Динамические показатели автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования, науки и молодежной политики

Нижегородской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

Нижегородский государственный инженерно-экономический

университет

Институт инженерный

Кафедра: "Технические и биологические системы"

Курсовая работа

По дисциплине: "Устройство тракторов и автомобилей"

Тема: Динамические показатели автомобиля

Выполнил студент

Бильалы уулу Д.

г. Княгинино 2018г.

1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Данные внешние характеристики двигателя можно, с достаточной для теоретического расчета точностью, получить по эмпирической формуле, предложенной С.Р. Лейдерманом:

где N_e - текущее значение мощности, кВт;

N_н - номинальная мощность, кВт;

n_e - текущее значение частоты вращения коленчатого вала, мин^-1;

n_н - частоты вращения коленчатого вала при номинальной мощности, мин^-1;

с₁ и с₂ - постоянные коэффициенты, зависящие от типа двигателя.

Момент на валу двигателя нетрудно определить, если известно мощность двигателя N_e (кВт) и соответствующее ей частоте вращения коленчатого вала n_e (мин^-1):

Полученные результаты заносим в таблицу 1

двигатель автомобиль скорость ускорение

Таблица 1

n, об/мин-1	800	1600	2400	3200	4000	4500
Ме, Н•м	265	284,1	284,1	265,9	229,2	196,9
Ne, кВт	22,2	47,6	71,4	89,1	96	92,8

По полученным данным строим график мощности и момента в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

В первом разделе «Построение внешней скоростной характеристики двигателя» выполнили расчеты значений мощности и крутящего момента в зависимости от оборотов двигателя. По полученным данным построили график. Максимальный крутящий момент 284,1 Н*м при 2000 об/мин^-1 и Максимальная мощность при 4000 об/мин^-1 двигателя 96 кВт.



Рисунок 1

2. Построение тяговой характеристики автомобиля

Тяговое усилие на ведущих колесах определяется отношением ведущего момента МК (Н•м) к радиусу r_к (м) качения ведущих колес:



Ведущий момент, как известно, зависит от момента двигателя МД (Н•м), передаточному числу трансмиссии i_тр и коэффициента полезного действия з_тр, учитывающего потери в трансмиссии на трение, в зацепление зубчатых колес, на взбалтывания масла и т.д.

где - передаточное число включенной передачи в коробке передач;

- передаточное число главной передачи.

На первой передачи

На второй передачи

На третьей передачи

На четвертой передачи

На пятой передачи

На шестой передачи

Так как тяговая характеристика - это график, показывающий изменение касательной силы тяги на передачах в функции скорости автомобиля, необходимо перейти от частоты вращения коленчатого вала к скорости движения автомобиля.

Выраженная через частоту вращения коленчатого вала двигателя формула скорость будет иметь вид:

На первой передачи

На второй передачи

На третьей передачи

На четвертой передачи

На пятой передачи

На шестой передачи

Полученные значения касательной силы тяги для различных передач в зависимости от величины момента на данной частоте вращения коленчатого вала двигателя, после подсчета соответствующих значений скорости, дают возможность построить график тягового усилия на различных передачах в функции скорости.

На полученном графики тягового характеристики автомобиля следует наложить график сопротивления движению и график сил сцепления колес автомобиля с дорогой, значения которых определяется следующим образом.

Сопротивление дороги в случае движения по ровному горизонтальному участку выражается зависимостью:

где f_к - коэффициент сопротивлению качению;

g - ускорение свободного падения;

m₀ - масса автомобиля.

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля определяется по формуле:

где к - коэффициент обтекаемости, Н•с²/м².

F - лобовая площадь, или площадь Миделя, м².

х_а - скорость движения автомобиля, м/с.

Величину лобовой площади автомобиля можно приближенно подсчитывать по формуле:

где Н - высота автомобиля;

В - ширина автомобиля.

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля на первый передачи:

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля на второе передачи:

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля на трети передачи:

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля на четвёртой передачи:

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля на пятой передачи:

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля на шестой передачи:

Величину силы сопротивления движению автомобиля на подъеме определяют по следующему уравнению:

где б - угол подъема. Принимаем б₁ = 2⁰, б₂ = 5⁰, б₆ = 7⁰.

На графике тяговой характеристики можно также определить возможности движения автомобиля, в зависимости от условий сцепления его ведущих колес с дорогой. Сила сцепления колес с дорогой равна:

где ц - коэффициент сцепления.

m₁ - масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса.

Р_ц выбираем для трех случаев движения: _Рц1 - снежная укатанная дорога;

Р_ц2 - грунтовая дорога сухая; Р_ц3 - асфальт сухой.

.

Полученные результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 2

1	2	3	4	5	6	7
n, об/мин-1	800	1600	2400	3200	4000	4500
V1	1,8	3,5	5,3	7,1	8,9	10
V2	3,3	6,5	9,8	13,1	16,4	18,5
V3	5,1	10,3	15,5	20,7	25,8	29,1
V4	6,8	13,6	20,4	27,2	34	38,3
V5	7,4	14,8	22,2	29,6	36,9	41,6
V6	8,1	16,2	24,4	32,5	40,7	45,7
Pk1	11838,2	12654,6	12654,6	11838,2	10205,3	8770,2
Pk2	6449,4	6894,2	6894,2	6449,4	5559,8	4778
Pk3	4100,2	4383	4383	4100,2	3534,7	3037,6
Pk4	3115,7	3330,5	3330,5	3115,7	2685,9	2308,2
Pk5	2867,9	3065,6	3065,6	2867,9	2472,3	2124,6
Pk6	2606,8	2786,6	2786,6	2606,8	2247,2	1931,2
Pw1	2,3	9,3	20,9	37,2	58,2	73,6
Pw2	7,8	31,3	70,6	125,5	196	248,1
Pw3	19,4	77,6	174,6	310,4	485,1	613,9
Pw4	33,6	134,4	302,4	537,7	840,1	1063,3
Pw5	39,6	158,6	356,9	634,6	991,6	1255
Pw6	48	192	432	768	1200,1	1518,9
Pw6+ Pf	539,49	683,50	923,53	1259,56	1691,61	2010,39
Pf	491,4	491,4	491,4	491,4	491,4	491,4
Ph1	857,6	857,6	857,6	857,6	857,6	857,6
Ph2	2141,7	2141,7	2141,7	2141,7	2141,7	2141,7
Ph3	2994,8	2994,8	2994,8	2994,8	2994,8	2994,8
P?1	4423,3	4423,3	4423,3	4423,3	4423,3	4423,3
P?2	8109,4	8109,4	8109,4	8109,4	8109,4	8109,4
P?3	10321,1	10321,1	10321,1	10321,1	10321,1	10321,1

Во втором разделе «Построение тяговой характеристики автомобиля» выполнили расчеты показателей силы тяги на ведущих колесах, силы сопротивления дороги и силы сопротивления движению автомобиля на подъем, а так же сопротивления воздуха. По полученным данным построили график. Максимальное значения скорости максимальное 45,7м/с, значения силы тяги на колесах каждой передачи: для 1 передачи 12654,6 Н; для 2 передачи 6894,2Н; для 3 передачи 4383Н; для 4 передачи 3330,5Н; для 5 передачи 3065,6Н; для 6 передачи 2786,6Н.



3. Построение динамической характеристики автомобиля

Динамической характеристикой автомобиля называется график зависимости значений динамического фактора на различных передачах от скорости движения автомобиля. Динамический фактор - это отношение избыточной силы тяги к силе тяжести автомобиля. Его величина определяется по следующей формуле:

Для полно нагруженного автомобиля

На первой передачи:

На второй передачи:

На третьей передачи:

На четвертой передачи:

На пятой передачи:

На шестой передачи:

Максимальное значение динамического фактора ограничивается сцеплением ведущих колес автомобиля с дорогой. Значение динамического фактора, которые могут быть реализованы по сцеплению, подсчитывается по формуле:

где - возможная сила по сцеплению колеса с дорогой, Н.

где л_m - коэффициент, учитывающий долю массы автомобиля, приходящий на ведущую ось.

Полученные результаты заносим в таблицу 3.

Таблица 3

D1	0,48	0,51	0,51	0,48	0,41	0,35
D2	0,26	0,28	0,28	0,26	0,22	0,18
D3	0,17	0,18	0,17	0,15	0,12	0,1
D4	0,13	0,13	0,12	0,1	0,08	0,05
D5	0,12	0,12	0,11	0,09	0,06	0,04
D6	0,10	0,10	0,09	0,07	0,04	0,02

В третьем разделе «построение динамической характеристики автомобиля» выполнили расчеты динамического фактора на различных передачах в зависимости от скорости автомобиля. По полученным данным построили график. Максимальная скорость автомобиля 0,51

4. Определение времени и пути разгона автомобиля

Ускорение при прямолинейном движении автомобиля рассчитываем по формуле:

Где в - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.



Полученные результаты заносим в таблицу 4.

На первой передачи

На второй передачи

На третьей передачи

На четвертой передачи

На пятой передачи

На шестой передачи

Время разгона можно определить графоаналитическим методом. Для этого используя ранее полученные результаты расчета ускорений автомобиля, высчитывают величину обратных ускорений на всех передачах и строят график зависимости обратных ускорений по скорости.

На первой передачи

На второй передачи

На третьей передачи

На четвертой передачи

На пятой передачи

На шестой передачи

Полученные результаты заносим в таблицу 4.

Таблица 4

в	1,554	1,192	1,102	1,07	1,07	1,06
j1	2,92	3,12	3,12	2,91	2,48	2,11
j2	1,99	2,13	2,12	1,95	1,63	1,35
j3	1,3	1,38	1,35	1,2	0,93	0,7
j4	0,96	1	0,94	0,77	0,5	0,28
j5	0,87	0,9	0,83	0,65	0,37	0,14
j6	0,77	0,79	0,7	0,51	0,21	-0,03
1/j1	0,34	0,32	0,32	0,34	0,4	0,47
1/j2	0,5	0,47	0,47	0,51	0,61	0,74
1/j3	0,77	0,72	0,74	0,84	1,08	1,43
1/j4	1,04	1	1,06	1,29	1,99	3,58
1/j5	1,15	1,11	1,21	1,54	2,71	7,09
1/j6	1,29	1,27	1,43	1,98	4,8	-33,71

В четвертом разделе «Определения времени и пути разгона автомобиля» выполнили расчеты зависимости ускорении и обратных ускорении автомобиля на передачах от скорости. По полученным данным построили графики.

Для определения времени разгона автомобиля на всю площадь под кривой обратных ускорений разбиваем на элементарные площадки. При этом элементарная площадь представляет собой время разгона автомобиля одной скорости до другой.

Для перевода полученных величин площадок необходимо учесть масштабы, взятые для скорости и величин обратных ускорений при построение графика.

Полученные результаты вводим в таблицу 5 и строем график времени разгона в функции скорости.



Таблица 5.

V,м/с	0	5	10	15	20	25	30	35	40
Т, с	0	0,882	2,793	5,733	9,408	14,112	20,58	30,429	50,274

На основании полученного графика времени разгона имеется возможность определить путь разгона автомобиля.

Нахождение пути разгона аналогично определению времени разгона.

Полученные результаты вводим в таблицу 6 и строем график времени разгона в функции скорости.

Таблица 6.

V, м/с	0	8	16	24	32	40
S, м	0	153,08	412,96	740,48	1110,72	1502,32

Размещено на Allbest.ru

...