Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ГАЗ-13
Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ГАЗ-13
Министерство образования Украины Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет Кафедра автомобилей Курсовая работа по теме: “Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Газ-13” Выполнил: ст. гр. Д 24 Домовец М.С. Харьков 2004 Содержание Исходные данные для расчёта Построение внешней скоростной характеристики двигателя Построение графиков силового баланса и динамической характеристики |
а) Исходные данные для расчёта | | Вид автомобиля | легковой | | Полная масса m, кг | 3175 | | Марка и тип двигателя | Мод.ГАЗ-13, карбюраторный | | Максимальная мощность Nemax, кВт | 161,8 | | Частота вращения вала двигателя при максимальной мощности nN, об/мин | 4200 | | Наличие ограничителя частоты вращения вала двигателя | нет | | Передаточные числа: коробки передач Uк1 Uк2 Uк3 Uзх раздаточной коробки или делителя главной передачи U0 | 2.64 1.55 1.00 2.00 нет 3.58 | | Шины | 9.35-15 | | Статический радиус колёс rст, м | 0,271 | | Габаритные размеры ширина Br, м высота Hr, м | 1,49 1,37 | | КПД трансмиссии | 0,9 | | Коэффициент сопротивления воздуха K , Н•с2/м4 | 0,3 | | |
|
б) Реальные значения основных параметров автомобиля для сравнения их с полученными расчётными данными | | Максимальный крутящий момент двигателя Меmax , Н•м | 451.1 | | Частота вращения вала двигателя при максимальном крутящем моменте nm, об/мин | 2700 | | Максимальная скорость Vmax, км/ч | 175 | | Время разгона до 80 км/ч | нет данных | | |
2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу Лейдермана, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики Ne max и nN воспроизвести всю картину мощности: , где Ne, кВт - текущее значение мощности двигателя, n, об/мин - соответствующая частота вращения вала двигателя, Ne max, кВт - максимальная мощность двигателя, Nemax=161.8 кВт. nN, об/мин - частота вращения вала двигателя при максимальной мощности. А1,А2 - эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя. А1 и А2 принимаем равные 1,0 соответственно т. к. двигатель на заданном автомобиле карбюраторный. Для выбора текущее значение n диапазон вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов nmin до nN разбивается на произвольное число участков с постоянным интервалом Дn, кратным 50 или 100. Интервал выбираем по формуле: , Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничителя частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала nN при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10-20% превышать частоту nN, для него берут ещё одно значение n после nN с тем же интервалом Дn. Минимальную частоту вращения коленчатого вала nmin выбирают в пределах 400…800 об/мин. Меньшие значения принимают для дизелей, большие - для карбюраторных двигателей легковых автомобилей и АТС на их базе, средние - для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и АТС на их базе. Nmin= 800 об/мин и Дn = об/мин. , Результаты расчётов занесены в таблицу 1 и с их помощью строем внешнюю скоростную характеристику двигателя Ne=f(n) и Me=f(n). Для дизельных двигателей и карбюраторных с ограничителями внешнюю скоростную характеристику строят до точки, соответствующей nN. 3. Построение графиков силового баланса и динамической характеристикой
При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса: Pk-Pш-Pw -Pj=0, (4) Тяговое усилие на ведущих колёсах определяют из выражения, Н: , (5) где: rд - динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным rст, м. Вторую составляющую силового баланса - силу суммарного дорожного сопротивления - определяют по формуле, Н: Pш=ш•G,где G=g•m - полный вес автомобиля, Н. g=9,81 м/с2 - ускорение свободного падения. В расчётах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивлению качению, в связи с чем полагаем ш=const. Для автомобиля Газ-13 G=9,81•3175=31146.75 Н, а при заданном ш = 0,037 Рш= 0,037 • 31146,75=1152,430 Н. Сила сопротивления воздуха, Н: , где: F - лобовая площадь автомобиля, м2. V - скорость автомобиля, км/ч. Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии - приближённо по выражению: F=б•Br•Hr, где: б - коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей б=0,78…0,8; для грузовых автомобилей б=0,75…0,9 (большее значение принимают для автомобилей с большей полной массой); для автобусов б=0,85…0,95 (меньшие значения принимаются для автобусов малой вместимости, а большие - большей).F = 0,8 • 1,61 • 1,44 = 1,3552 м2Сила сопротивления разгону, Н:,где: д - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс.j - ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с2.При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Pk и суммы сопротивлений движению (Pш+ Pw).График силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала n зависимостью:,где rk - радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания, статистическому радиусу rст.Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле: ,Для построения графика силового баланса рассчитываем сумму Pш+ Pw, которая зависит только от скорости и не зависит от передаточного числа коробки передач. Поэтому расчёт выполняем применительно к скоростям, соответствующим высшей передачи.Таблица 2. Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики автомобиля ЗАЗ-968М |
Параметры | Значение параметров | | n , об/мин | 600 | 900 | 1200 | 1500 | 1800 | 2100 | 2400 | 2700 | 3000 | 3200 | | a*n/nN | 0,2222 | 0,3333 | 0,4444 | 0,5556 | 0,6667 | 0,77778 | 0,88889 | 1 | 1,111111 | 1,185185 | | b*(n/nN)2 | 0,0494 | 0,1111 | 0,1975 | 0,3086 | 0,4444 | 0,60494 | 0,79012 | 1 | 1,234568 | 1,404664 | | c*(n/nN)3 | 0,011 | 0,037 | 0,0878 | 0,1715 | 0,2963 | 0,47051 | 0,70233 | 1 | 1,371742 | 1,664787 | | a*n/nN+b*(n/nN)2-c*(n/nN)3 | 0,2606 | 0,4074 | 0,5542 | 0,6927 | 0,8148 | 0,91221 | 0,97668 | 1 | 0,973937 | 0,925062 | | Ne | 8,0817 | 12,633 | 17,184 | 21,48 | 25,266 | 28,2859 | 30,2851 | 31,00817 | 30,2 | 28,68449 | | Me | 128,63 | 134,05 | 136,76 | 136,76 | 134,05 | 128,634 | 120,509 | 109,677 | 96,13667 | 85,60526 | | |
Рисунок 1-Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя внутреннего сгорания Рисунок 2. Силовой баланс автомобиля Рисунок .3. Динамическая характеристика автомобиля Таблица 1. Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя |
Параметры | Значение параметров | | n , об/мин | 600 | 900 | 1200 | 1500 | 1800 | 2100 | 2400 | 2700 | 3000 | 3200 | | a*n/nN | 0,2222 | 0,3333 | 0,4444 | 0,5556 | 0,6667 | 0,77778 | 0,88889 | 1 | 1,111111 | 1,185185 | | b*(n/nN)2 | 0,0494 | 0,1111 | 0,1975 | 0,3086 | 0,4444 | 0,60494 | 0,79012 | 1 | 1,234568 | 1,404664 | | c*(n/nN)3 | 0,011 | 0,037 | 0,0878 | 0,1715 | 0,2963 | 0,47051 | 0,70233 | 1 | 1,371742 | 1,664787 | | a*n/nN+b*(n/nN)2-c*(n/nN)3 | 0,2606 | 0,4074 | 0,5542 | 0,6927 | 0,8148 | 0,91221 | 0,97668 | 1 | 0,973937 | 0,925062 | | Ne | 8,0817 | 12,633 | 17,184 | 21,48 | 25,266 | 28,2859 | 30,2851 | 31,00817 | 30,2 | 28,68449 | | Me | 128,63 | 134,05 | 136,76 | 136,76 | 134,05 | 128,634 | 120,509 | 109,677 | 96,13667 | 85,60526 | | |
| |
