Авторанспортные средства

 

 

 

                                                                               

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине

 

АВТОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

 

Вариант №5

 

 

 

                                                                Выполнил студент 5 курса з/о

                                                                Специальность 100101.65

                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

 

3. Исходные данные.

 

3.1 Параметры автотранспортных средств и дорожно-грунтовых   условий:

 

                                                                                                                               Таблица 1

 

N	ma кг	rg м	а	р	Fлоб м2	kв, Hc2/м4	Тип двиг.	Ne max кВт	nmin Об/мин	nmax Об/мин	Ψmax
5	1200	0,35	0,007	4	1.8	0,19	к	50	750	3750	0,30

 

В табл. 1  обозначены:

 m_a   - полная масса автотранспортного средства  (АТС), кг,

  r_g    - динамический радиус ведущих колес, м,

  p    - число передач,

  F_лоб - площадь лобовой проекции АТС, м²,

  k_в    - коэффициент аэродинамического сопротивления, Н*с²/м⁴,

N_{e max}- величина максимальной мощности двигателя, кВт,

    n    - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин

 Ψ_max - величина максимального дорожного сопротивления,

    a    - эмпирический коэффициент, входящий в формулу для расчета коэффициента учета вращающихся масс δ.     .

 

 

3.2. Внешние характеристики двигателя

 

     Внешняя скоростная характеристика  двигателя   N е (п) задается таблично в относительных единицах   Nе 

                                              Ne _max                                                                                                                                        

 в функции от п, где п   текущая частота вращения коленчатого вала, заданной в отношении к п max -   максимально  устойчивой частоты вращения коленчатого вала.

 

     В табл.2 приведены  результаты экспериментального  исследования характеристик карбюраторного двигателя, а в табл.3 –дизельного в относительных единицах частот и мощностей.

 

 

    

                                                                                                                      Таблица 2

 

n/nmax	0.2	0.3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Ne/Nemax	0,214	0,478	0,648	0,76	0,891	0,942	1,0	0,985	0,956

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет тягово-скоростных показателей АТС

 

4.1. Расчет и построение внешних характеристик ДВС

     Для построения  внешней  характеристики  N_e(п) используются данные таблиц 2 и 3.      

 

Расчет  и построение внешних характеристик  ДВС:

 

     Для построения  внешней  характеристики  N_e(п) используем данные таблиц 2 и 3.      

     Для построения внешней характеристики   М_е (п)  используем зависимость:

                                 

    , где                                                      (1)

     Результаты расчета по формуле (1) сводим в табл. 4

 

                                                                                                                   Таблица 4                                                                  

 

n/n max	n, об/мин	ω , 1/с	Ne / Ne max	Ne max,  кВт	Ме , Нм
0,2	750	78,5	0,214	10,70	136,31
0,3	1125	117,75	0,478	23,90	202,97
0,4	1500	157	0,648	32,40	206,37
0,5	1875	196,25	0,760	38,00	193,63
0,6	2250	235.5	0,891	44,55	189,17
0,7	2625	274,75	0,942	47,1	171,43
0,8	3000	314	1,0	50,00	159,24
0,9	3375	353,25	0,985	49,25	139,42
1,0	3750	392,5	0,956	47,80	121,78

 

Интервал – 375 оборотов

             N_{e max}   

                                      

                                 

                                      

                                       

                                 

                                  

                                                  

                               

                                   

    На рис. 1  представлены  графические изображения экспериментальных  внешних мощностной и моментной  характеристик                                                 

 

 

 

рис. 1 (а)

 

 

 

рис. 1 (б)

 

Рабочий диапазон частот: от ώ _м = 157 1/с, соответствующий величине максимального момента М _{е max} = 206,37 Нм, до ώ _N = 314 1/с, соответствующей величине максимальной мощности N _{e max} = 50 кВт.

 

 

4.2. Определение величины максимальной скорости движения АТС

 

     Расчет максимальной скорости движения  автотранспортного средства V_max                 производится на основе графо-аналитического решения уравнения мощностного баланса:

 

                                        N_т  =  N_д  +  N_в ,                                                  (2)                

где

 N_т   - величина тяговой мощности на ведущих колесах : N_т = N_е       

 N_д  - величина мощности дорожных сопротивлений:  N_д =  f G_а V,

 N_в – величина мощности сопротивления воздуха: N_в   =   k_в F_лоб V ³

 f -  коэффициент сопротивления качению колес, принимаемой в расчете 0,02,

 G_а – вес АТС в ньютонах,

 F_лоб – величина площади лобовой проекции АТС в м²,

 V  -  скорость движения АТС в м/с,

 k_в -  коэффициент аэродинамического сопротивления АТС,

  η _т   - коэффициент полезного действия трансмиссии АТС.

 

    Для определения  приведенных  выше мощностей по соответствующим  формулам  находятся суммарные  затраты мощности на преодоление   сопротивлений движению при постоянной  скорости

     По формуле   для  определения N_т выбираем  величину  к.п.д.  АТС, из диапазона 0,85 – 0,95, на графике отмечаем соответствующую ординату и проводим  линию, параллельную абсциссе, точку пересечения которой с кривой суммарных мощностей сопротивления движению проектируем на ось абсцисс и

получаем величину V_max.

    Таким способом графически находится решение уравнения

 

                                       (3)

 

   Для графического решения уравнения (3) предварительно рассчитываются коэффициенты при V и V³.

 

       Данные:

 

f = 0,02, , η_т=0,85, k_в = 0,19 Н*с²/м⁴, F _лоб = 1,8 м² , N_{e max} = 50кВт

 

   В результате получим  следующее уравнение:  235,2 V +  0,342 V³ = 42500  (4)  

 

 Результаты  расчетов сводятся в табл. 5

 

f Ga =11760 0,02 = 235,2           k_в F_лоб = 0,19 1.8 = 0,342

 

N_т = N_{e max} η_т = 50 0,85 = 42,5 кВт = 42500 Вт

 

      

   N _д                                              N_в                                                             N д +  Nв

235,2 10 = 2352                        0.342 1000 = 342                             2352 + 342 = 2694

235,2 20 = 4704                         0,342 8000 = 2736 4704 + 2736 = 7440

235,2 30 = 7056                       0,342 27000 = 9234 7056 + 9234 = 16290

235,2 40 = 9408                       0,342 64000 = 21888 9408 + 21888 = 31296

235,2 50 = 11760                      0,342 125000 = 42750 11760 + 42750 = 54510

235,2 60 = 14112                      0,342 216000 = 73872 14112 + 73872 = 87984

                                    

 

 Таблица 5

 

V, м/с	N д,  Вт	V3, м3 / с3	Nв, Вт	N д  +  Nв, Вт
10	2352	1000	342	2694
20	4704	8000	2736	7440
30	7056	27000	9234	16290
40	9408	64000	21888	31296
50	11760	125000	42750	54510
60	14112	216000	73872	87984

 

 

 

Графическое решение уравнения (4) привело к результату  V_max = 45,3 м/с.

 

 

 

Графическое решение уравнения (4)

 

 

 

 

 

 

4.3 Расчет передаточных  отношений трансмиссии

 

4.3.1 Расчет передаточных  отношений главной передачи

 

   Для определения передаточного  отношения главной передачи используется соотношение:                           u _гп   =  ω _N r _g / v _max ,                                        ₍₅₎

где r _g - динамический радиус ведущего колеса.

 

 

Данные:

 

N	rg,м	ω N	v max
5	0,35	314	45,3