Тяговый расчёт автомобиля

КПωTVfkFtFkFвFk+FвPtPkPвPk+Pв1105172,80,01506581229,73,8233,520,640,010,651571124,20,015143829230,98,6239,5160,970,041,012091625,60,015265539232,815,3248,1311,300,091,392611717,00,015405847234,923,9258,8411,640,171,813141748,40,015585949237,734,5272,2502,000,292,293671699,80,015795778240,946,9287,8572,360,462,8241916911,20,016035778244,561,3305,8652,740,693,4247116212,60,016315539248,877,5326,3703,130,984,1152415214,00,016625197253,595,7349,2733,551,344,8954514714,50,016735026255,2102,7357,9733,701,495,1957613615,40,016964650258,7115,9374,6723,981,785,7762811516,70,017303932263,9136,2400,1664,412,276,682105174,70,01518345231,610,9242,521,090,051,151571127,10,015412271235,124,4259,4161,660,171,832091629,40,015733285239,943,2283,1312,260,412,6626117111,70,016143468246,267,3313,5412,890,793,6831417414,10,016653528253,997,4351,3503,591,384,9636716916,50,017253427263,1133,1396,2574,342,206,5441916918,80,017933427273,5173,5447,0655,153,278,4247116221,20,01873285285,3219,2504,5706,044,6410,6952415223,60,019583082298,7271,3570,0737,046,3913,4354514724,50,019962981304,4293,5597,9737,467,1914,6657613625,90,020542758313,3327,8641,1718,128,4916,6162811528,20,021582332329,2389,6718,9669,3011,0120,303105176,60,01536245234,421,5255,921,560,141,701571129,90,015811615241,248,2289,4162,400,482,8720916213,20,016442336250,885,4336,2313,321,134,4426117116,50,017252465263,1133,1396,3414,342,206,5431417419,90,018252509278,5192,7471,2505,533,839,3636716923,20,019452436296,6263,3559,9576,896,1113,0041916926,50,02082436317,2343,1660,4658,419,0917,5047116229,80,022322336340,5433,6774,17010,1512,9223,0652415233,10,024062191367,1536,7903,87312,1717,7929,9654514734,50,024812119378,4580,5958,97313,0520,0133,0657613636,40,025951961395,9648,51044,47114,4323,6338,0562811539,70,028021658427,4770,81198,36616,9830,6247,604105179,10,01568179239,240,4279,722,180,372,5415711213,60,016531179252,190,4342,5163,431,234,6620916218,10,017711705270,1160,2430,3314,892,907,7926117122,60,019221800293,2249,8543,0416,635,6512,2831417427,20,021111831322,0361,6683,6508,769,8418,6036716931,80,023341779356,1494,0850,15711,3215,7127,0341916936,30,025881779394,7643,91038,66514,3323,3837,7147116240,80,028741705438,4813,61252,07017,8933,2151,1052415245,40,032011600488,31007,01495,37322,1745,7267,8954514747,20,033401547509,51089,31598,87324,0651,4475,5157613649,90,035551431542,31216,81759,17127,0760,7387,8062811554,40,039431210601,51446,42047,96632,7378,71111,4451051714,70,01678111256,0105,3361,323,761,555,3115711222,00,01898730289,5235,5525,0166,365,1711,5320916229,20,022051056336,4417,3753,7319,8312,2022,0326117136,50,025991115396,5650,91047,44114,4723,7638,2331417443,90,030911135471,5942,01413,65020,7141,3762,0836716951,30,036741102560,41286,91847,35728,7666,0694,8241916958,60,043331102661,01677,42338,46538,7498,30137,0447116265,90,05081056775,02119,62894,57051,05139,63190,6852415273,30,05931991904,82623,43528,27366,31192,27258,5854514776,20,06293959960,02837,93798,07373,18216,32289,5057613680,60,068548871045,63170,04215,57184,23255,37339,6162811587,80,078657501199,73768,14967,966105,38330,97436,35

Тяговый расчёт автомобиля

Дипломная работа

Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией
и мощности двигателя по характеристике прототипа

Двигатель прототипаНовый двигательne см. рис. 1Mкр см. рис. 1Кпе= ne/5200Кме= Mкр/129ωe= ne/9,549Te= Кме∙174Pe = Te∙ ωeмин-1Н∙м--с-1Н∙мкВт1000130,1920,11051721250370,2400,2871315071500830,2880,6431571121817501070,3370,8291831442620001200,3850,9302091623422501270,4330,9842361714025001270,4810,9842611714527501280,5290,9922881735030001290,5771,0003141745532501270,6250,9843401715835001250,6730,9693671696237501250,7210,9693931696640001250,7690,9694191697142501230,8170,9534451667445001200,8650,9304711627647501160,9130,8994971567850001130,9610,8765241528352001091,0000,8455451478652501071,0100,8295501448755001011,0580,783576136915750931,1060,721602125956000851,1540,65962811599

Указанному выше диапазону скоростей движения автомобиля соответствует диапазон угловых скоростей 256…321 с-1. По табл. 1 в найденный диапазон попадают три табулированных значения 261, 288 и 314 с-1. Выбираем большее значение, так как силы сопротивления на больших скоростях больше, а динамичность автомобиля может оказаться ниже указанного в задании Da = 0,1.

Найдем необходимую для обеспечения заданной динамичности автомобиля мощность его двигателя на скорости VD = 100 / 3,6 = 27,8 м/с

 

.

58006 Вт.

 

Таким образом, при скорости, соответствующей максимальному крутящему моменту, двигатель должен иметь мощность около 58 кВт. Максимальную же мощность двигателя найдем с помощью ВСХ прототипа (см. табл. 1, рис.1):

 

.

=85602 кВт.

 

Таким образом, для обеспечения динамического фактора Da = 0,1 на скорости 100 км/ч необходим двигатель максимальной мощностью около 86 кВт. Учитывая, что для обеспечения максимальной скорости достаточно мощности 83 кВт, окончательно принимаем Рmax = 86 кВт, так как этот двигатель обеспечит выполнение обоих указанных в третьем пункте задания параметров. При этом максимальная скорость автомобиля будет несколько выше заданной.

Определим паспортные характеристики нового двигателя:

Рmax = 86 кВт при 545 с-1 (5200 об/мин);

 

приωТ.

174 Н∙мприωТ = 314 с-1.

 

Рис. 1. ВСХ двигателя ВАЗ - 21114-50

 

По графику Мкр (см. рис. 1) определяем значения крутящего момента для всех значений скорости двигателя в пределах его рабочего диапазона с шагом 250 мин-1. Затем эти данные представляем в безразмерном виде (каждое значение Mкр делим на пиковое значение данного параметра (т.е. на 129), а каждое значение скорости двигателя - на скорость при максимальной мощности (т.е. на 5200). Результаты сводим в табл. 1 (столбцы «двигатель прототипа»). Минимальную устойчивую частоту вращения коленвала бензинового двигателя принимаем 1000 мин-1. Максимальную частоту вращения коленвала задаем выше на (5…15) % частоты, при которой двигатель развивает максимальную мощность.

Для безразмерных значений из таблицы 1 строим диаграмму.

 

 

Рис. 2. Безразмерная зависимость крутящего момента то скорости двигателя:

- кривая, построенная по данным табл. А2;
2 - 4 - тренды полиномов соответственно 4, 5 и 6 степени

 

Наиболее близко повторяет исходную кривую тренд 6 степени:

.

 

Имея максимальное значение крутящего момента двигателя, вычисляем значения крутящего момента при различных значениях угловой скорости ωе

 

,

 

где , Тmax = 174 Н∙м.

По полученным значениям момента вычисляем соответствующие значения мощности (см. табл. 1, последний столбец)= Te ∙ ωe.

Результаты расчета по любой из вышеприведенных методик представляем в виде графика, методика построения которого приведена ниже.

Сначала строим график зависимости мощности Ре двигателя от угловой скорости ωе (рис. 3).

Максимум оси ординат (Ре) получаем, округляя максимальное из значений мощности в большую сторону до ближайшего целого значения, делящегося без остатка на любое число от 4 до 10 (количество строк на графике). В нашем случае 99 округляем до YРmax = 100. Шаг шкалы назначаем таким образом, чтобы получилось четное число строк на графике. ΔYP = 10 (10 строк). Шкала наносится по всему левому краю диаграммы.

Шкалу абсцисс (ωе) назначаем от 100 до 550 (см. табл. 1) с шагом 50.

На диаграмме Ре(ωе) строим график Те(ωе).

Максимальное значение YTmax шкалы Те должно быть больше максимального момента двигателя Тmax = 174 Н∙м, а минимум шкалы YTmin- меньше минимального Тmin = 17 Н∙м. Разность между значениями шкалы YTmax - YTmin должна делиться без остатка на половинное число строк, принятое в п. 1.1. В нашем случае выбираем YTmax = 176; YTmin = 16. Тогда шаг шкалы ΔYТ = (YTmax - YTmin) /5 = 32.

Вычислим «смещение» шкалы момента относительно середины шкалы мощности

 

ΔYY = YPmax / 2.

ΔYY = 100 / 2 = 50.

 

Вычислим коэффициент пропорциональности шкал мощности и момента

 

.

.

 

Вычисляем приведенные значения крутящего момента по зависимости

.

Результаты вычислений сводим в табл. 2.

 

Таблица 2

Приведение значений крутящего момента к шкале мощности ВСХ

Te, Н∙мTприв175050611128014490162951719817198173991749917198169971699716997166961629515693152921479114490136871258411581

Таблица 3

Табулированные значения ВСХ двигателя

ωeTePeс-1Н∙мкВт10517213150715711218183144262091623423617140261171452881735031417455340171583671696239316966419169714451667447116276497156785241528354514786550144875761369160212595628115993. Расчет передаточных чисел в трансмиссии

 

Расчет трансмиссии дорожного автомобиля начинаем с главной передачи. Общее передаточное отношение главной передачи определим из отношения угловых скоростей двигателя и ведущих колес на максимальной скорости, предполагая, что и двигатель будет работать на режиме максимальной мощности

 

,

 

где ωр - угловая скорость ведущего вала главной передачи (она равна скорости двигателя;- передаточное число четвёртой передачи автомобиля-прототипа.

 

.

 

Передаточное число первой передачи КП рассчитываем из условия обеспечения необходимой тяги в нормальных дорожных условиях по преодолеваемому сопротивлению Ψ1:

 

;

.

 

Четвертую передачу в КП примем как у прототипа, т.е. .

Передаточные числа второй, третьей и пятой передач найдём с помощью прогрессии (по гиперболическому ряду):

,

 

где k - номер рассчитываемой передачи; п - номер прямой передачи.

Получаем i2 = 1,813;i3 = 1,289;i5 = 0,583.

Максимальные скорости автомобиля на различных передачах:max = 170/3,057 = 55,61 км/ч;max = 170/1,813 = 93,77 км/ч; ωmin = 545/3,057 ∙ 1,813 = 323 c-1;max = 170/1,289 = 131,89 км/ч; ωmin = 545/1,813 ∙ 1,289 = 387 c-1;max = 170 км/ч; ωmin = 545/1,289 ∙ 0,941 = 398 c-1.

 

Рис. 4. Скоростная характеристика автомобиля

 

Второе значение передаточного числа пятой передачи можно получить, решая кубическое уравнение мощностного баланса для оптимальной загрузки двигателя по мощности и угловой скорости. Воспользуемся формулой Кардано ([6]).

;= 1555 ∙ 9,81 ∙ 0,015 ∙ 0,00055 + 0,5 ∙ 0,378 ∙ 1,202 ∙ 2,15 = 0,61428;

;= 1555 ∙ 9,81 ∙ 0,015 / 0,61428 = 372,50;

;= -(0,75 ∙ 86000 ∙ 0,96 ∙ 0,95)/0,61428 = -95760,9;

;= (372,5/3)3 + (-95760,9/2)2 = 2 294 451 815;

;

= 43,04 м/с;

,эк = 0,75 ∙ 545 ∙ 0,269 / 43,04 / 3,299 = 0,774.

 

Таким образом, максимальная топливная экономичность автомобиля будет достигнута на скорости V эк = 43,04 м/с (155 км/ч) при передаточном числе пятой передачи в КП iэк = 0,836. Такой скоростной режим поддерживать в РФ нельзя, поэтому этот результат не приемлем. Четвертый вариант передаточного числа пятой передачи рассчитаем, подбирая по минимальному расходу топлива на скорости 90 км/ч: i5 = 0,583 (см. раздел 5).

 

4. Расчет динамики автомобиля

 

.1 Силовой и мощностной балансы автомобиля

 

В силовой баланс автомобиля при равномерном движении (Fи = 0) по горизонтальной дороге (Fп = 0) входят только две силы

= Fk + Fв.

 

Составляющие баланса вычисляем по зависимостям

 

;

;

.

 

Мощностной баланс получим, почленно умножив силовой баланс на скорость автомобиля:

 

PT = FT V;= Fk V;

Pв = Fв V.

 

Расчет ведем для всех передач в КП.

Текущую скорость вычисляем по формуле

 

.

Результаты расчета сведем в табл. 4 и покажем на рис. 3 и 4.

 

Таблица 4

Силовой и мощностной балансы автомобиля

КПωTVfkFtFkFвFk+FвPtPkPвPk+Pв1105172,80,01506581229,73,8233,520,640,010,651571124,20,015143829230,98,6239,5160,970,041,012091625,60,015265539232,815,3248,1311,300,091,392611717,00,015405847234,923,9258,8411,640,171,813141748,40,015585949237,734,5272,2502,000,292,293671699,80,015795778240,946,9287,8572,360,462,8241916911,20,016035778244,561,3305,8652,740,693,4247116212,60,016315539248,877,5326,3703,130,984,1152415214,00,016625197253,595,7349,2733,551,344,8954514714,50,016735026255,2102,7357,9733,701,495,1957613615,40,016964650258,7115,9374,6723,981,785,7762811516,70,017303932263,9136,2400,1664,412,276,682105174,70,01518345231,610,9242,521,090,051,151571127,10,015412271235,124,4259,4161,660,171,832091629,40,015733285239,943,2283,1312,260,412,6626117111,70,016143468246,267,3313,5412,890,793,6831417414,10,016653528253,997,4351,3503,591,384,9636716916,50,0172

Похожие работы

< 1 2 3 4 > >>