Расчет и построение тяговой части паспорта

Оглавление

Введение ……………….............………………...….............…………...…....
1. Теоретическое обоснование темы…………….…………………………...
1.1. Назначение, свойства и качество автомобиля и системы ВАДС..................................................................................................................
1.2. Безотказность, живучесть, безопасность и безаварийность автомобиля..........................................................................................................
1.3. Эффективность автомобиля и системы ВАДС..............................
1.4. Скорость и безаварийная эффективность автомобиля..................
2. Тягово-тормозной паспорт автомобиля.......................................................
2.1. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.............................................................................................................
2.2. Расчет и построение тяговой части паспорта...............................
2.3. Прогноз тяговой динамичности и эффективности автомобиля..........................................................................................................
2.4. Теоретические основы, расчет и построение тормозной части паспорта..............................................................................................................
2.5. Прогноз тормозной динамичности и безаварийности автомобиля и системы ВАДС предприятия....................................................
Заключение.........................................................................................................
Библиографический список..............................................................................

 

 

Введение

Курсовой проект предназначен для студентов кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство», обучающихся по специальности 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», а также может быть использовано студентами других инженерных специальностей.

В пособии приведены необходимые исходные данные для выполнения курсового проекта или курсовой работы (в зависимости от срока обучения) по определению и оценке показателей безаварийной эффективности автомобилей, указаны алгоритм и методики расчетов, объем и сроки выполнения, а также необходимые справочные данные.

В первом разделе пособия сформированы цель, задачи и объем курсового проекта или курсовой работы. Второй раздел посвящен выбору исходных данных для последующих расчетов. Третий раздел содержит теоретическое обоснование темы проекта (работы). В четвертом разделе приведены методика построения тягово-тормозного паспорта автомобиля и прогноз тормозной динамичности и безопасности автомобиля и системы ВАДС. Пятый раздел посвящен анализу динамических процессов автомобиля по графикам разгона, обгона и экстренного торможения.

Тягово-тормозной паспорт автомобиля

Расчет и построение внешней скоростной характеристики

Двигателя

При найденных значениях максимальной мощности двигателя =88,5 кВт при частоте вращения коленчатого вала =3200 мин^-1 и максимального крутящего момента =0,284 кН∙м при частоте вращения коленчатого вала =2000 мин^-1 определяем:

- мощность при максимальном крутящем моменте

=0,105 =0,105∙0,284∙2000=59,64 кВт

- крутящий момент при максимальной мощности

= = =0,263 кН∙м

- коэффициенты приспособляемости к допустимой кратковременной перегрузке

= 1,08

и уменьшению угловой скорости

= =3200/2250=1,6

а также коэффициенты

a = = =0,858

B = = =0,71

C = B /2=1,6∙0,71/2=0,568

На листе формата А4 строим поле внешней скоростной характеристики двигателя, имеющей в начале координат нулевые значения n (горизонтальная шкала), и (левая шкала), и gе (правая шкала), по значениям и .

Таблица 2.1. Расчетная внешняя скоростная характеристика двигателя:

n, мин-1	nxx	n<		n >	n<		n>
, кВт	20,496	38,073	59,64	66,024	74,97	88,5	84,58
, кН∙м	0,244	0,259	0,284	0,262	0,255	0,263	0,179
ge, гр/кВт∙ч	332,45	309,58	295,24	292,8	295,24		354,41
ηe	0,246	0,264	0,277	0,279	0,277	0,268	0,259
, кг/ч	5,08	11,22	17,16	19,72	22,20	24,705	29,98
n /	0,25	0,438	0,625	0,75	0,875		1,406
	1,09	1,015	0,968	0,96	0,968		1,162

 

= [а+В(n/ ) - C ]

в которой значения коэффициентов

а+В+С=0,753+0,855-0,608=1

= 0,260[0,858+0,71(800/3200) – 0,568(800/3200)² ]0,94 =0,244 кНм

=0,260[0,858+0,71 (1400/3200) - 0,568 (1400/3200)² ]0,94 = 0,259 кНм

= 0,260[0,858+0,71 (2400/3200) - 0,568 (2400/3200)² ]0,94 =0,262 кНм

=0,260[0,858+0,71 (2800/3200) - 0,568 (2800/3200)² ]0,94 =0,255 кНм

=0,260[0,858+0,71 (5000/3200) - 0,568 (5000/3200)² ]0,94 =0,142 кНм

Мощность при крутящих моментах:

=0,105

= 0,105∙0,244∙800=20,496 кВт

= 0,105∙0,259∙1400=38,073 кВт

= 0,105∙0,262∙2400=66,024 кВт

= 0,105∙0,255∙2800=74,97 кВт

= 0,105∙0,142∙5000=74,55 кВт

Используя ряд дискретных значений

n /	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
	1,03	0,99	0,97	0,96	0,96	0,97	1,00	1,04

и ряд подобных отношений n / в таблице 2.1, определяем методом интерполяции (экстраполяции) значения коэффициента и удельного расхода топлива:

g_e,n = g_e,N

g_{e, 800} = 1,09∙305 = 332,45 г/кВтч g_{e, 2400} = 0,96∙305 = 292,8 г/кВтч

g_{e, 1400} = 1,015∙305 = 309,58 г/кВтч g_{e, 2800} = 0,968∙305 = 295,24 г/кВтч

g_{e, 2000} = 0,968∙305 = 295,24 г/кВтч g_{e, 4500}= 3,252∙305 = 315,98 г/кВтч

Часовой расход топлива:

G_Т,n = g_e,n∙ N_е,n∙ 10^-3

G_{Т 800} = 332,45∙20,496∙10^-3 = 6,814 кг/ч G_{Т 2400} = 292,8∙66,024∙10^-3=19,33 кг/ч

G_{Т 1400} = 309,58∙38,073∙10^-3=11,79 кг/ч G_{Т 2800} = 295,24∙74,97∙10^-3 = 22,134 кг/ч

G_{Т 2000} = 295,24∙59,64∙10^-3 = 17,608 кг/ч G_{Т 3200} = 305∙88,5∙10^-3 = 26,99 кг/ч

G_{Т 4500} = 295,24∙59,64∙10^-3 = 73,95 кг/ч

При низшей теплоте сгорания топлива Н_u =44 МДж/кг определяем эффективность КПД:

η_e.n= 3600/ g_e,n H_u

η_{e 800} = 3600/(332,45∙44) = 0,246 η_{e 2400} =3600/(292,8∙44) = 0,279

η_{e 1400} = 3600/(309,58∙44) = 0,264 η_{e 2800} =3600/(295,24∙44) = 0,277

η_{e 2000} = 3600/(295,24∙44) = 0,277 η_{e 3200} =3600/(305∙44) = 0,268

η_{e 4500} =3600/(315,98∙44) = 0,246= 0,259

Все найденные, принятые и рассчитанные значения показателей таблицы 2.1 проверяем "на безошибочность" через их "принадлежность" кривым N_e = f(n), M_e = f(n), G_Т = f(n), g_e = f(n) и η_e = f(n), находим и устраняем ошибки в найденных, принятых и расчетных значениях этих показателей созданного и эксплуатируемого автомобильного двигателя, как правило, малозависимого от шасси автомобиля – его трансмиссии, ведущих колес, несущей, управляющей, тормозной и других систем.

Таблица 2.3. Корректировка "выпавших" точек.

n, мин-1
	Расчетные значения	Скорректированные значения	Расчетные значения	Скорректированные значения
Ne, кВт	66,024	73,53	74,97	83,045
Me, кН∙м	0,262	0,283	0,255	0,276
ge, г/кВтч	292,8	294,5	295,24	297,92
GТ, кг/ч	19,72	21,58	22,20	24,83
ηe	0,279	0,275	0,277	0,272

 

 

На всех не прямых передачах постоянная часть формулы имеет значение

∙ ∙ = 0,98²∙0,97∙0,995³=0,918,

а на прямой передаче

∙ ∙ = 0,98∙0,97∙0,995³=0,936

 

Расчет и построение тяговой части паспорта

Поверочный расчет и построение тяговой части паспорта проводим в последовательности:

1. Составляем таблицу 2.4 исходных и расчетных значений показателей на всех передачах переднего хода.

2. Вписываем в таблицу 2.4 из таблицы 2.1 графически проверенные значения показателей внешней скоростной характеристики двигателя (n, М_е, G_т, N_е, g_e и η_е).

 

 

Таблица 2.4. Исходные и расчетные значения показателей тяговой динамичности автомобиля .

передача	uтр	n, мин-1	Vт, м/с	Ме, кН∙м	ηтр	Рко, Н	Рw, Н	Do	Gт, кг/ч	Nе, кВт	ge, г/кВт∙ч	ηе
	40,41		0,98	0,244	0,745		2,179	0,439	5,08	20,496	332,5	0,246
	1,71	0,259	0,825		6,635	0,516	11,22	38,073	309,6	0,264
	2,44	0,284	0,859		13,51	0,589	17,16	59,64	295,2	0,277
	2,93	0,283	0,87		19,48	0,594	21,58	73,53	294,5	0,275
	3,42	0,276	0,875		26,54	0,583	24,83	83,05	297,9	0,272
	3,91	0,263	0,878		34,69	0,557	24,71	88,5		0,268
	5,5	0,179	0,876		68,64	0,377	29,98	84,58	354,4	0,259
	19,06		2,07	0,244	0,745		9,722	0,207	5,08	20,496	332,5	0,246
	3,63	0,259	0,825		29,9	0,243	11,22	38,073	309,6	0,264
	5,18	0,284	0,859		60,88	0,276	17,16	59,64	295,2	0,277
	6,21	0,283	0,87		87,5	0,278	21,58	73,53	294,5	0,275
	7,25	0,276	0,875		119,3	0,272	24,83	83,05	297,9	0,272
	8,29	0,263	0,878		155,9	0,259	24,71	88,5		0,268
	11,7	0,179	0,876		310,6	0,17	29,98	84,58	354,4	0,259
	10,55		3,74	0,244	0,745		31,74	0,114	5,08	20,496	332,5	0,246
	6,55	0,259	0,825		97,35	0,132	11,22	38,073	309,6	0,264
	9,36	0,284	0,859		198,8	0,148	17,16	59,64	295,2	0,277
	11,2	0,283	0,87		284,6	0,147	21,58	73,53	294,5	0,275
	13,1	0,276	0,875		389,4	0,141	24,83	83,05	297,9	0,272
		0,263	0,878		510,5	0,131	24,71	88,5		0,268
	21,1	0,179	0,876			0,071	29,98	84,58	354,4	0,259
	6,17		6,4	0,244	0,745		92,94	0,064	5,08	20,496	332,5	0,246
	11,2	0,259	0,825		284,6	0,071	11,22	38,073	309,6	0,264
		0,284	0,859		580,9	0,074	17,16	59,64	295,2	0,277
	19,2	0,283	0,87		836,4	0,067	21,58	73,53	294,5	0,275
	22,4	0,276	0,875			0,057	24,83	83,05	297,9	0,272
	25,6	0,263	0,878			0,043	24,71	88,5		0,268
		0,179	0,876			-0,025	29,98	84,58	354,4	0,259

 

3. Рассчитываем передаточные числа трансмиссии u_тр и заносим их в таблицу 2.4.

u_тр = u_o u_n,

где u_o – передаточное число трансмиссии на главной передаче; u_n - передаточное число трансмиссии на каждой из передач.

4. Определяем при δ = 0 по семь текущих значений теоретической скорости V_т на каждой передаче и вписываем полученные результаты в таблицу 2.4.

V_а = V_т(1-δ) = (0,105r_кn)/u_тр(1-δ), отсюда следует

V_т = (0,105r_кn)/u_тр ,

где r_к =0,47 – радиус колеса, м.

5. Чертим на листе ватмана формата А1 (841х594мм) левое поле 250х250мм, средние верхнее (400х250мм) и нижнее (400х125мм) поля и правое поле 100х250мм, масштабные "сетки" и шкалы.

6. Выбираем удобный масштаб эффективной мощности двигателя и строим на нижнем среднем поле графики N_е = f(V_т) и η_е = f(V_т) в масштабе скоростей V_т и V_а.

7. При выбранном значении коэффициента k_w = 0,6 Н∙с²/м⁴ находим постоянное значение фактора обтекаемости в Нс²/м²:

k_wF = ВН_гk_w =1,63∙2,32∙0,6=2,269 Нс²/м²

где В – ширина колеи передних колес, м; Н_г – габаритная высота автомобиля, м.

8. Измеряем у неподвижного порожнего и полностью груженого автомобиля среднее расстояние r_ст от центров ведущих колес до поверхности ровной дороги и принимаем необходимое для расчетов значение радиуса качения без скольжения (ГОСТ 17697-72) r_к = r_ст = 0,47 м.

9. Определяем расчетом по формулам:

полную окружную силу ведущих колес Р_ко при М_е > 0 на всех передачах переднего хода:

Р_ко = М_е u_тр η_тр / r_к,

где рассчитано раннее (см. 2.11)

- силу сопротивления воздуха Р_w:

Р_w = k_w∙F∙ V_т²

- динамический фактор снаряженного автомобиля D_o:

D_o =(Р_ко - Р_w)/ m_o g,

где m_o – снаряженная масса автомобиля, кг (m_o = 3600 кг); g – ускорение свободного падения (g = 9,89 м/с²).

На верхнем среднем поле листа 1 строим графики D_o = f (V_т).

 

 

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был проведен расчет тягово-тормозных свойств автомобиля ГАЗ-САЗ-3507.

Автомобиль реализует свою потенциальную опасность в аварию в процессе управления водителем, не знающим своих контраварийных возможностей и не обладающим "чувством автомобиля и дороги", не умеющим предсказывать поведение и опасности других участников дорожного движения.

Для автомобиля ГАЗ-САЗ-3507 число "ступеней" торможения, согласно тягово-тормозного паспорта, до полной остановки от скорости в 77 км/ч равняется 4, т.е. для безюзовой остановки водитель должен 4 раза частично отпустить педаль тормоза.

Безаварийную эффективность рабочей тормозной системы любого автомобиля нельзя "вырывать" из системы ВАДС даже при стендовых испытаниях, весьма грубо моделирующих реальные условия дорожного движения. Поэтому кроме выявления конструктивных особенностей рабочей тормозной системы и признаков основных неисправностей, запрещающих движение АТС, оцениваем приспособленность конструкции РТС к ступенчато-импульсному торможению с обязательным следом юза в первом импульсе и возможностью проверки на предприятии персонального "юзового почерка" водителей на эталонной дороге автодрома или каком-то согласованном с ГИБДД участке дороги общего пользования.

 

Библиографический список

1. Вахламов В.К. Автомобили: Конструкция и эксплуатационные свойства: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. _М.: Изд. центр «Академия», 2009. – 480 с.

2. Вахламов В.К Техника автомобильного транспорта: Подвижной состав и эксплуатационные свойства /В.К. Вахламов – М.: Изд.центр «Академия», 2004 – 528 с.

3. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение, 1989. – 240с.

4. Лопарев А.А., Якимов Ю.В. Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий. Учебно-методическое пособие для спец. 190630 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», Сыктывкар, 2013-98с

5. Машиностроение. Энциклопедия: учебник для технических вузов / В.Ф. Платонов. В.С. Азаев. Е.Б. Алекандров [и др.].; под ред. В.Ф. Платонова. – М.: Машиностроение, 1997. – 688 с.

6. Туревский, И.С. Теория автомобиля [Текст]: учеб. пособие для студентов вузов / И.С. Туревский. – М.: Высш. шк., 250. – 240 с.: ил.