Тяговий розрахунок і розрахунок паливно-економічної характеристики автотранспортного засобу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНИЙ ІНСТИТУТ

ДЕРЖАВНОГО ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ

“ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ”

Факультет: “Транспортні технології”

Кафедра: “Автомобілі та двигуни”

КУРСОВА РОБОТА

Тема:

“Тяговий розрахунок і розрахунок паливно-економічної характеристики автотранспортного засобу”

Виконав:

cт - т групи ОПУТ - 07б

Хрипуненко Г.В.

Перевірив: Супрун В.Л.

Горлівка 2009 р.

РЕФЕРАТ

Об'єктом проектування виступає автобус.

Мета роботи: на основі вихідних даних спроектувати автобус, виконавши проектувальний тяговий розрахунок, розрахунок ПЕХ. Побудувати графіки характеристик тягового розрахунку.

АВТОБУС, КАРБЮРАТОРНИЙ ДВИГУН, ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК, РОЗРАХУНОК ПАЛИВНО-ЕКОНОМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПЕРЕДАТОЧНЕ ЧИСЛО, РОЗДАТОЧНА КОРОБКА, ЗВИЧАЙНА ПРОХІДНІСТЬ.

ВИХІДНІ ДАНІ

Варіант

Вихідні дані до виконання проектувального розрахунку вибираємо по першій літері прізвища та останній цифрі шифру залікової книжки:

- тип автомобіля - автобус;

- тип двигуна - карбюраторний двигун;

- тип прохідності - звичайна;

- пасажироміскість - 45 чол;

- максимальна швидкість руху хmax = 40 м/с;

– коефіцієнт сумарного опору дороги на максимальній швидкості руху шmax = 0,4.

– Максимальний сумарний коефіцієнт опору дороги шv=0,029.

ЗМІСТ

Вступ

1. Проектувальний тяговий розрахунок

1.1 Вибір прототипу

1.2 Компоновочна схема автомобіля

1.3 Побудова зовнішньої швидкісної характеристики

1.4 Побудова графіка силового балансу

1.5 Побудова графіка динамічної характеристики

1.6 Побудова графіка прискорень

1.7 Побудова графіка величин, зворотних прискоренням

1.8 Побудова графіків часу та шляху розгону АТЗ

1.9 Побудова графіка потужносного балансу

1.10 Побудова графіка паливно - економічної характеристики

Висновок

Література

ВСТУП

У теперішній час, коли неможливо з певністю казати, що автомобілебудування України знаходиться на висоті, більш гострим стає питання о створенні зовсім нових і більш досконалих автомобілів і їх конструкцій. Необхідно заповнювати пробіли у автотранспорті, незаповнені до цих пір. Також, необхідний більш глибокий аналіз пересування кількості пасажирів у легкових автомобілях. Необхідно вдосконалювати вузли, механізми конструкції автомобілів з метою зменшення їх металоємкості, енергоємності та ціни, що призведе до підвищення економічності та зниженню собівартості автомобілів. Таким чином даний курсовий проект направлений на досягнення поліпшення безпеки дорожнього руху автомобіля, підвищення техніко - економічних показників, підвищення приємистості автомобіля, комфорту керування в міських умовах руху.

1. Проектувальний тяговий розрахунок

1.1 Вибір прототипу

У зв'язку з тим, що проектувальний розрахунок, як правило, виконується, коли ще не виконана конструкторська проробка АТЗ який проектується, виникає необхідність у попередньому виборі окремих конструктивних параметрів. До них відносяться: габаритні розміри, компоновочна схема трансмісії, радіус коліс та ін.

Для вибору цих параметрів проектувальник орієнтується на вже існуючі конструкції, аналогічні по пасажироміскості. Згідно з цими параметрами, проектувальник обирає автобус. При цьому «прототип» розуміється не як одна фіксована для розрахунку модель, а можливо і декілька різних моделей, окремі параметри яких близькі до аналогічних параметрів АТЗ, який проектується. Далі конструктивні параметри «прототипу» використовуються проектувальником у розрахунку. Слід відмітити, що конструктивні параметри «прототипу» як правило, змінюються з урахуванням задач удосконалення конструкції АТЗ, який проектується. Іншими словами, габаритні розміри, власна маса. Параметри АТЗ, який проектується відрізняються від аналогічних параметрів «прототипу». В результаті аналізу існуючих конструкцій із позиції вихідних даних обираємо автомобіль Икарус - 256 і розробляємо компоновочну схему АТЗ, який проектуємо (див. рисунок 1.2).

1.2 Компоновочна схема автомобіля

При проектуванні нового автомобіля вносимо компоновочні и конструктивні зміни в конструкцію прототипу без зміни базових розмірів.

Табл. 1. - Зрівнювальна характеристика автомобілів

Показники	Икарус - 256	Проектуємий
1. Маса автомобіля	14800	12291
2. Потужність д.в.с. max	192	440,4 кВт
3. Max швидкість м/с	100	40
4.Коефіцієнт сумарного опору дороги	0,029	0.029

1.3 Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна проектованого АТЗ

На основі вихідних даних визначається потужність двигуна при максимальній швидкості руху за рівнянням потужносного балансу АТЗ:

, (1.1)

де - потужність двигуна при максимальній швидкості руху, кВт;

Ga - повна маса АТЗ, кг;

g - прискорення сили тяжіння м/с2;

шV - коефіцієнт сумарного опору дороги при максимальній швидкості шV = 0,029.

Vmax - максимальна швидкість руху АТЗ м/с;

Кп - коефіцієнт опору повітряного середовища ;

F - лобова площа АТЗ, м2;

зтр - коефіцієнт корисної дії трансмісії.

Повна маса вантажного автомобіля визначається по залежності:

 (1.2)

де - власна маса проектованого АТЗ:

де - маса прототипу

Так як ми маємо карбюраторний двигун, власна маса проектованого АТЗ зменшується на 15%.

Ця величина дорівнює 2229 кг.

;

n - пасажиромісткість n=45 чол.

- вага одного пасажира (вибираємо для більш максимальної загрузки );

.

При проектуванні АТЗ рекомендовано брати наступні значення зтр =0,90.

де - коефіцієнт опору повітряного середовища;

Лобова площа проектованого АТЗ підраховується за наступною емпіричною формулою:

, (1.3)

де -ширина колії проектованого АТЗ, ;

- габаритна висота проектованого АТЗ, .

.

.

Максимальна потужність Nе max двигуна проектованого АТЗ можна знайти по величині потужності Nе V, яка необхідна для руху проектованого АТЗ з заданою максимальною швидкістю.

Загальне рівняння кривої Nе=f(nk) ЗШХ двигуна внутрішнього згоряння з достатнім ступенем влучності відбивається формулою Р.С. Лейдермана:

, (1.4)

де Ne, nk - відповідно потужність двигуна, кВт и частота обертання колінчатого вала двигуна, хв-1, для вільної точки кривої;

nN - частота обертання колінчатого вала двигуна, хв-1 при максимальній потужності;

a, b, c - коефіцієнти формули Лейдермана (а=1; b=1; c=1).

Величинами nN та nmin сліду задатися, обґрунтувавши їх виходячи з тенденції розвитку сучасних двигунів внутрішнього згоряння. Рекомендується частоту обертання колінчатого вала двигуна проектованого АТЗ вибирати в наступних межах: для автобуса nN =3000…4000 хв -1.

Для двигунів з обмежувачем числа оборотів з метою забезпечення приємистості АТЗ, який проектують потужність двигуна при частоті обертання nkогр колінчатого вала на 20 - 30 % більше ніж потужність при максимальній швидкості тобто:

, (1.5)

.

Для зменшення зносу деталей двигуна витримують наступне співвідношення:

, (1.6)

Приймаємо

.

Рекомендується при розрахунках приймати наступні коефіцієнти Лейдермана:

По рівнянню Р.С. Лейдермана знаходимо максимальну потужність двигуна:

, (1.7)

.

По рівнянню (1.4) визначаємо координати шести-восьми точок ЗШХ двигуна Ne=f(nk), і по рівнянню:

; (1.8)

знаходимо значення обертаючого моменту двигуна.

.

Данні проведених розрахунків зводимо в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1 Результати розрахунку ЗШХ.

n k(хвЇ№)	1000	1500	2000	2500	3000	3200	3200
n k / n N	0,3125	0,46875	0,625	0,78125	0,9375	1	1
(n k / n N)І	0,0976562	0,2197263	0,390625	0,61035156	0,87891	1	1
(n k / n N)і	0,0305176	0,102997	0,244141	0,4768372	0,82397	1	1
	0,3796386	0,5854794	0,7714844	0,91776446	0,99243	1	1
Ne(кВт)	167,2	257,9	339,8	402,9	437,1	440,4	367
Mk(Нм)	1596,8	1642	1622,5	1539	1391,4	1314,3	1095,26

По даним таблиці 1.1 будуємо графік ЗШХ двигуна АТЗ, який проектують.

1.4 Побудова графіка силового (тягового) балансу

Рівняння силового балансу має вид:

, (1.9)

де - тягова сила на ведучих колесах, Н;

- сила сумарного опору дороги, Н;

- сила опору повітряного середовища, Н;

- сила опору розгону, Н;

, (1.10)

де - обертаючий момент двигуна Нм;

- передаточне число коробки передач;б

- передаточне число головної передачі АТЗ, який проектується;

uд - передатне число додаткової коробки;

- динамічний радіус колеса, м (в розрахунках приймають, що ).

.

Усі знайдені значення занесемо в таблицю.

Підбираємо шину для автомобіля. Вибір здійснюємо по найбільш навантаженим колесам з урахуванням заданої максимальної швидкості по таблицям. Шину необхідно підбирати так, щоб додержуватися умови: допустиме навантаження на шину повинно бути більше або рівним навантаженню, яке припадає на найбільш навантажене колесо, і допустима швидкість шини повинна бути більше або дорівнювати максимально можливій для проектує мого АТЗ (11,00 R-20).

, (1.11)

де - коефіцієнт сумарного опору дороги;

В розрахунках приймаємо, що , и величина його не залежить від швидкості руху АТЗ:

; (1.12)

Значення цієї сили складається з відповідними значеннями .

, (1.13)

де - коефіцієнт, який ураховує вплив мас, що обертаються;

- прискорення АТЗ, м/с2.

Радіус колеса визначається розміром шин. Вибір шин робиться по найбільш навантаженим колесам із урахуванням максимальної швидкості:

, (1.14)

де - передаточне число вищої передачі коробки передач АТЗ, який проектуємо.

.

При виконанні даного розрахунку рекомендується задавати передаточне число коробки передач на вищій передачі =1.

Передаточне число коробки передач на першій передачі АТЗ звичайної прохідності визначається за умови подолання заданого максимального сумарного опору дороги і перевіряється на відсутність буксування ведучих коліс за умовою зчеплення шин з якісним дорожнім покриттям:

, (1.15)

(1.16)

де - коефіцієнт динамічного перерозподілу навантаження на ведучу вісь при максимальній силі тяги;

- статична вага, кг, що припадає на ведучу вісь АТЗ;

цх - коефіцієнт зчеплення шин ведучих коліс з дорогою, цх=0,7;

Передаточні числа проміжних передач коробки передач розподіляємо по закону геометричної прогресії:

, (1.17)

де - передаточне число проміжної передачі коробки передач АТЗ, який проектується;

- номер передачі в коробці передач;

- число ступенів в коробці передач.

Береться рівним для автобуса .

,

,

,

,

Швидкість АТС вираховуємо для кожної передачі та кожної, раніше прийнятої, частоти обертання колінчатого вала двигуна по формулі:

, (1.18)

.

Результати розрахунку заносимо в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 Результати розрахунку тягово-швидкісних властивостей АТЗ.

n k	1000	1500	2000	2500	3000	3200	3200
Mk	1596,8	1642	1622,5	1539	1391,4	1314,3	1095,26
Ne	167,2	257,9	339,8	402,9	437,1	440,4	367
Uкп1 =3,85 д1=1,92	Va	3,25	4,87	6,48	8,1	9,72	10,37
	Pт	46476,5	47792	47224,5	44794	40498,1	38254	31878,64
	Pд	3467,8
	Pд+Рв	3499,5	3538,9	3593,8	3664,6	3751,2	3790,3
	D	0,388	0,399	0,39	0,37	0,336	0,32	0,264
	ja	1,79	1,89	1,84	1,74	1,56	1,49	1,19
	1/ja	0,56	0,53	0,54	0,57	0,64	0,67	0,83
Uкп2 =2,75 д2=1,5	Va	4,55	6,82	9,1	11,36	13,64	14,55
	Pт	33197,5	34137,18	33732	31995,8	28927,2	27318,1	22770,5
	Pд	3467,8
	Pд+Рв	3529,9	3604,3	3716,8	3854,9	4025,9	4102,9
	D	0,277	0,281	0,281	0,26	0,23	0,22	0,185
	ja	01,62	1,65	1,64	1,5	1,3	1,27	1,019
	1/ja	0,62	0,6	0,61	0,66	0,77	0,79	0,98
Uкп3 =1,96 д3=1,27	Va	6,37	9,6	12,8	15,9	19,13	20,4
	Pт	23660,7	24330,5	24041,6	22804,3	20617	19474,8	16229,12
	Pд	3467,8
	Pд+Рв	3589,5	3744,3	3959,3	4226,2	4565,7	4716,3
	D	0,197	0,2	0,197	0,18	0,16	0,15	0,125
	ja	1,29	1,32	1,29	1,165	1,01	0,934	0,519
	1/ja	0,78	0,76	0,78	0,86	0,99	1,07	1,93
Uкп4 =1,4 д4=1,16	Va	8,93	13,4	17,9	22,3	26,5	28,57
	Pт	16900,5	17378,9	17172,54	16288,8	14726,6	13910,6	11592,2
	Pд	3467,8
	Pд+Рв	3707	4006,5	4429	4959,6	5622,5	5916,5
	D	0,14	0,141	0,135	0,124	0,105	0,095	0,076
	ja	0,94	0,95	0,89	0,8	0,64	0,56	0,4
	1/ja	1,06	1,05	1,12	1,25	1,56	1,8	2,49
Uкп5 =1 д5=1,1	Va	12,5	18,75	25	31,25	37,5	40
	Pт	12071,8	12413,5	12266,1	11634,8	10519	9936,1	8280,16
	Pд	3467,8
	Pд+Рв	3936,25	4522,2	5342,5	6397,2	7686,3	8267,5
	D	0,097	0,0949	0,0879	0,0738	0,0526	0,0429	0,0291
	ja	0,605	0,587	0,516	0,39	0,21	0,124	0,00092
	1/ja	1,64	1,7	1,938	2,56	4,76	8,075

Страницы: 1, 2

Голосование

Как вы оцениваете работу нашего сайта? Отлично Хорошо Нормально Плохо Результаты