- •Введение
- •Глава I. Тяговый расчет трактора и автомобиля.
- •1.1. Тяговый расчет трактора
- •1.1.1 Расчетный тяговый диапазон
- •1.1.2. Масса трактора
- •1.1.3. Номинальные скорости движения. Структура передач.
- •1.1.4. Размеры ведущих колес и расчетный радиус колеса.
- •1.1.5. Передаточные числа трансмиссии и уточнение расчетных скоростей движения
- •1.1.6. Номинальная мощность двигателя
- •1.2. Тяговый расчет автомобиля
- •1.2.1. Полная масса автомобиля:
- •1.2.2. Подбор шин и определение радиуса качения ведущих колес.
- •1.2.3. Номинальная мощность двигателя
- •1.2.4. Передаточные числа коробки передач.
- •Глава 2. Тепловой расчет двигателя.
- •2.1. Выбор и обоснование исходных данных к тепловому расчету
- •2.1.1. Давление и температура остаточных газов.
- •2.1.2. Подогрев свежего заряда
- •2.1.3. Коэффициент избытка воздуха
- •2.1.4. Топливо
- •2.1.5. Показатели политроп сжатия и расширения
- •2.1.6. Коэффициент использования тепла ,
- •2.1.7. Степень повышения давления.
- •2.2. Определение параметров состояния рабочего тела
- •2.2.1. Процесс впуска
- •2. Коэффициент остаточных газов:
- •4. Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:
- •2.2.4. Процесс расширения
- •Значения давления и температуры в современных двигателях
- •2.3. Индикаторные и эффективные показатели двигателя
- •5. Среднее давление механических потерь.
- •6. Среднее эффективное давление и механический кпд двигателя:
- •7. Эффективный кпд и эффективный удельный расход топлива:
- •2.4. Определение диаметра и хода поршня
- •Данные теплового расчета.
- •2.5. Построение индикаторной диаграммы
- •2.6. Построение скоростной характеристики двигателя
- •Глава 3. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма (кшм).
- •3.1. Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма.
- •3.2. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •Глава 4. Расчет систем двигателя
- •4.1. Расчет смазочной системы
- •1. Емкость системы определяется по выражению:
- •2. Циркуляционный расход масла
- •3. Расчетная производительность насоса и выбор конструктивных характеристик шестеренчатого насоса.
- •4. Мощность, затрачиваемая на привод насоса:
- •5. Площадь поверхности охлаждения радиатора (теплоотдающая поверхность):
- •4.2. Расчет системы охлаждения
- •1. Количество отводимого тепла:
- •2. Циркуляционный расход охлаждающей жидкости:
- •3. Расчетная производительность насоса и мощность на его привод:
- •4. Емкость системы охлаждения
- •Поверхность охлаждения радиаторов и емкость системы охлаждения и смазочной системы двигателей.
- •5. Поверхность охлаждения радиатора.
- •4.3. Система питания двигателя
- •Глава 5. Расчет и построение тяговой характеристики трактора, тяговых и динамических характеристик автомобиля.
- •5.1. Расчет и построение тяговой характеристики трактора.
- •5.2. Расчет и построение тяговых и динамических характеристик автомобиля.
- •Расчет времени разгона автомобиля.
- •Приложение 2
5.2. Расчет и построение тяговых и динамических характеристик автомобиля.
В курсовом проекте должны быть рассчитаны и построены графики силового и мощностного баланса автомобиля, динамическая характеристика, графики ускорения, времени и пути разгона автомобиля для движения его с
полной нагрузкой на всех передачах.
Расчеты производятся для всех основных передач для 10...12 скоростных режимов работы двигателя от минимально устойчивой до номинальной (максимальной) частоты вращения двигателя. При расчетах обычно принимаются следующие допущения: 1) коэффициент сопротивления качению и механический КПД трансмиссии принимаются постоянными, независящими от скорости движения автомобиля, включенной передачи и степени нагрузки двигателя; 2) движение автомобиля рассматривается на горизонтальном участке при установившейся скорости движения.
Для выбранных скоростных режимов рассчитываются:
1) касательная сила тяги автомобиля
, кН
где Mк, кН·м и Nе, кВт - крутящий момент и мощность двигателя при расчетном режиме работы, определяемые по скоростной характеристике;
iтр =iк ·i0 - передаточное число трансмиссии на расчетной передаче;
- механический КПД трансмиссии (1 с.31);
rк - радиус качения ведущих колес, м;
n - частота вращения двигателя, мин-1.
2) скорость движения автомобиля
, км/ч; V=V/3,6, м/с
3) сила сопротивления воздуха
, Н
Значения коэффициента обтекаемости приведены в учебнике (/1/ с.15):
F - площадь лобовой поверхности автомобиля, м2.
4) сила суммарного сопротивления дороги
, Н
Если не заданы дорожные условия, то коэффициент суммарного сопротивления дороги следует принять в пределах =0,025...0,04.
5) составляющие мощностного баланса
, кВт
где , кВт - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений дороги;
, кВт - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха;
, кВт - мошность, затрачиваемая на ускорение (замедление) движения автомобиля;
Nк, кВт - мощность на ведущих колесах автомобиля.
При максимальной скорости движения Nj=0 и или ,
где Nн - номинальная мощность дизеля, или
Nmax - максимальнaя мощность карбюраторного двигателя;
- механический КПД трансмиссии.
6) динамический фактор автомобиля.
где G=9,81m, Н - полный вес автомобиля (сила тяжести).
7) ускорение автомобиля
, м/с2
где g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;
= 1,05+0,05* iк коэффициент учета вращающихся масс;
iк - передаточное число коробки передач.
Тяговые и динамические характеристики автомобиля рассчитываются на ЭВМ по программе "Расчет тяговых и динамических характеристик автомобиля”. Шифр программы TDXAI.BA.
Для использования программы должны быть определены и вписаны:
Nн = кВт - номинальная мощность двигателя, для карбюраторного двигателя Nmax = кВт - максимальная мощность;
nн = мин - номинальная частота вращения дизеля, для карбюраторного двигателя - nmax - максимальная частота вращения;
rк - радиус качения ведущих колес;
G = кН - сила тяжести автомобиля;
= КПД трансмиссии (принимается одинаковым для всех передач, включая и прямую передачу);
- коэффициент суммарного сопротивления дороги;
f - коэффициент сопротивления качению;
= Н·с2 /м - коэффициент сопротивления воздуха, принятый в тяговом расчете автомобиля;
iк1, iк2, iк3 и т.д. - передаточные числа коробки передач;
i0 - передаточное число главной передачи;
F=м2 - площадь лобовой поверхности автомобиля;
a, b, c- опытные коэффициенты, принятые при расчете скоростной характеристики.
В программе и таблице расчета приняты обозначения:
Nex - расчетное значение мощности двигателя Nex, кВт;
Wx - расчетная скорость движения автомобиля Wx, км/ч;
Pк - касательная сила тяги Pк, кН;
Pw - сила сопротивления воздуха Pw, кН;
D - динамический фактор D;
Nw - мощность сопротивления воздуха Nw, кН;
Nк - мощность на ведущих колесах автомобиля Nк, кВт;
- мощность на преодоление сопротивления дороги Nψ,кВт;
По результатам расчета на втором листе проекта (см. рис.3) строятся графики тягового (силового) и мощностного баланса, динамическая характеристика и ускорение от скорости движения автомобиля. Характер кривых и методика построения изложены в рекомендуемой литературе /1/, /5/.
Графики времени и пути разгона ввиду отсутствия точно выраженной аналитической связи между ускорением и скоростью движения строятся графоаналитическим способом. Для этого строится график величин обратных ускорениям 1/j=f(v) (рис.14).
На этом графике заштрихованная элементарная площадка представляет собой в масштабе подинтегральное выражение интеграла, выражающего время разгона ; где V в км/ч.
Поэтому любая площадка, ограниченная кривой 1/j , осью абсцисс и двумя ординатами, представляет собой время разгона в данном интервале скоростей. Разбив площадь графика вертикальными линиями на отдельные участки, находят (приближенно) площадь каждого участка. Обычно длину участков принимают одинаковой и равной 10 км/ч, т.е. км/ч. Площадь первого участка представляет собой время разгона автомобиля от скорости Vmin до V1, площадь второго участка - время разгона от скорости V1 до скорости V2 и т.д.
; и т.д.
где 1/jср1 ; 1/jср2 и т.д. средние значения величины обратной ускорению, соответственно, на первом, втором и т.д. участках.
Рис.14. График обратной величины ускорению
Так, для некоторых интервалов скоростей разгон может быть выполнен на нескольких передачах, то время разгона следует отмечать номером передачи, например:
и и т.д.
Время разгона от минимальной скорости движения до скоростей V1, V2, V3 будет:
до V1 – t1 =
до ) и
Значения времени разгона автомобиля наносят на график и полученные точки соединяют плавной кривой, выражающей зависимости времени разгона от скорости движения автомобиля (рис.15). Результаты расчетов записываются в табличной форме.
Таблица 15.