимой к ведущим колесам определяем степень использования мощности:

И

3,13

0,15 .

20,64

 

 

Степень использования угловой скорости коленчатого вала двигателя определяется выражением:

E

 

 

 

 

i

 

ei

 

 

 

 

 

 

max

 

 

N

 

 

 

 

0,2

.

(3.7)

Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения степеней использования мощности и угловой скорости коленчатого вала двигателя находим аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты расчета баланса мощности и расхода топлива

Параметр

Размер-

 

 

Значения параметров

 

 

ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωе

с-1

85,827

171,65

257,48

343,31

 

429,13

514,96

v10

м/с

5,5556

11,111

16,667

22,222

 

27,778

33,333

Ne

кВт

22,439

47,973

71,96

89,756

 

96,72

88,209

NT

кВт

20,644

44,135

66,203

82,576

 

88,983

81,152

NB

кВт

0,297

2,3759

8,0185

19,007

 

37,123

64,148

Лист

Изм. Лист № докум.

Подп. Дата

741/20-ПЗ

22

 

 

 

Соседние файлы в папке Курсовая работа с разработкай и модернизацией КПП 6 ступенчатой (БЕНЗИН)