Теоретическая оценка возможности работы автомобиля в заданных условиях эксплуатации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования РФ

Государственное общеобразовательное учреждение высшего

Профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра "Автомобили"

Курсовая работа

По дисциплине "Эксплуатационные свойства автомобилей"

На Тему " Теоретическая оценка возможности работы автомобиля в заданных условиях эксплуатации"



Содержание

1. Исходные данные

1.1 Краткая техническая характеристика УАЗ-469

1.2 Принятые значения коэффициентов

2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

2.1 Оценка приспособляемости ДВС

2.2 Коэффициент приспособляемости ДВС

3. Расчет КПД и передаточных чисел трансмиссии

4. Расчет показателей тяговой характеристики

5. Расчет и построение динамического паспорта

6. Расчет и построение графиков ускорений,времени пути разгона

7. Топливно - экономическая характеристика автомобиля

Вывод



1. Исходные данные

1.1 Краткая техническая характеристика УАЗ-469

Краткая техническая характеристика АТС. Таблица 1.1

Показатели	Ед. измерения	Усл. обозначение	Числ. значения
Колесная схема			4x4
Число мест (вместимость)	человек		7
Снаряженная масса	Кг	m0	1590
В т.ч. на переднюю ось	Кг	m01	850
На заднюю ось	Кг	m02	760
Полная масса:	Кг	m0	2150
В т.ч. на переднюю ось	Кг	m01	1020
На заднюю ось	Кг	m02	1430
Габаритные размеры:
-длинна	Мм	La	4100
-ширина	Мм	Ba	1730
-высота	Мм	Ha	2025
Продольная база	Мм	L	3750
Ширина колеи	Мм	B1/B2	1465/1465
Максимальная скорость	Км/ч	Vм	150
Время разгона до 100км/ч	С	Lp	25
Максимально преодолеваемый подъем	%	iм
Тормозной путь с 80км/ч	М	S1	44,8
Контрольный расход топлива:
-в городском цикле	Л/100км		-
-на трассе	Л/100км		10,6
-смешанный цикл	Л/100км		9,1
Марка двигателя			УАЗ-469

Тип двигателя, особенности конструкции и расположение	Четырехтактный, бензиновый, карбюраторный;Число цилиндров 4, расположение рядное
Номинальная мощность двигателя при частоте вращение коленвала	кВт об/мин	Nн nн	70 4500
Удельный расход топлива при номинальной мощности	г/кВт*ч	gaNH	326
Максимальный крутящий момент при частоте вращения коленвала	Н*м об/мин	M max nм	172 2400
Тип трансмиссии	Механическая
Передаточные числа:
-главная передача		Uo	5,125
-коробка передачи		Uкп1	4,12
		Uкп2	3,641
		Uкп3	1,58
		Uкп4	1,00
		Uзх	5,224
Размерность пневматических шин	Шины камерные шестислойные	225/75R16
Радиус качения колес	М	г	0,256

1.2 Принятые значения коэффициентов

Таблица 1.2

Наименование	Условные обозначения	Числовые значения	Примечание
Коэффициент холостых потерь в трансмиссии	Ккхп	0.03
Коэффициент эксплуатационной нагрузки	Хэ	1
КПД цилиндрической пары зубчатых колес		0.98
КПД карданного шарнира	Nш	0.995
Коэффициент сопротивления качения(табличный)		0,018
Коэффициент сцепления колес с дорогой	Ф	0.8
Коэффициент обтекаемости или Коэффициент аэродинамического сопротивление(размерность)	Сх	0.38



2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

2.1 Оценка приспособляемости ДВС

1 Текущая частота вращения коленчатого вала с-1 щд=80

2 Эффективная мощность двигателя, кВт

Ne=NH*лd*(a+b*лd-c*лd2) кВт,где

Ne=70*0.14*(1+1*0,14-1*0,142)=10,9 кВт

3 Эффективный крутящий момент на коленчатом валу, Н*м

Ме=(Ne/ щд)*103=(10,9/80)*1000=136,2 Н*м

2.4 Эффективный удельный расход топлива г/кВт*ч

ge =ge(NH)*(a-b* лd+c+ лd), где где

a=1,20 b=1,00 c= 0,80 - для карбюраторных двигателей

ge=326*(1,2-1*0,14+0,8*0,142)=350,6 г/кВт*ч

Qч=(ge*Ne)/1000 - часовой расход топлива

Qч=(350,6*10,9)/1000= 3,8 кг/ч

В формулах (2.1)-(2.3) :

NH=Ne max -

номинальная(максимальная) мощность двигателя;

лд=щд/щH

- коэффициент, характеризующий скоростной режим работы ДВС:

щд- текущая(интересующая) частота вращения коленчатого вала, с-1;

лд=лH=1

- номинальный режим работы двигателя (с максимальной мощностью);

лд<1 - работа двигателя с нагрузкой выше номинала (с перегрузкой);

лд>1 - работа двигателя с недогрузкой;

a,b,c - коэффициенты, выбираемые с учетом типа двигателя при расчете Ne (см. приложение 2);

мах=1.20...1.25 - для ЛА с карбюраторным двигателем;

мах=1.10...1.15 - для ГА с карбюраторным двигателем;

мах=1.07...1.08 - для АТС с дизельным двигателем

2.2 Коэффициент приспособляемости ДВС

=н/м

- Коэффициент приспособляемости по частоте вращения;

Где м - частота вращения коленчатого вала

Коэффициент приспособляемости по моменту

Км = =Мемах/Мн=

Где: Мемах - максимальный крутящий момент, Н*м

Мн -момент при номинальной мощности Н*м

№ П/П	N, об/мин	Ne, кВт	Ме, Н*м	ge,г/(кВт*ч)	Qч, кг/ч
1	800	10,9	136,2	350,6	3,8
2	1500	21,9	146	326	7,1
3	2500	43,9	175,6	309,7	13,6
4	3500	56,5	161,4	326	18,4
5	4500	70	155,5	374,9	26,2



3. Расчет КПД и передаточных чисел трансмиссии

1 Коэффициент полезного действия (КПД) механической ступенчатой трансмиссии АТС.

зтр=(1-Кхол/Хэ)* з2*зш4=(1-0,03)*0,982*0,9954=0,91 где,

Кхол= Коэффициент холостых потерь = 0,03

Хэ = Коэффициент эксплуатационной загрузки = 1

зп- КПД цилиндрической пары = 0,980

Кц- количество работающих пар шестерен с цилиндрическими зубчатыми колесами при включении рассматриваемой передачи;

зш= КПД карданного шарнира = 0,995

Кш- количество конических пар шестерен

2 Передаточное число трансмиссии

Uтр=Uкп*Uo*Uдоп= 4,12* 5,125=21,1

Uкп - передаточное число коробки передач;

Внешняя скоростная характеристика двигателя УАЗ-469

Uo - передаточное число главной передачи.

Uдоп= передаточное число дополнительных устройств, позволяющих изменить общее передаточное число трансмиссии. (раздаточная коробка,редукторов и др.)

Uтр1= 4,12* 5,125=21,1

Uтр2=3,61*5,125 =18,5

Uтр3=1,58*5,125= 8,1

Uтр4=1*5,125=5,125

Расчет КПД и передаточных чисел. Таблица 3.

Передачи	зц		зш	Кш	зтр	Uтр	примеч.
1	0,980	2	0,995	4	0,91	21,1	Кхол=0,03 Хэ=1 Uo=5,125
2	0,980	2	0,995	4	0,91	18,5
3	0,980	2	0,995	4	0,91	8,1
4	0,980	2	0,995	4	0,91	5,125



4. Расчет показателей тяговой характеристики

1 линейная скорость движения автомобиля , м/с:

V=а/Uтр*rк, v=(80/21,1)*0,256=0,97м/с

V=3,6*v,км/ч; V=3,6*0,97=3,5, где

а - текущая(интересующая) частота вращения коленвала

V -линейная скорость

Uтр - передаточное число трансмиссии (таблица 1.1)

rк - радиус качения колес, м таблица (1.1)

2 Тяговая сила на ведущих колесах, Н;

Рк=Ме*Unh* зтр/rк Н

Pк=(136,2*21.1*0,91)/0,256= 10215,5 Н;

Где Ме - эффективный крутящий момент на коленчатом валу, Н*м

зтр -КПД механической ступенчатой трансмиссии АТС.

3 Сила сопротивления воздуха, Н;

Pw=Kw*F*v2,

где Кw - 0,6 коэффициент лобового сопротивления

F- площадь лобовой поверхности, равна F=2,58

Рw=0,6*2,58*0,972=Н

4 Сила сопротивления качения колес, Н

Pf = fv*m*g ,

Где

fv=f0(1+(0,0216*v)2

-для радиальных шин f0=fт

f0- 0,018 коэффициент сопротивления качения мокрого асфальта.

m - полная масса автомобиля, кг

g-9,8 м/с2

fv=0,018*(1+(0,0216*0,97)2)=0,0180

Pf =0,0180*2150*9,8= 379,3 Н

5 Сила тяги по сцеплению в продольном направлении, Н

Pkф = фх*mi*g= 0,8*1020*9,8=7997 Н,

где фх=0,8 коэффициент сцепления колеса с дорогой; mi=m1 для переднеприводных АТС.

Расчет показателей тяговой характеристики. Таблица 4.

Передача	N об/мин	V км/час	Pк,Н	Рw,H	Pf,H	Pw+Pf,H	Fv
I	800	3,5	10215,5	1,5	379,3	379,44	0,0180
	1500	6,5	10950,6	5,01	379,3	380,6	0,0180
	2500	10,9	12795,8	14,2	381,3	385	0,0181
	3500	15,3	12105,6	27,3	383,4	390,4	0,0182
	4500	19,6	11663,1	46,8	385,5	506,6	0,0183
II	800	3,9	8956,7	1,9	381,3	381,5	0,0181
	1500	7,6	9601,2	6,8	383,4	384,1	0,0182
	2500	12,6	11547,7	18,9	385,5	387,4	0,0183
	3500	17,3	10613,9	35,7	387,6	391,2	0,0184
	4500	22,3	10225,9	59,5	389,7	395,7	0,0185
III	800	9	3921,2	9,7	381,3	391	0,0181
	1500	16,9	4203,7	34,2	385,5	419,5	0,0183
	2500	28,4	5056,3	96,6	389,8	486,4	0,0185
	3500	39,6	4647,2	187,3	400,3	587,6	0,0190
	4500	51,1	4477,3	312	415	727	0,0197
IV	800	14,4	2481,3	24,8	383,4	408,2	0,0182
	1500	27	2659,8	87,1	389,8	476,9	0,0185
	2500	45	3199,1	241,9	406,7	648,6	0,0193
	3500	63	2940,3	474,1	434,1	908,2	0,0206
	4500	81	2832,9	783,7	467,8	1251,5	0,222

Тяговая характеристика автомобиля.



5. Расчет и построение динамического паспорта

1 Динамический фактор автомобиля (КПД динамичности по тяге).

D=(Pк-Рw)/G = (10215,5-1,5)/2150*9,8=0,485 где, G=m*g

2 Динамический фактор

Dф=фх*л1=0,8*0,47=0,376

Dфе=фх* л2е=0,8*0,53=0,424

Где, фх -коэффициент сцепления с дорогой;

л1 - коэффициент нагрузки ведущих колес;

л1=m1/m=1020/2150=0,47

0,47*0,2=0,094. 0,47*0,3=0,141. 0,47*0,4= 0,188. 0,47*0,5=0,235

0,47*0,6=0,282. 0,47*0,7=0,329. 0,47*0,8= 0,376.

л1е=m01/m0= 850/1590= 0,53

0,53*0,2=0,106. 0,53*0,3=0,159. 0,53*0,4=0,212 . 0,53*0,5=0,265

0,53*0,6=0,318. 0,53*0,7=0,371. 0,53*0,8=0,424 .

3 Масштаб шкалы Do следует выбирать из соотношения:

=*m0/m= 20*1590/2150=14,79

где, - цена деления шкалы D, мм;

-цена деления шкалы Do,мм; mn-снаряженная масса,кг; m-полная масса,кг

Расчет показателей динамического паспорта. Таблица 5.

N об/мин	Передача
	V км/ч	D1	V2 км/ч	D2	V3 км/ч	D3	V4 км/ч	D4
800	3,5	0,485	3,9	0,424	9	0,186	14,4	0,117
1500	6,5	0,519	7,6	0,455	16,9	0,199	27	0,124
2500	10,9	0,607	12,6	0,547	28,4	0,238	45	0,149
3500	15,3	0,573	17,3	0,502	39,6	0,218	63	0,136
4500	19,6	0,552	22,3	0,484	51,1	0,210	81	0,130



7. Топливно - экономическая характеристика автомобиля

1 Расчет ускорений разгона.

j= при ускоренном движении, где Т.к дорога горизонтальная

ф=f-коэффициенту сопротивления качению

бвр -коэффициент учета вращающихся колес

бвр=1+б1+б2*Uк2, где

б1 =0,04….0,05- для ведомых колес

б2=0,05…..0,06- для ведущих колес

Uк- передаточное число коробки передач

бвр1 =1+0,04+0,05*4,122=1,88

бвр2=1+0,04+0,05*3,612=1,69

бвр3 =1+0,04+0,05*1,582=1,16

бвр4 =1+0,04+0,05*12=1,09

j=(0,485-0,018)/1,88*9,8=2,43 м/с2

2 Расчет времени разгона

-

среднее ускорение на данном интервале

3 Расчет пути разгона.

Ускорение автомобиля. Таблица 6

Передача	J,м/с2	V,км/ч	Fv	D
I	2,43	3,5	0,0180	0,485
	2,61	6,5	0,0180	0,519
	3,07	10,9	0,0181	0,607
	2,89	15,3	0,0182	0,573
	2,78	19,6	0,0183	0,552
II	2,35	3,9	0,0181	0,424
	2,53	7,6	0,0182	0,455
	3,06	12,6	0,0183	0,547
	2,80	17,3	0,0184	0,502
	2,70	22,3	0,0185	0,484
III	1,41	9	0,0181	0,186
	1,53	16,9	0,0183	0,199
	1,85	28,4	0,0185	0,238
	1,68	39,6	0,0190	0,218
	1,62	51,1	0,0197	0,210
IV	0,89	14,4	0,0182	0,117
	0,95	27	0,0185	0,124
	1,17	45	0,0193	0,149
	1,06	63	0,0206	0,136
	1	81	0,222	0,130

Ускорения автомобиля



6. Расчет и построение графиков ускорений,времени пути разгона

Расчет скорости и времени разгона автомобиля. Таблица 6.1

передача	j,м/с2	v, км/ч	t,c	S,м
I	2,43	3,5	0,67	1,01
	2,61	6,5	0,70	1,59
	3,07	10,9	0,77	3,60
	2,89	15,3	0,80	4,98
	2,78	19,6	0,85	6,72
II	2,35	3,9	0,69	5,01
	2,53	7,6	0,72	7,95
	3,06	12,6	1,23	16,56
	2,80	17,3	1,52	24,11
	2,70	22,3	2,06	34,38
III	1,41	9	1,8	14,18
	1,53	16,9	3,55	22,54
	1,85	28,4	3,01	51,50
	1,68	39,6	4,12	73,38
	1,62	51,1	4,19	104,29
IV	0,89	14,4	7,46	42,76
	0,95	27	6,38	68,55
	1,17	45	9,05	162,08
	1,06	63	9,92	248,73
	1	81	12,72	409,90

График времени разгона

График пути разгона

9.Топливно-экономическая характеристики автомобиля.

Путевой расход топлива АТС.

Qs=Qч/(V*Pm)*100=0,425/(4,64*0,725)*100=12,63 л/км

Где; Qч- часовой расход топлива, кг/ч;

V- скорость движения автомобиля,км/ч

Pm=0,725…..0,78 - плотность топлива, кг/л;

Qч=gei*Ne*10-3=376,3*11,3*10-3=0,425 кг/ч

Где: gei-эффективный уделенный расход топлива двигателя, г/кВт*ч;

Ne - мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля рассматриваемой скоростью V (км/ч) в заданных дорожных условиях конкретной нагрузкой. скоростной двигатель тяговый грузопассажирский

gei=Кн*Каб*ge=1,04*1,01*326=376,3 г/кВт*ч

Топливно-экономическая характеристика. Таблица 7.

Передача	V,км/ч	Сопротивление,Н	Ne,кВт	Qs,л/100
		Рw	Pf,H	Pw+Pf,H
I	3,5	1,5	379,3	379,44	10,9	23,59
	6,5	5,01	379,3	380,6	21,9	21,63
	10,9	14,2	381,3	385	43,9	19,85
	15,3	27,3	383,4	390,4	56,5	18,23
	19,6	46,8	385,5	506,6	70	18,02
II	3,9	1,9	381,3	381,5	10,9	15,65
	7,6	6,8	383,4	384,1	21,9	13,26
	12,6	18,9	385,5	387,4	43,9	12,55
	17,3	35,7	387,6	391,2	56,5	12,11
	22,3	59,5	389,7	395,7	70	11,20
III	9	9,7	381,3	391	10,9	10,13
	16,9	34,2	385,5	419,5	21,9	9,89
	28,4	96,6	389,8	486,4	43,9	9,24
	39,6	187,3	400,3	587,6	56,5	8,48
	51,1	312	415	727	70	7,56
IV	14,4	24,8	383,4	408,2	10,9	6,63
	27	87,1	389,8	476,9	21,9	5,81
	45	241,9	406,7	648,6	43,9	4,56
	63	474,1	434,1	908,2	56,5	3,55
	81	783,7	467,8	1251,5	70	3,12

Топливно-экономическая характеристика.



Вывод

В результате расчета курсовой работы были произведены расчеты значений и построены графики зависимости величин. Максимальная скорость автомобиля УАЗ-469 с двигателем УАЗ-469 по сухому асфальтобетонному покрытию, с коэффициентом сцепления 0,8 составила 81 км/ч. Коэффициент полезного действия (КПД)механической ступенчатой трансмиссии АТС 0,91. Вывод по условленному сцеплению (буксование). Максимальное тяговое усилие на 1 передаче составило 12795,8 Н

На 2 передачи 11547,7 Н при 2500 оборотов в мин.

На 3 передачи 5056,3 Н при 2500 оборотов в мин.

На 4 передачи 3199,1 Н при 2500 оборотов в мин.

Максимальное ускорение составило 1 передачи 3,07 м/с2

Время разгона до максимальной скорости 81 км/ч за 12 с.

Автомобиль проходит путь разгона 409,90 м.

Наибольшая топливная экономичность определена при скоростях 100 км/ч.

На IV передачи состовляет 3,12 л/100 км.

Размещено на Allbest.ru

...