Полноприводный грузовой автомобиль с расчётом прочностных характеристик комбинированного моста

Материалы » Полноприводный грузовой автомобиль с расчётом прочностных характеристик комбинированного моста

Расчет тягово-динамических характеристик

Общий вид автомобиля приведен на рисунке 1.1.

Рис 1.1 Внешний вид и основные размеры автомобиля.

Основные технические данные автомобиля [2,3]:

Колесная формула 44

Полная масса, кг 7900

Колея, мм 1800

Высота, мм 2820

Длинна, мм 5200

Двигатель:

тип: дизель

Коробка передач:

тип: механическая

Шины: 215/75 R17,5

Для анализа работы автомобильных и тракторных двигателей используются различные характеристики: скоростные, нагрузочные (тягово-динамические) регуляторные, регулировочные и специальные. Обычно все характеристики получают экспериментальным путем при испытаниях двигателей [9].

При проектировании нового двигателя отдельные характеристики (например, скоростная и нагрузочная) могут быть построены расчетным путем. В этом случае ряд параметров определяют по эмпирическим зависимостям, полученным на основании обработки большого числа опытных данных.

Скоростная характеристика показывает изменение мощности, крутящего момента, расходов топлива и других параметров от частоты вращения коленчатого вала. Расчеты базируются на результатах теплового расчета и теплового баланса двигателя и изложены в ряде учебников, пособий. [13]

Тягово-динамические характеристики автомобиля

Мощность двигателя необходимая для достижения максимальной скорости определяется по формуле (1.1).

(1.1)

где – максимальная скорость движения автомобиля, км/ч, (=95);

– полная масса автомобиля, кг, (=7900);

– ускорение свободного падения, м/с2, ();

F – лобовая площадь автомобиля, м2;

k – коэффициент обтекаемости, Н*с2/м4, (k =0,7);

– КПД трансмиссии, ();

(1.2)

где – коэффициент полноты лобовой площади, (= 1)[7];

В – ширина автомобиля, м, (В =1,80 м);

Н – высота автомобиля, м, (Н=2,82 м);

Лобовая площадь трактора рассчитывается согласно формуле (1.2):

F=*В*Н=1*1,8*2,82=5,08 м2

Используя эти данные, рассчитаем мощность двигателя при максимальной скорости по формуле (1.1):

Построение внешней скоростной характеристики [7].

Nex=Ne*, кВт (1.3)

где Nex – эффективная мощность в искомой точке скоростной характеристики двигателя, кВт;

Ne – номинальная эффективная мощность двигателя, кВт;

nx – выбранные значения текущей частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

nN – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности, об/мин (nN=3500 об/мин)[2].

Согласно формуле (1.3) рассчитываем:

Результаты расчетов сводим в приложение А.

Определение эффективного крутящего момента двигателя

Мех = 9550*, Нм (1.4)

Согласно формуле (1.4) рассчитываем:

Мех= 9550*=9550*=345,8 Н*м

Результаты расчета сводим в приложение А.

Рисунок 1.2 - Эффективная мощность двигателя

Рисунок 1.3 - Эффективный крутящий момент двигателя

Радиус качения вычисляем из следующего выражения:

(1.5)

где d-посадочный диаметр шины, м, (d=0,445);

Вш–высота профиля шины, м, (Вш =0,161);

λш–коэффициент смятия шины, (λш=0,9).

Расчет передаточных отношений трансмиссии.

Значение передаточного числа главной передачи определяют по формуле (1.6):

, (1.6)

где – передаточное число на высшей передаче, ().

Согласно формулы (1.6):

Передаточное число первой передачи определяется по формуле:

(1.7)

где – максимальный коэффициент сопротивления дороги, ()[3];

– максимальный крутящий момент на валу двигателя, Н*м, ();

Вычисляем передаточное число первой передачи согласно (1.7):

Передаточные числа коробки передач, начиная со второй, определяются по формуле:

(1.8)

где – число передач, ();

– номер передачи.

Согласно выражения (1.8) рассчитываем передаточное число второй передачи:

Согласно выражения (1.8) рассчитываем передаточное число третьей и четвертой передачи:

Как указывалось ранее .

Расчет передаточных отношений трансмиссии.

iк= uкп*iгл; (1.9)

где uкп – передаточное число коробки передач;

iгл – передаточное число главной передачи.

Согласно формуле (1.9):

для первой передачи- i1 = u1*iгл =9,57*5,14=49,14;

для второй передачи- i 2= u2*iгл=5,44*5,14=27,94;

для третьей передачи- i 3= u3*iгл =3,09*5,14=15,89;

для четвертой передачи- i 4=u4*iгл =1,76*5,14=9,03;

для пятой передачи- i5=u5*iгл =1*5,14=5,14.

Расчет значений тяговых сил.

Сила тяги на ведущих колесах выражается следующим образом

Рk= ,Н (1.10)

где ik – передаточное отношение трансмиссии;

ηТ – механический к.п.д. трансмиссии (ηТ =0,9)[5];

rК – радиус качения колеса, м, (rК = 0,37 м)[3].

Согласно (1.10) для первой передачи получаем следующее значение силы тяги:

Рk1==

Результаты вычислений сводим в приложение Б.

Расчет значений кинематической скорости.

, км/ч (1.11)

Скорость для первой передачи:

Результаты вычислений сводим в приложение Б.

По данным приложения Б строим тяговую характеристику автомобиля на рисунке 1.4.

1 — на первой передаче; 2 — на второй передаче; 3 — на третьей передаче; 4 — на четвертой передаче; 5–на пятой передаче.

Рисунок 1.4 - Тяговая характеристика автомобиля

Определение силы аэродинамического сопротивления.

(1.12)

где k– коэффициент обтекаемости, Н*с2/м4 (k=0,7 Н*с2/м4) [5];

F – лобовая площадь автомобиля, м2,

Согласно (1.12) получаем следующее значение силы аэродинамического сопротивления:

Результаты вычислений сводим в приложение В.

Расчет динамического фактора.

D= (1.13)

где D – динамический фактор представляет собой остаточную силу тяги автомобиля;

m – полная масса автомобиля, кг,(m =7900 кг).

D==

Результаты вычислений сводим в приложение Г

По данным приложения Г строим график на рисунке1.5.

1 — на первой передаче; 2 — на второй передаче; 3 — на третьей передаче; 4 — на четвертой передаче; 5–на пятой передаче.

Рисунок 1.5 - Динамическая характеристика автомобиля

Сила сопротивления качению

Коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости приближенно можно выразить по формуле:

(1.14)

Согласно (1.14) рассчитываем значение коэффициента:

Результаты вычислений сводим в приложение Д.

Сила сопротивления качению определяется выражением:

Pf = f*m* g, H (1.15)

Согласно (1.15) производим вычисления для высшей передачи:

Pf = f*m* g=0,0134*7900*9,81=1038,6 H

Рассчитанные значения сводим в приложение Е.

Силовой баланс автомобиля.

Значения сил сопротивления (см. приложения В и Е) и силы тяги (см. приложение Б) для пятой передачи сводим в приложение Ж.

По данным приложения Ж строим график на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 - Силовой баланс автомобиля

1 – Pk1, сила тяги на ведущих колесах на первой передаче; 2– Pk2, сила тяги на ведущих колесах на второй передаче; 3– Pk3, сила тяги на ведущих колесах на третьей передаче; 4 – Pk4, сила тяги на ведущих колесах на четвертой передаче; 5 – Pk5, сила тяги на ведущих колесах на пятой передаче; 6 – Pw, сила сопротивления воздуха; 7 – Рf, сила сопротивления качения; 8 –Pw+Pf .

Мощностной баланс автомобиля на высшей передаче

Мощностной баланс автомобиля на каждой передаче показывает соотношение между мощностью, которой обладает автомобиль на данной передаче и мощностью, которую требуется потратить для движения с данной скоростью [5].

Мощность на ведущих колесах.

, кВт (1.16)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качения.

, кВт (1.17)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха.

, кВт (1.18)

Вычисления производим для пятой передачи, согласно (1.16), (1.17) и (1.18):

.

Результаты вычислений сводим в приложение З.

По данным приложения З строим график представленный на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 - Мощностной баланс автомобиля

1 – Nk, мощность на ведущих колесах; 2 – Nw, мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха; 3 – Nf, мощность, затрачиваемые на преодоление сопротивления качения; 4 –Nw+Nf .

Расчет расхода топлива

Топливно-экономическая характеристика определяется удельным эффективным расходом топлива по формуле:

(1.19)

где gN – удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности двигателя, (=220) [5];

kn – коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от оборотов коленчатого вала двигателя;

kN – коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя.

Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности для бензиновых двигателей составляет 300...340 г/(кВт*ч), а для дизелей- 220...260 г/(кВт-ч) [5].

Коэффициент kn (приложение И) определяется в зависимости от отношения оборотов коленчатого вала двигателя при текущем и максимальном значениях мощности [5].

Коэффициент KИ определяется в зависимости от степени использования мощности двигателя И. Степень использования мощности двигателя И определяется из соотношения:

(1.20)

Производим расчет для пятой передачи и двух значений.

Согласно формуле (1.20):

Результаты вычислений сводим в приложение К.

Согласно (1.19) рассчитываем ge:

Уравнение расхода топлива автомобилем:

(1.21)

где ρт – плотность топлива, ( =0,74 кг/л) [5];

ηтр – КПД трансмиссии;

V – скорость движения автомобиля, км/ч.

Согласно (1.21) для пятой передачи получаем:

По полученным значениям зависимости расхода топлива строим график топливной экономичности автомобиля приведенный на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 - Удельный расход топлива

Рисунок 1.9 - Путевой расход топлива

Самое популярное:

Проектирование узловой участковой станции
В данном проекте выбран полупродольный тип участковой станции. Выбор полупродольного схемы обоснован двухпутной линией и недостаточной фактической длиной станционной площадки. Имеющаяся длина станционной площадки определяется по плану трассы железнодорожной линии на участке для размеще ...

Шасси автомобиля. Конструкции подвесок
На автомобиле ВАЗ 2123 зависимая задняя подвеска с телескопическими гидравлическими амортизаторами и витыми пружинами (рис. 1). Рис. 1. Задняя подвеска ВАЗ 2123 стандартный вариант. Балка заднего моста соединяется с кузовом четырьмя продольными штангами и одной поперечной (тягой Панара). Как про ...

Расчет тяговой характеристики автомобиля КрАЗ-255В
Основной задачей работы является определение и расчет тяговых характеристик автомобиля, отвечающего условиям езды по дорогам с твердым покрытием, грунтовым дорогам и бездорожью. Автомобиль должен быть маневренным, обладать высокой грузоподъемностью и тяговыми свойствами, а также соответс ...


Разделы


Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.intotransport.ru