Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТТМО

Контрольная работа № 1 по дисциплине «Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТТМО

Содержание

Введение'3

1.'Определение мощности двигателя и построение его внешней скоростной характеристики'4

1.1.'Расчет эффективной мощности'4

1.2.'Построение внешней скоростной характеристики'4

2.'Определение количества передач и передаточных чисел трансмиссии автомобиля'4

3.'Расчет тягово-динамических характеристик автомобиля'4

Список использованной литературы'4

Введение

В контрольной работе необходимо произвести расчет динамических свойств автомобиля прототипа с изменённой грузоподъемностью и максимальной скоростью при заданном коэффициенте сопротивления дороги ψv=0,014.

Техническую характеристику автомобиля-прототипа сводим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Характеристика прототипа Модель автомобиля'ГАЗ -24-10 Габаритные размеры, мм 'Длина'4735 Ширина'1800 Высота'1476 База'2800 Колея, мм 'Передних колес'1496 Задних колес'1428 Двигатель ЗМЗ-402 'Минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин'- Максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин 'Номинальная мощность, кВт при 2100 об/мин'73,5 Крутящий момент, Нм, при 2400 об/мин'182,4 Весовые характеристики 'Масса в снаряженном состоянии, кг'1400 Грузоподъемность, кг'390 Полная масса, кг'1790 Скоростные характеристики 'Максимальная скорость, км/ч'147 Расход топлива на 100 км, л 'при 90 км/ч'9,3 при 120 км/ч'12,9 городской цикл'15,0 Передаточные отношения трансмиссии '1-я передача'3,50 2-я передача'2,36 3-я передача'1,45 4-я передача'1,00 Главная передача'3,90 Задний ход'3,54 Шины'205/70R14, мод.ИД-220 Статический радиус шины, м'0,295 1.'

Определение мощности двигателя и построение его внешней скоростной характеристики

Скоростная характеристика двигателя представляет собой выраженную графическую зависимость основных параметров, характеризующих работу двигателя (мощность, крутящий момент и др.), от угловой скорости коленчатого вала. 1.1.'

Расчет эффективной мощности

Необходимую эффективную мощность двигателя проектируемого автомобиля определяют по указанным, в технической характеристике величинам Vmax, Ga из уравнения мощностного баланса при движении автомобиля с максимальной скоростью:

где ψv − коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости автомобиля (см. задание);

Ga − сила тяжести от полной массы автомобиля, Н;

где Ma - полная масса автомобиля, Ma =M0 +MГ;

M0 -собственная масса автомобиля, кг (M0 =1400 кг);

MГ - грузоподъёмность 'автомобиля, кг (M0 =390⋅1,12=436,8 кг);

Vmax − максимальная скорость автомобиля, м/с ( );

CxFB=W − фактор сопротивления воздуха, Нс2/м2;

Cx - коэффициент обтекаемости, Нс2/м4 (Cx=0,20);

FB – лобовая площадь автомобиля, м² (легковые автомобили FB=0,78•В•Ш=0,78•1,476•1,8=2,072 м2, где В – габаритная высота автомобиля, Ш – габаритная ширина автомобиля);

ηМ− механический КПД трансмиссии (легковые автомобили ηM = 0,88 – 0,92),

ηM =0,90.

Ma=1400+436,8=1836,8 кг;

Скоростная характеристика, полученная при полном дросселе (бензиновый двигатель) или при положении рейки топливного насоса, соответствующем номинальной мощности называется внешней скоростной характеристикой. 1.2.'

Построение внешней скоростной характеристики

Мощность Nv соответствует частоте вращения коленчатого вала двигателя ωv, при которой скорость движения автомобиля будет максимальной.

В карбюраторных двигателях легковых автомобилей и автобусов малых классов (без ограничителя частоты вращения) частота вращения 'v определяется равенством мощности Nk, которая подводится к ведущим колёсам автомобиля и суммой мощностей Nш и Nw, которые необходимы для преодоления автомобилем сопротивления дороги и воздуха. При этом Nv меньше чем Nmax, а 'v больше чем 'N. При проектировании принимают

Nmax≈1,1•Nv; 'N =440...580 с-1.

Принимаем Nmax =1,1*50,09=55,1 кВт, ωN =500 с-1.

Значение максимальной частоты вращения при этом уточняется после построения кривой мощности.

В контрольной работе необходимо построить графики изменения мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива, по приближённым формулам:

где Nmax − максимальная мощность двигателя, кВт;

ω − текущие значения частоты вращения коленчатого вала двигателя, с-1. Необходимо принять 10 значений в промежутке от ωmin=80 с-1 до ωmax, минимальную частоту вращения можно принять по прототипу;

ωN − частота вращения при максимальной мощности, с-1;

N, Mk − последовательные значения соответственно мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива в зависимости от текущего значения частоты вращения;

a, b, с − постоянные коэффициенты, зависят от типа двигателя (для легкового автомобиля с карбюраторным двигателем a=0,9, b=1,1, c=1).

Результаты расчетов для построения скоростной внешней характеристики двигателя сводим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Параметры внешней скоростной характеристики двигателя. Xi= wi/wn '0,2'0,3'0,4'0,5'0,6'0,65'0,7'0,8'0,9'1 wi, с-1'100'150'200'250'300'325'350'400'450'500 Ni, кВт'11,9016'18,844'26,007'33,06'39,672'42,709'45,5126'50,251'53,557'55,1 Mki, Н•м'119,016'125,63'130,04'132,24'132,24'131,41'130,036'125,63'119,02'110,2 2.'

Определение количества передач и передаточных чисел трансмиссии автомобиля

Минимальное передаточное число назначают из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля:

где ωmax – частота оборотов коленчатого вала двигателя при движении с максимальной скоростью, 1/с;

Vmax − максимальная скорость автомобиля, м/с;

Rk – динамический радиус качения колеса, м (выбирается по ГОСТу согласно маркировке шины установленной на автомобиле).

одновременно

где Uk min − минимальное передаточное число коробки передач, Uk min=1 (коробка передач с последней повышенной передачей);

UДКmin — минимальное передаточное число дополнительной коробки (раздаточная коробка, демультипликатор коробки передач), принимаем ввиду отсутствия раздаточной коробки Uдкmin=1);

Uo − передаточное число главной передачи.

Приняв Ukmin и UДК min, вычисляем

Максимальное передаточное число трансмиссии определяется из необходимости соблюдения двух условий. 1)'

Условие преодоления максимального дорожного сопротивления:

где ψмах − максимальное значение коэффициента сопротивления дороги. Принимают в зависимости от типа автомобиля: ψmax=0,35…0,5 − для легковых автомобилей.

Мk max − максимальное значение крутящего момента двигателя по внешней скоростной характеристике двигателя, Нм.

2)'

Условие полного использования сцепной массы

где φ=0,7...0,9 − коэффициент сцепления колес с полотном дороги, (принимается для сухого шоссе);

Gсц − сцепной вес автомобиля, вес от полной массы автомобиля, приходящийся на ведущие колеса.

Для легковых автомобилей; Gсц = (0,50…0,56)Ga. Принимаем Gсц = 0,53•18019=9550 Н.

Если , то целесообразно увеличить сцепную массу. Если сцепную массу увеличить невозможно, то принимается передаточное число, вычисленное по второму условию. При этом автомобиль не сможет преодолевать заданное дорожное сопротивление.

Для неполноприводных автомобилей максимальное передаточное число трансмиссии равно:

где UК1 − передаточное число первой передачи коробки передач;

UДКмах − максимальное передаточное число дополнительной коробки передач.

Принимаем ввиду отсутствия раздаточной коробки UДКмах =1.

Передаточное число первой передачи:

Если передаточные числа в коробке передач подбирать по закону геометрической прогрессии, то количество передач находят из выражения:

где q − знаменатель геометрической прогрессии, − для легковых автомобилей с карбюраторными двигателями.

По внешней скоростной характеристике ωМ =275, т.е. q=275 500 = 0,55.

Минимально необходимое количество передач равно:

Принимаем количество передач n=4>3,87.

В том случае, когда наивысшая передача повышенная, передаточные числа промежуточных передач находятся из выражения:

где j- порядковый номер промежуточной передачи;

n- число передач в коробке.

Передаточное число задней передачи обычно принимается близким к UК1. Передаточные числа сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Передаточные числа коробки передач U1'U2'U3'U4 5,56'3,14'1,77'1 3.'

Расчет тягово-динамических характеристик автомобиля

Используя передаточные отношения трансмиссии заданного автомобиля, строим динамическую характеристику в координатах Va−D, где D − динамический фактор

где PK − сила тяги на ведущих колесах, Н;

PW − сила сопротивления воздуха, Н.

Сила тяги на ведущих колесах, Н:

где МКР − крутящий момент двигателя, Н⋅м (таблица 1.1);

− передаточное число трансмиссии на I-той передаче.

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля, Н

Скорость движения автомобиля, м/с можно рассчитать по формуле:

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.1.

По результатам расчетов выполняется построение графика зависимости D=f(Va).

Таблица 3.1 − Расчет динамических характеристик (Uдк=1) ω '150,0'200,0'250,0'300,0'325,0'350,0'400,0'450,0'500,0 Mk, Нм '125,7'130,0'132,2'132,2'131,4'130,0'125,7'119,0'110,2 1 передача ' ' ' U1•Uдк1= '5,56 ' Va, м/c '2,34'3,12'3,89'4,67'5,06'5,45'6,23'7,01'7,79 Pk, Н '7258'7512'7640'7640'7592'7512'7258'6876'6366 Pw, Н '5,5'9,7'15,2'21,8'25,6'29,7'38,8'49,1'60,7 D '0,402'0,416'0,423'0,423'0,420'0,415'0,401'0,379'0,350 2 передача ' ' ' U2•Uдк1= '3,14 ' Va, м/c '4,14'5,52'6,90'8,28'8,97'9,66'11,04'12,42'13,80 Pk, Н '4097'4241'4313'4313'4286'4241'4097'3882'3594 Pw, Н '17,2'30,5'47,6'68,5'80,4'93,3'121,8'154,2'190,3 D '0,226'0,234'0,237'0,236'0,233'0,230'0,221'0,207'0,189 3 передача ' ' ' U3•Uдк1= '1,77 ' Va, м/c '7,33'9,77'12,21'14,66'15,88'17,10'19,55'21,99'24,44 Pk, Н '2313'2394'2435'2435'2420'2394'2313'2191'2029 Pw, Н '53,7'95,5'149,3'214,9'252,3'292,6'382,1'483,6'597,1 D '0,125'0,128'0,127'0,123'0,120'0,117'0,108'0,095'0,079 4 передача ' ' ' U4•Uдк1= '1,00 ' Va, м/c '12,98'17,31'21,64'25,97'28,13'30,30'34,62'38,95'43,28 Pk, Н '1306'1352'1375'1375'1366'1352'1306'1237'1145 Pw, Н '168,6'299,7'468,3'674,3'791,4'917,8'1198,8'1517,3'1873,2 D '0,063'0,058'0,050'0,039'0,032'0,024'0,006'-0,016'-0,040

Список использованной литературы

1) Методические указания к контрольной работе № 1 по дисциплине «Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТТМО» / А.А. Ветрогон, В.В. Мешков, С.В. Огрызков. – Севастополь: Изд-во СевГУ, 2015. – 20 c.

2) Понизовкин А.Н. Краткий автомобильный справочник НИИАТ /А.Н. Понизовкин – М.: АО Трансконсалтинг, 1994. – 779 с.


Способ заказа и контакты