Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Ноября 2013 в 11:23, курсовая работа
Выполнить тягово-динамический расчет легкового переднепривоодного автомобиля. В качестве прототипа принять ВАЗ – 2114:
Выбрать шины и определить их статический радиус качения.
Рассчитать максимальную мощность двигателя автомобиля при: Vmax = 160 км/ч; Da = 0,09.
Построить внешнюю скоростную характеристику двигателя.
Рассчитать передаточное число главной передачи.
Рассчитать передаточные числа в коробке передач при:
Ψ = 0,4.
Построить силовой и мощностной балансы автомобиля.
Построить динамический паспорт автомобиля.
Построить разгонную характеристику автомобиля.
Рассчитать давление воздуха в шинах.
Построить топливно-экономическую характеристику автомобиля.
w |
Te, Нм |
V |
fk |
Ft |
Fk |
Fв |
Fk+Fв |
Pt |
Pk |
Pв |
Pk+Pв | |
1в |
50 |
101 |
0,9 |
0,01401 |
4880 |
196,5 |
0,4 |
196,9 |
4 |
0,18 |
0,00 |
0,18 |
100 |
110 |
1,8 |
0,01403 |
5319 |
196,8 |
1,8 |
198,5 |
10 |
0,36 |
0,00 |
0,36 | |
200 |
123 |
3,7 |
0,01410 |
5963 |
197,8 |
7,1 |
204,9 |
22 |
0,72 |
0,03 |
0,75 | |
262 |
128 |
4,8 |
0,01418 |
6205 |
198,9 |
12,2 |
211,0 |
30 |
0,95 |
0,06 |
1,01 | |
300 |
130 |
5,5 |
0,01423 |
6294 |
199,6 |
16,0 |
215,6 |
35 |
1,10 |
0,09 |
1,18 | |
400 |
131 |
7,3 |
0,01441 |
6313 |
202,2 |
28,4 |
230,5 |
46 |
1,48 |
0,21 |
1,69 | |
461 |
128 |
8,4 |
0,01455 |
6171 |
204,1 |
37,7 |
241,8 |
52 |
1,72 |
0,32 |
2,04 | |
500 |
125 |
9,1 |
0,01464 |
6019 |
205,4 |
44,3 |
249,7 |
55 |
1,88 |
0,41 |
2,28 | |
550 |
119 |
10,1 |
0,01478 |
5755 |
207,3 |
53,6 |
261,0 |
58 |
2,09 |
0,54 |
2,63 | |
2в |
50 |
101 |
1,8 |
0,01402 |
2487 |
196,7 |
1,7 |
198,5 |
4 |
0,35 |
0,00 |
0,36 |
100 |
110 |
3,6 |
0,01410 |
2710 |
197,8 |
6,8 |
204,6 |
10 |
0,71 |
0,02 |
0,73 | |
200 |
123 |
7,2 |
0,01440 |
3039 |
202,0 |
27,3 |
229,3 |
22 |
1,45 |
0,20 |
1,65 | |
262 |
128 |
9,4 |
0,01468 |
3162 |
206,0 |
46,9 |
252,8 |
30 |
1,94 |
0,44 |
2,38 | |
300 |
130 |
10,8 |
0,01489 |
3207 |
208,9 |
61,4 |
270,4 |
35 |
2,25 |
0,66 |
2,91 | |
400 |
131 |
14,4 |
0,01559 |
3217 |
218,7 |
109,2 |
327,9 |
46 |
3,14 |
1,57 |
4,71 | |
461 |
128 |
16,5 |
0,01611 |
3145 |
226,0 |
145,1 |
371,0 |
52 |
3,74 |
2,40 |
6,14 | |
500 |
125 |
17,9 |
0,01648 |
3067 |
231,2 |
170,7 |
401,8 |
55 |
4,15 |
3,06 |
7,21 | |
550 |
119 |
19,7 |
0,01700 |
2933 |
238,5 |
206,5 |
445,0 |
58 |
4,71 |
4,08 |
8,79 | |
3в |
50 |
101 |
2,7 |
0,01406 |
1668 |
197,2 |
3,8 |
201,0 |
4 |
0,53 |
0,01 |
0,54 |
100 |
110 |
5,3 |
0,01422 |
1819 |
199,5 |
15,2 |
214,7 |
10 |
1,07 |
0,08 |
1,15 | |
200 |
123 |
10,7 |
0,01488 |
2039 |
208,8 |
60,7 |
269,4 |
22 |
2,23 |
0,65 |
2,88 | |
262 |
128 |
14,0 |
0,01551 |
2122 |
217,6 |
104,1 |
321,7 |
30 |
3,05 |
1,46 |
4,51 | |
300 |
130 |
16,0 |
0,01598 |
2152 |
224,2 |
136,5 |
360,7 |
35 |
3,60 |
2,19 |
5,79 | |
400 |
131 |
21,4 |
0,01753 |
2158 |
245,9 |
242,6 |
488,5 |
46 |
5,26 |
5,19 |
10,45 | |
461 |
128 |
24,7 |
0,01868 |
2110 |
262,1 |
322,2 |
584,3 |
52 |
6,46 |
7,95 |
14,41 | |
500 |
125 |
26,7 |
0,01951 |
2058 |
273,7 |
379,1 |
652,8 |
55 |
7,32 |
10,14 |
17,46 | |
550 |
119 |
29,4 |
0,02067 |
1968 |
289,9 |
458,7 |
748,6 |
58 |
8,53 |
13,50 |
22,03 | |
4в |
50 |
101 |
3,6 |
0,01410 |
1255 |
197,8 |
6,7 |
204,5 |
4 |
0,70 |
0,02 |
0,73 |
100 |
110 |
7,1 |
0,01439 |
1368 |
201,9 |
26,8 |
228,6 |
10 |
1,44 |
0,19 |
1,63 | |
200 |
123 |
14,2 |
0,01556 |
1534 |
218,2 |
107,1 |
325,4 |
22 |
3,10 |
1,52 |
4,63 | |
262 |
128 |
18,6 |
0,01667 |
1596 |
233,9 |
183,8 |
417,7 |
30 |
4,36 |
3,42 |
7,78 | |
300 |
130 |
21,3 |
0,01750 |
1619 |
245,5 |
241,0 |
486,6 |
35 |
5,24 |
5,14 |
10,38 | |
400 |
131 |
28,4 |
0,02023 |
1624 |
283,8 |
428,5 |
712,3 |
46 |
8,07 |
12,19 |
20,26 | |
461 |
128 |
32,8 |
0,02227 |
1588 |
312,5 |
569,2 |
881,6 |
52 |
10,24 |
18,66 |
28,90 | |
500 |
125 |
35,6 |
0,02373 |
1548 |
332,9 |
669,6 |
1002,5 |
55 |
11,84 |
23,80 |
35,64 | |
550 |
119 |
39,1 |
0,02578 |
1481 |
361,6 |
810,2 |
1171,8 |
58 |
14,14 |
31,68 |
45,82 | |
5в |
50 |
101 |
4,4 |
0,01415 |
1006 |
198,5 |
10,4 |
208,9 |
4 |
0,88 |
0,05 |
0,93 |
100 |
110 |
8,9 |
0,01461 |
1097 |
204,9 |
41,7 |
246,6 |
10 |
1,82 |
0,37 |
2,19 | |
200 |
123 |
17,7 |
0,01642 |
1230 |
230,4 |
166,7 |
397,1 |
22 |
4,09 |
2,96 |
7,05 | |
262 |
128 |
23,2 |
0,01816 |
1280 |
254,7 |
286,1 |
540,9 |
30 |
5,92 |
6,65 |
12,57 | |
300 |
130 |
26,6 |
0,01945 |
1298 |
272,9 |
375,2 |
648,1 |
35 |
7,26 |
9,98 |
17,25 | |
400 |
131 |
35,5 |
0,02369 |
1302 |
332,4 |
667,0 |
999,4 |
46 |
11,79 |
23,67 |
35,46 | |
461 |
128 |
40,9 |
0,02688 |
1272 |
377,0 |
885,9 |
1262,9 |
52 |
15,42 |
36,23 |
51,65 | |
500 |
125 |
44,4 |
0,02915 |
1241 |
408,9 |
1042,1 |
1451,0 |
55 |
18,14 |
46,22 |
64,36 | |
550 |
119 |
48,8 |
0,03233 |
1187 |
453,5 |
1261,0 |
1714,5 |
58 |
22,13 |
61,52 |
83,65 |
Рис. 2. Силовой баланс автомобиля: 1 – 5 – сила тяги на ведущих колесах; 6 – суммарная сила сопротивления движению (Fk+Fв); 1 – 5 передачи в КП.
Рис. 3. Мощностной баланс автомобиля: 1 – 5 – мощность тяги на ведущих колесах; 6, 7, 8 – мощности сопротивления движению соответственно суммарная (Рk+Рв), аэродинамическая Рв и качению Рк; 1 – 5 передачи в КП.
8. ДИНАМИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ АВТОМОБИЛЯ
Для построения динамического паспорта автомобиля необходимо вычислить для каждой передачи в КП (РК) динамический фактор
Кроме того, на график выносится зависимость коэффициента сопротивления качению fk (V). Для построения номограммы необходимо найти верхний предел шкалы
где – верхний предел шкалы Da. На шкале Da (рис. 4) получилось =0,5, тогда
Результаты расчета сведены в табл. 3.
3. Динамическая характеристика автомобиля Da в зависимости от скорости двигателя ωе
|
w |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
50 |
0,348 |
0,181 |
0,122 |
0,089 |
0,073 |
100 |
0,379 |
0,197 |
0,132 |
0,096 |
0,078 |
200 |
0,425 |
0,219 |
0,145 |
0,102 |
0,079 |
262 |
0,441 |
0,227 |
0,148 |
0,101 |
0,074 |
300 |
0,447 |
0,229 |
0,148 |
0,098 |
0,069 |
400 |
0,448 |
0,226 |
0,141 |
0,085 |
0,049 |
461 |
0,437 |
0,218 |
0,132 |
0,073 |
0,031 |
500 |
0,426 |
0,211 |
0,124 |
0,063 |
0,018 |
550 |
0,406 |
0,198 |
0,111 |
0,048 |
-0,002 |
Примечание: знак минус означает, что двигатель «не тянет».
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
Рис. 4. Динамический паспорт автомобиля: 1 – 5 – динамический фактор; 6 – коэффициент сопротивления качению (fk); 1 – 5 передачи в КП; Н – полезная загрузка автомобиля
Разгонную характеристику выполняют по ГОСТ 22576–90 для частичной загрузки автомобиля 245 кг (1570 Н). Из-за неполной загрузки изменяется динамический фактор и коэффициент учета вращающихся масс.
Для расчета ускорений автомобиля необходимо сначала найти коэффициент учета вращающихся масс:
где Jд – момент инерции двигателя, кг∙м2. Jд= 0,37; Jk1, Jk2 – момент инерции пары ведущих колес с тормозами и полуосями соответственно передней и задней оси, кг∙м2. Jk1= Jk2= 13,0; rk0 – кинематический радиус колеса, примем равным статическому (см. п. 2.3 лекций).
Результаты расчета сведены в табл. 4.
4. Коэффициент учета вращающихся масс на различных передачах
передачи |
кувм |
1 |
1,33 |
2 |
1,11 |
3 |
1,07 |
4 |
1,05 |
5 |
1,04 |
Ускорения рассчитаем по динамическому фактору, скорректированному по массе автомобиля, для всех передач в КП на прямой передаче в РК и для 1 и 2 передач в КП на пониженной передаче в РК
Результаты сведем в табл. 5 и рис. 5.
5. Зависимость ускорений автомобиля на разных передачах от скорости двигателя ωе
|
ωе |
Передача в КП | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
80 |
2,91 |
1,75 |
1,19 |
0,84 |
0,68 |
100 |
3,18 |
1,91 |
1,30 |
0,91 |
0,72 |
200 |
3,57 |
2,14 |
1,43 |
0,97 |
0,72 |
262 |
3,72 |
2,22 |
1,45 |
0,95 |
0,65 |
300 |
3,77 |
2,24 |
1,45 |
0,91 |
0,58 |
400 |
3,77 |
2,20 |
1,36 |
0,74 |
0,31 |
461 |
3,68 |
2,12 |
1,25 |
0,59 |
0,09 |
500 |
3,58 |
2,04 |
1,15 |
0,46 |
-0,08 |
550 |
3,41 |
1,90 |
1,01 |
0,28 |
-0,33 |
Примечание: знак минус означает, что двигатель «не тянет».
Рис. 5. Зависимость ускорений автомобиля от его скорости: 1 – 5 – прямая передача в РК и соответственно 1 – 5 передачи в КП
Разгонную характеристику (зависимости времени и пути разгона по скорости) строим на 1 – 4 передачах в КП. Расчет ведем до тех пор, пока не будут получены время разгона до 100 км/ч и пройден путь 1000 м по следующим формулам (см. п. 3.6 лекций):
ΔVi= Vi –Vi-1; Δti= ΔVi/ai; ti= ti-1+ Δti; ΔSi= Vi· Δti; Si= Si-1+ ΔSi.
Результаты расчета сводим в табл. 6 и рис. 6.
КП |
V |
изм V |
a |
изм t |
Сум t |
изм S |
Сум S |
S на графике | |
1 |
1 |
0,9 |
1,8 |
2,91 |
0,618989 |
0,618989 |
0,584412 |
0,584412 |
0,025911 |
2 |
1,9 |
0,9 |
3,18 |
0,297084 |
0,916073 |
0,560977 |
1,145389 |
0,050784 | |
3 |
3,8 |
1,9 |
3,57 |
0,528727 |
1,444801 |
1,996768 |
3,142157 |
0,139316 | |
4 |
4,9 |
1,2 |
3,72 |
0,314969 |
1,75977 |
1,558245 |
4,700402 |
0,208405 | |
5 |
5,7 |
0,7 |
3,77 |
0,190379 |
1,950149 |
1,078466 |
5,778868 |
0,256222 | |
6 |
7,6 |
1,9 |
3,77 |
0,500733 |
2,450882 |
3,782089 |
9,560957 |
0,423911 | |
7 |
8,7 |
1,2 |
3,68 |
0,313329 |
2,764211 |
2,72752 |
12,28848 |
0,544843 | |
8 |
9,4 |
0,7 |
3,58 |
0,205859 |
2,97007 |
1,943591 |
14,23207 |
0,631018 | |
9 |
10,4 |
0,9 |
3,41 |
0,277107 |
3,247176 |
2,877898 |
17,10997 |
0,758617 | |
10 |
2 |
10,4 |
0 |
2,23 |
0,5 |
3,747176 |
5,192764 |
22,30273 |
0,988853 |
11 |
10,9 |
0,5 |
2,24 |
0,223823 |
3,970999 |
2,436736 |
24,73947 |
1,096892 | |
12 |
14,5 |
3,6 |
2,20 |
1,645826 |
5,616825 |
23,89061 |
48,63007 |
2,156148 | |
13 |
16,7 |
2,2 |
2,12 |
1,044869 |
6,661694 |
17,48019 |
66,11026 |
2,93118 | |
14 |
18,1 |
1,4 |
2,04 |
0,694581 |
7,356275 |
12,60306 |
78,71332 |
3,489972 | |
15 |
3 |
20,0 |
1,8 |
1,90 |
0,952788 |
8,309063 |
19,01702 |
97,73034 |
4,333144 |
16 |
20,0 |
0,0 |
1,40 |
0,5 |
8,809063 |
9,979666 |
107,71 |
4,77562 | |
17 |
21,5 |
1,5 |
1,36 |
1,119318 |
9,928381 |
24,04144 |
131,7514 |
5,841563 | |
18 |
24,8 |
3,3 |
1,25 |
2,627669 |
12,55605 |
65,04568 |
196,7971 |
8,725542 | |
19 |
26,8 |
2,1 |
1,15 |
1,814967 |
14,37102 |
48,72877 |
245,5259 |
10,88607 | |
20 |
29,5 |
2,7 |
1,01 |
2,658147 |
17,02916 |
78,50341 |
324,0293 |
14,36673 | |
21 |
4 |
29,5 |
0,0 |
0,70 |
0,5 |
17,52916 |
14,76657 |
338,7959 |
15,02145 |
22 |
32,8 |
3,2 |
0,59 |
5,531707 |
23,06087 |
181,3223 |
520,1182 |
23,06087 | |
23 |
35,6 |
2,8 |
0,46 |
5,972785 |
29,03366 |
212,3431 |
732,4612 |
32,47568 |