Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Февраля 2013 в 08:42, курсовая работа
Внешняя скоростная характеристика двигателя представляет собою кривые, характеризующие зависимости эффективной мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения (числа оборотов) коленчатого вала двигателя при полной подаче топлива. Характер протекания этих зависимостей оказывает решающее влияние на тягово- скоростные свойства автомобиля.
Скорость движения автомобиля рассчитывают по формуле , км/ч.
Для первой передачи: км/ч (12)
Для второй передачи: км/ч (13)
Для третьей передачи: км/ч (14)
Для четвертой передачи: км/ч (15)
Для пятой передачи: км/ч (16)
Подставим величину оборотов nе, определим скорости автомобиля на различных передачах и внесем в таблицу 2.
Определим силу сопротивления воздуха движению автомобиля, приняв из таблицы приложения величину коэффициента обтекаемости К=0,77Нс2/м4 и величину лобовой поверхности автомобиля УАЗ Патриот:
F= 0,9*В*Н*= 0,9*2,1*1,9=3,59 м2
где В, Н- габаритная ширина и высота автомобиля.
Подставим полученные значения величин в уравнение
и результат расчета занесем в таблицу 3.
Определим разность между силой тяги и сопротивлением воздуха для различных передач, т.е. Рк.п.-Рw и занесем в таблицу 2.
На основании данных таблицы 3 построим тяговую диаграмму движения автомобиля. Этот график некоторые авторы называют тяговым балансом или тяговой характеристикой автомобиля.
В нижней части графика строят кривые силы сопротивления качению колес для горизонтального участка дороги (sin α=0) и массы автомобиля УАЗ Патриот без груза и с грузом по уравнению
Величину коэффициента сопротивления качению примем из таблицы 4 для асфальтобетонной дороги в хорошем состоянии равной 0,02 с учетом дополнительных потерь энергии при движении по дороге с малыми радиусами кривых в плане.
Рисунок 2- Тяговая диаграмма движения автомобиля УАЗ Патриот
Увеличение скорости движения автомобиля сверх 60 км/ч приводит к увеличению коэффициента сопротивления качению до
где f0=f, из таблицы 4;
А=5*10-5.
Результаты определения величины Рf занесем в таблицу 2.
Ординаты, заключенные между кривыми Рк -Рw и кривой Рf, характеризуют запас силы сопротивления подъему Рi , силы инерции Рj при
разгоне, возрастающей силы сопротивления качению при увеличении нагрузки автомобиля, для буксирования прицепа.
Наибольший запас силы тяги на первой и второй передачах. Величину запаса при движении на первой передаче со скоростью 9,2 км/ч определим из таблицы 2:
ΔР=Рк1-Рf= 12224-233=11991 H.
При движении с полной весовой нагрузкой величина силы сопротивления качению существенно увеличится до Рf=233 Н.
3 Динамический фактор и динамическая характеристика автомобиля УАЗ Патриот.
Динамический фактор является обобщающим показателем, позволяющим оценить тяговые свойства автомобиля и различные типы конструкций автомобилей.
Динамический фактор представляет собой удельную остаточную силу тяги автомобиля:
D=(Рk – Рw)/Ga , (22)
Взяв из таблицы 3 значение Рk, а при скорости более 25 км/ч значение Рk – Рw, и разделив на массу автомобиля с грузом, результат занесем в таблицу 6 и построим динамическую характеристику с учетом зависимости скорости движения от оборотов двигателя (по передачам).
Таблица 3 – Данные для построения динамической характеристики автомобиля УАЗ Патриот с полной нагрузкой (Ga=26192 Н)
nе, об/мин |
880 |
1760 |
2640 |
3520 |
4400 |
5280 |
D1 |
0,97 |
1,21 |
1,18 |
1,11 |
0,97 |
0,74 |
D2 |
0,53 |
0,66 |
0,64 |
0,60 |
0,53 |
0,40 |
D3 |
0,36 |
0,44 |
0,41 |
0,36 |
0,28 |
0,16 |
D4 |
0,26 |
0,31 |
0,27 |
0,21 |
0,12 |
- |
D5 |
0,20 |
0,22 |
0,16 |
0,08 |
- |
- |
Рисунок 3- Динамическая характеристика автомобиля УАЗ Патриот при переменной нагрузке
4 Показатели разгона автомобиля
При построении графика зависимости ускорений от скорости движения автомобиля используют уравнение:
dV/dt=g*(D –
ψ)/δ,
Принимая ψ≈f=0,02 и подставляя значение δ и из уравнения получаем расчетное выражение:
dV/dt=9,81*(D
– 0,02)/(1,03+0,05ик2),
Результаты подсчетов сведены в таблицы 8 и на рисунке 5.
Таблица 4 – Данные для построения графика ускорений автомобиля УАЗ Патриот
V1, км/ч |
6,42 |
12,85 |
19,27 |
25,70 |
32,12 |
38,54 |
j1, м/с2 |
5,72 |
7,19 |
6,99 |
6,60 |
5,72 |
4,36 |
V2, км/ч |
11,88 |
23,76 |
35,64 |
47,52 |
59,40 |
71,28 |
j2, м/с2 |
4,11 |
5,18 |
5,04 |
4,75 |
4,11 |
3,11 |
V3, км/ч |
17,16 |
34,32 |
51,48 |
68,64 |
85,80 |
102,96 |
j3, м/с2 |
2,99 |
3,70 |
3,45 |
3,04 |
2,30 |
1,24 |
V4, км/ч |
23,23 |
46,46 |
69,70 |
92,93 |
116,16 |
139,39 |
j4, м/с2 |
2,20 |
2,64 |
2,29 |
1,75 |
0,90 |
-0,27 |
V5, км/ч |
29,92 |
59,84 |
89,76 |
119,68 |
149,60 |
179,52 |
j5, м/с2 |
1,62 |
1,83 |
1,31 |
0,56 |
-0,54 |
-1,97 |
1/j1, с2/м |
0,17 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,17 |
0,23 |
1/j2, с2/м |
0,24 |
0,19 |
0,20 |
0,21 |
0,24 |
0,32 |
1/j3, с2/м |
0,33 |
0,27 |
0,29 |
0,33 |
0,43 |
0,81 |
Продолжение таблицы 4
1/j4, с2/м |
0,45 |
0,38 |
0,44 |
0,57 |
1,12 |
-3,71 |
1/j5, с2/м |
0,62 |
0,55 |
0,76 |
1,80 |
-1,86 |
-0,51 |
Рисунок 4 – Кривые ускорения автомобиля УАЗ Патриот
5. Устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания
Устойчивость автомобиля одно из его важнейших свойств, характеризующее возможность движения без скольжения (заноса) или опрокидывания. Различают продольную и поперечную устойчивость.
Более вероятна потеря поперечной устойчивости, которая происходит под действием центробежной силы Рц
Имеются четыре показателя поперечной устойчивости:
Vск, V0- максимальные (критические) скорости движения автомобиля по окружности, соответствующие скольжению или опрокидыванию;
βск, β0- максимальные (критические) углы косогора, на котором возможно скольжение колес или опрокидывание автомобиля.
Если автомобиль движется накатом, то можно принять, что продольные силы в контактах шин с дорогой отсутствуют, и все сцепление используется только в поперечном направлении. Тогда критическую скорость автомобиля по условиям поперечного скольжения шин на дороге без поперечного уклона определяют по формуле:
, км/ч
где R- расстояние от центра поворота до середины заднего моста автомобиля;
φ- коэффициент поперечного
Таблица 5 – критическая скорость при заносе автомобиля.
|
0,7 |
20 |
11,7 |
0,1 |
20 |
4,4 |
40 |
16,6 |
40 |
6,3 | ||
60 |
20,3 |
60 |
7,7 | ||
80 |
23,4 |
80 |
8,9 | ||
100 |
26,2 |
100 |
9,9 | ||
120 |
28,7 |
120 |
10,8 | ||
140 |
31,0 |
140 |
11,7 | ||
150 |
32,1 |
150 |
12,1 |
Рисунок 5 - Схема сил, действующих на автомобиль, при повороте вокруг оси на горизонтальной поверхности
Рисунок 6 -Зависимость критической скорости по скольжению автомобиля от коэффициента сцепления и радиуса поворота
Поперечная устойчивость автомобиля против заноса резко снижается при наличии тяговых или тормозных реакций, а также при резком повороте руля, например, при маневрировании в связи с необходимостью объехать внезапно возникшее препятствие.
Критическую скорость автомобиля по условиям поперечного опрокидывания на дороге без поперечного уклона при повороте рассчитывают по формуле:
где В- величина колеи автомобиля по передним колесам;
hц- высота центра тяжести с полной нагрузкой;
ηкр- коэффициент деформации рессор.
20 |
11,7 |
40 |
16,6 |
60 |
20,3 |
80 |
23,4 |
100 |
26,2 |
120 |
28,7 |
140 |
31,0 |
150 |
32,1 |
Рисунок 7- Зависимость критической скорости по условиям поперечного опрокидывания автомобиля от радиуса поворота
Критический угол косогора по условиям опрокидывания
При движении автомобиля на повороте с постоянным радиусом и скоростью, накатом, по дороге с поперечным уклоном, содействующим устойчивости автомобиля, критическая скорость определяется по формуле: