Динамический и экономический расчет автомобиля УАЗ-452

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Реферат

«Динамический и экономический расчет автомобиля УАЗ-452»

1. История завода «УАЗ»

«Ульяновский автомобильный завод» был создан июле 1941 года в Ульяновске в следствии эвакуации из Москвы ряда крупнейших предприятий. На базе эвакуированного Московского автомобильного завода организуется сборочное производство военной техники, а так же изготовление боеприпасов. 22 июня 1943 года ГКО принимает решение о строительстве в Ульяновске автомобильного завода. К маю 1943 года был выпущен опытный образец грузовика УльЗИС-253 с дизельным двигателем. В конце 1944 года сборку автомобилей ЗИС-5 передали на Урал, в город Миасс, а Ульяновский автозавод переориентировался на выпуск популярной модели автомобиля ГАЗ-АА. 26 октября 1947 года был выпущен первый полуторатонный грузовик ГАЗ-АА. В октябре 1949 года выпущен опытный образец однотонного грузовика УАЗ-300, который в 1950 году успешно прошел дорожные испытания. Но с 1954 года после прихода новых специалистов начинается разработка новых автомобилей семейства УАЗ, в результате чего в конце года с конвейера сходят наладочные партии ГАЗ-69. С 1955 года УАЗ специализируется на выпуске ГАЗ-69 и ГАЗ-69А повышенной проходимости, малотоннажных автомобилей и разновидностей автомобилей, таких как санитарного, грузового, фургона и микроавтобуса. С 1956 года начат экспорт автомобилей УАЗ. В 1959 году уже более 22 страны получают ульяновские вездеходы. Автомобили стали популярны благодаря отличным ходовым качествам, надежности и неприхотливости в эксплуатации. В январе 1961 года начато освоение новых моделей и уже в конце года завод приступил к серийному производству грузовика с бортовой платформой УАЗ-451Д и фургона УАЗ-451 которые выпускаются и сей день. На Международной сельскохозяйственной выставке (г. Москва) в мае 1966 года УАЗ-452Д был удостоен золотой медали. 20 августа 1966 года «Ульяновский автомобильный завод» был награжден орденом Трудового Красного Знамени. В 1972 году выпущен УАЗ-469, который успешно прошел государственные испытания. 15 декабря 1972 года с главного конвейера сошла первая наладочная партия автомобилей УАЗ-469. 18 февраля 1974 года выпускается уже миллионный УАЗ-452 в кузове фургон, который приобрел большую популярность и доверие у автомобилистов. В 1992 году УАЗ был преобразуется в АООТ «Ульяновский автомобильный завод» (АО «УАЗ»). В 1993 году на заводе выпускается автомобиль УАЗ-31 514 с повышенными потребительскими качествами. Новинкой для потребителя стало: наличие металлической крыши, регулируемые сиденья, новые дверные замки, более экономичные двигатели и пружинная передняя подвеска. 5 августа 1997 года выпущена первая опытная партия УАЗ-3160 на базе которой созданы Simbir и УАЗ-3163. В июне 1998 года завод приступил к сборке УАЗ-31 604 с дизельным двигателем. В 2004 году все автомобили повышенной проходимости с классическим дизайном кузова имеют название — UAZ Hunter. С 17 августа 2005 года на налажен серийный выпуск UAZ Patriot повышенной проходимости. 11 июля 2006 года компания запускается новый проект по сборке грузовых автомобилей ISUZU NQR71P грузоподъемностью 5 т. В октябре 2006 года ОАО «Северсталь-авто» и английская компания Stadco создают совместное предприятие по специализации: крупная и мелкая штамповка для автомобилестроения в частности для производства автомобилей Fiat Ducato. На протяжении следующих нескольких лет на базе УАЗ-450 был налажен выпуск 10-местного микроавтобуса, автомобиля скорой медицинской помощи, машины для коммунальных служб и для передвижной телевизионной станции. УАЗ-450 стал «отцом» нового семейства автомобилей УАЗ-452 (фургон), которое 30 лет назад стало обладателем государственного знака качества. В середине 1960-х гг. грузовые «уазики» существенно модернизировали. В 1965 г. на них стали устанавливать верхнеклапанный двигатель ГАЗ-21 (2,445 л, 70 л. с.) и четырехступенчатую коробку передач. Также существенно изменилось оформление передней части кабины. Первой машиной нового поколения стал полноприводный бортовой грузовик, получивший название УАЗ-452Д. Конструкцию остальных представителей семейства изменили только в 1966 г. Соответственно фургон назвали УАЗ-452, «санитарку» -- УАЗ-452А, также появился десятиместный автобус -- УАЗ-452 В. В 1985—1989 гг. семейство УАЗ-452 в очередной раз модернизировали. Двигатель остался прежним, но его мощность увеличили до 90 л. с. Автомобили получили двухконтурный привод тормозов с вакуумным усилителем, модернизированные мосты с измененными передаточными числами. Поменяли и названия. Теперь бортовой грузовик стал называться УАЗ-3303, фургон — УАЗ-3741, автобус — УАЗ-2206, санитарный автомобиль — УАЗ-3962. С начала 90-х годов УАЗы поступили в розничную продажу, и тут же из желающих приобрести себе такие автомобили выстроилась огромная очередь. Соответственно, с 1991 по 2000 год выпуск автомобилей-вагонников возрос с 10 до 30 тысяч в год, а в 2006 году было произведено уже более 37 тысяч машин. С июля 2007 года автомобили, поставляемые Министерству здравоохранения, начали комплектоваться гидроусилителем руля.

2. Геометрическая схема прототипа автомобиля УАЗ-452

3. Техническая характеристика автомобиля УАЗ-452

Тип кузова Цельнометалический фургон

Колесная база 2300 мм

Дорожный просвет 220 мм

Число мест 7

Длина автомобиля 4360 мм

Ширина автомобиля 1940 мм

Высота автомобиля 2090 мм

Колея передних колес 1445/1445 мм

Радиус поворота, м:

по оси следа внешнего передн. Колеса 6

наружн. габаритный 6,8

Мотор:

Двигатель УМЗ 451

Объем двигателя 2445 см³

Расположение цилиндров рядное

Топливо АИ-80

Цилиндры/клапаны R4/2

Мощность 70 л.с. (53 КВт) при 4000 об/мин

Крутящий момент 167 Нм при 2000 об/мин

Трансмиссия:

Сцепление однодисковое, сухое

Коробка передач 4-ступ. с синхронизаторами на III и IV передачах

Главная передача одинарная коническая со спиральными зубьями

Передаточные числа:

коробки передач 4,12; 2,64; 1,58

главной передачи 5,125

Передаточные числа раздаточной коробки 1,0

Привод Постоянный привод на все колеса

Раздаточная коробка двухступенчатая

Эксплуатация:

Максимальная скорость 95 км/ч

Собственная масса,. кг 1720

В т. ч. на передн. ось 990

Задн. ось 730

Снаряжённая масса автомобиля 1900 кг

Полная масса автомобиля 2700 кг

Грузоподъемность 800 кг

235/75 R15

4. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля

Мощноть NE двигателя, необходимую для движения нагруженного автомобиля с установившейся максимальной скоростью VA. MAX в заданных дорожных условиях, определим по формуле:

, кВт

, кВт

где: VA. MAX — максимальная скорость движения автомобиля (по заданию), км/ч;

G — сила тяжести автомобиля с грузом, Н;

Ш — приведенный коэффициент дорожного сопротивления;

к — коэффициент сопротивления воздуха, кг/м3;

F — площадь лобового сопротивления автомобиля, м2;

зТР — механический КПД трансмиссии для режима максимальной скорости.

Площадь лобового сопротивления для автомобилей:

, м2 (2)

где: В — колея задних колес, м;

Н — габаритная высота автомобиля, м.

Рассчитаем площадь лобового сопротивления автомобиля:

Значения коэффициента сопротивления воздуха к эмпирические и принимаются из характеристики прототипа. В случае отсутствия этого коэффициента (устаревшая модель, некоторые грузовые автомобили) он принимается в следующих пределах:

к=0,20… 0,30 — легковые автомобили с закрытым кузовом;

к= 0,35… 0,60 — легковые автомобили с необтекаемой формой кузова;

к= 0,60… 0,70 — грузовые автомобили;

к= 0,30… 0,50 — автобусы.

Примем k=0,5 как для легковых автомобилей с необтекаемой формой кузова

Сила тяжести автомобиля определяется как:

, Н (4)

где: т0 — собственная (снаряженная) масса автомобиля (принимается по прототипу), кг;

тГ — масса перевозимого груза (по заданию), кг;

g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.

Исходя из расчетных значений рассчитаем мощность прототипа УАЗ-452:

При проектировании для обеспечения необходимого динамического фактора в области средних эксплуатационных скоростей движения определяют максимальную мощность двигателя по формуле:

(5)

Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной мощности, определяется коэффициентом оборотности двигателя зп, равным отношению частоты вращения коленчатого вала двигателя к соответствующей скорости движения автомобиля.

, отсюда (6)

Коэффициент оборотности принимают равным в пределах 35… 50 в соответствии с прототипом автомобиля и расчетной максимальной мощностью двигателя.

5. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

С некоторой долей погрешности внешняя скоростная характеристика может быть определена и построена для четырехтактных двигателей с искровым зажиганием на основании следующих данных:

Табл. 1: Внешне скоростные характеристики автомобиля УАЗ-452

п, %

20

40

60

80

100

120

п, мин-1

800

1600

2400

3200

4000

4800

NE, %

20

50

73

92

100

92

NE, кВт

6,73

16,82

24,56

30,95

36,8

30,95

Н м

80,37

100,43

97,77

92,41

80,35

61,60

Таким образом, получив в результате расчета NE. MAX и пМАХ и приняв их за 100%, можно рассчитать и графически построить внешнюю скоростную характеристику для двигателя УАЗ-452.

На график также наносится кривая крутящего момента двигателя, каждая точка которой определяется по формуле:

, Н м (7)

где: щ — угловая скорость коленчатого вала, с-1.

, с-1 (8)

Мкр=9550(NE/n)=9550*36. 8/4000=80. 37, Н м

по аналогии рассчитываем остальные значения крутящего момента и заносим их в табл. 1

Кривая удельного расхода топлива двигателя ge строится согласно процентному распределению, указанному ниже в таблице:

Табл. 2: Удельный расход топлива автомобиля УАЗ-452

n, %

20

40

60

80

100

120

n, мин-1

800

1600

2400

3200

4000

4800

ge, %

110

100

95

95

100

115

ge, г/кВт?ч

358,6

326

309,7

309,7

326

374,9

За 100% удельного расхода топлива принимают для карбюраторного двигателя 300… 330 г/кВт?ч.

Часовой расход топлива для каждого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя подсчитывается по формуле:

, кг/ч

2,41

5,48

7,61

9,58

10,97

11,6

, кг/ч (9)

6. Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется по выражению:

; (10)

где: iKZ — передаточное число КПП на высшей передаче; (Для УаЗ-452 передаточное число на IV передаче=1,0);

iД — передаточное число в дополнительной (раздаточной) коробке (Для УаЗ-452 передаточное число в РК=1,00);

rK — расчетный радиус качения ведущих колес автомобиля, м.

Для определения радиуса ведущих колес автомобиля УаЗ-452 необходимо выбрать марку шины колеса согласно расчетной нагрузки. Для этого определяется нормальная нагрузка на одну шину полностью нагруженного автомобиля:

, Н (10,5)

где: пШ — число шин, приходящихся на ведущие оси;

л — коэффициент нагрузки на ведущие колеса, учитывающий распределение массы автомобиля по осям:

для грузовых и легковых автомобилей типа 44 и 66 л = 1,0.

Рассчитаем нормальную нагрузку на одну шину автомобиля УаЗ-452:

Rz=9,81*(1900+320)*1,0/4=2992,05Н

Выберем шину 235/75 R15 для прототипа УаЗ-451

Радиус колеса будет определяться по следующей формуле:

; (11)

где: d — диаметр диска колеса, дюйм;

Д — высота борта шины, выраженная в долях от ширины шины, %;

в — ширины профиля шины, м.

Отсюда найдем радиус колеса для УаЗ-452:

rk=0,0254*(0,5*15)+0,75*0,235=0,0254*7,5+0,176=0,36 м

Отсюда найдем передаточное число главной передачи автомобиля УаЗ-452:

I0=0,377*4000*0,36/1,0*1,00*80=693,7/410=6,8

7. Подбор передаточных чисел коробки передач

Для определения передаточных чисел коробки передач, вначале определяют передаточное число на первой, самой низкой передаче.

Передаточное число первой передачи должно удовлетворять следующим требованиям:

— обеспечивать преодоление повышенных дорожных сопротивлений движению;

— не вызывать буксование ведущих колес автомобиля при передаче максимального крутящего момента двигателя.

Для преодоления автомобилем повышенных дорожных сопротивлений и обеспечения максимальной силы тяги на ведущих колесах максимальная касательная силы будет определяться следующим равенством:

; (14)

Из данного равенства передаточное число коробки передач на первой передаче будет равно:

; (15)

где: G — сила тяжести автомобиля, Н (G=21 778,2H);

МКР МАХ — максимальный крутящий момент, определяемый внешней скоростной характеристикой двигателя, Н•м (следуя пункту 2 Мкр=80,35Н*м);

зТР 1 — КПД трансмиссии на первой передаче.(зТР 1=0. 88−0. 92).

Определим передаточное число на первой передачи для УаЗ-452:

Ik1 ?21 778,2*0,027*0,36/80,35*0,90*6,7=211,7/484,5=0,4

Найденное передаточное отношение первой ступени коробки передач должно исключать полное буксование ведущих колес, которое может возникнуть при максимальной касательной силе тяги автомобиля.

Для этого необходимо, чтобы максимальная касательная силы тяги, подводимая к ведущим колесам, была бы меньше или равна максимальной силе сцепления ведущих колес с дорогой, то есть:

; (16)

Выразим искомую величину:

; (17)

где: ц — коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой принимается в пределах 0,5… 0,7.

Вычислим значение передаточного числа КПП на 1 передаче при помощи формулы (17):

Ikр=1*21 778,*0. 5*0. 36/80,35*0,90*6,7=3920/484,5=8,1

Таким образом, передаточное число первой ступени коробки передач должно лежать в пределах, обуславливающих преодоление автомобилем максимального дорожного сопротивления и отсутствие буксования ведущих колес.

Зная передаточное число 1-й ступени коробки передач, переходят к определению передаточных чисел на промежуточных передачах.

Если исходить из условия сохранения постоянного интервала изменения чисел оборотов двигателя, при разгоне на различных передачах, что обуславливает наибольшую производительность и экономичность автомобиля, то получим ряд передаточных чисел, подчиняющихся закону геометрической прогрессии:

, (18)

откуда:

;; (19)

где: z — число передач;

; (20)

Вычислим знаменатель прогрессии.

Вычислим значения передаточных чисел на остальных передачах:

Ik2=8,½=4

Ik3=4/2=2

Ik4=2/2=1

Зная передаточные числа коробки перемены передач и главной передачи, определяем передаточные числа трансмиссии:

;

Вычислим:

ITP1=8,1*6,7=54,3

ITP2=4*6,7=26,8

ITP3=2*6,7=13,4

ITP4=1*6,7=6,7

8. Построение универсальной динамической характеристики автомобиля

автомобиль двигатель вал передача

Динамической характеристикой автомобиля называют графически выраженную зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на разных передачах.

Универсальная динамическая характеристика автомобиля является его основным техническим документом.

Динамический фактор представляет собой отношение избыточной касательной силы к силе тяжести автомобиля:

; (23)

Величина динамического фактора зависит от характера протекания кривой крутящего момента двигателя, передаточного числа трансмиссии, скорости движения автомобиля и его массы.

Вначале строят динамическую характеристику порожнего автомобиля без груза и без прицепа.

Масса порожнего автомобиля определяется следующим образом:

; (24)

где: тВОД — масса водителя (примем массу человека за 80 кг)

m0-масса автомобиля (для УаЗ-452 масса автомобиля равна 1900 кг)

Рассчитаем массу порожнего УаЗ-452:

mпор=1900+80=1980кг

Расчет значения динамического фактора автомобиля ведется в следующей последовательности:

1. Зададимся рядом значений частот вращения коленчатого вала (20, 40, 60, 80,100, от пМАХ). Для УаЗ-452 ранее было рассчитано:

n, %

20

40

60

80

100

n, мин-1

800

1600

2400

3200

4000

2. Для выбранных частот подсчитывают величины скоростей автомобиля на каждой передаче по формуле:

; км/ч (25)

Рассчитываем скорости движения автомобиля на каждой передаче:

1передача (передаточное число трансмиссии 54,3)

V=0,377*800*0,36/54,3=1,9 км/ч

V=0,377*1600*0,36/54,3=3,8км/ч

V=0,377*2400*036/54,3=5,7 км/ч

V=0,377*3200*0,36/54,3=7,6 км/ч

V=0,377*4000*0,36/54,3=9,5 км/ч

2 передача (передаточное число трансмиссии 26,8)

V=0,377*800*0,36/26,8=4,1 км/ч

V=0,377*1600*0,36/26,8=8,2 км/ч

V=0,377*2400*036/26,8=12,3 км/ч

V=0,377*3200*0,36/26,8=16,4 км/ч

V=0,377*4000*0,36/26,8=20,5 км/ч

3 передача (передаточное число трансмиссии 13,4)

V=0,377*800*0,36/13,4=8,1 км/ч

V=0,377*1600*0,36/13,4=16,2 км/ч

V=0,377*2400*0,36/13,4=24,3 км/ч

V=0,377*3200*0,36/13,4=32,4 км/ч

V=0,377*4000*0,36/13,4=40,5 км/ч

4 передача (передаточное число трансмиссии 6,7):

V=0,377*800*0,36/6,7=16,2 км/ч

V=0,377*1600*0,36/6,7=32,4 км/ч

V=0,377*2400*036/6,7=48,6 км/ч

V=0,377*3200*0,36/6,7=64,8 км/ч

V=0,377*4000*0,36/6,7=80,0 км

3. Определяем величину касательной силы тяги Рк по передачам;

Касательная сила тяги Рк вычисляется по формуле:

,Н (25,5)

Где: Мкр— крутящий момент двигателя. Для УаЗ-452 он приведен в таблице:

Н м

80,37

100,43

97,77

92,41

80,35

61,60

iiТР— передаточное число трансмиссии на i-ой передаче (для 1,2,3,4 передач соответственно 54,3; 26,8; 13,4; 6,7)

ЮТР-КПД трансмиссии (для прототипа автомобиля КПД трансмиссии берется в пределах от 0,88 до 0,92)

rк— радиус колеса (для УаЗ-452 радиус колеса равен 0,36 м)

Рассчитаем касательную силу тяги автомобиля УаЗ-542 по передачам

1 передача (передаточное число 54,3):

Рк=80,37*54,3*0,9/0,36=10 910,2 Н

Рк=100,43*54,3*0,9/0,36=13 633,4 Н

Рк=97,77*54,3*0,9/0,36=13 272,3Н

Рк=92,41*54,3*0,9/0,36=12 544,7 Н

Рк=80,35*54,3*0,9/0,36=10 907,5 Н

2 передача (передаточное число 26,8)

Рк=80,37*26,8*0,9/0,36=5384,8Н

Рк=100,43*26,8*0,9/0,36=6728,8Н

Рк=97,77*26,8*0,9/0,36=6550,6Н

Рк= 92,41*26,8*0,9/0,36=6191,5 Н

Рк=80,35*26,8*0,9/0,36=5383,5Н

3 передача (передаточное число 13,4)

Рк=80,37*13,4*0,9/0,36=2692,4 Н

Рк=100,43*13,4*, 9/0,36=3364,4 Н

Рк=97,77*13,4*0,9/0,36=3275,3 Н

Рк= 92,41*13,4*0,9/0,36=3095,7 Н

Рк=80,35*13,4*0,9/0,36=2692,7Н

4 передача (передаточное число 6,7)

Рк=80,37*6,7*0,9/0,36=1347,5Н

Рк=100,43*6,7*0,9/0,36=1637,6 Н

Рк=97,77*6,7*0,9/0,36=1109,5 Н

Рк= 92,41*6,7*0,9/0,36=1547,8Н

Рк=80,35*6,7*0,9/0,36=1345,9 Н

4. Подсчитаем значение силы сопротивления воздуха Rw для V, соответствующим исходном значениям n на каждой передаче.

Сила сопротивления воздуха рассчитывается формулой:

Н (25,6)

Где Rw-сила сопротивления воздуха для скоростей соответствующим исходным значениям n на каждой передаче

k-коэффициент сопротивления воздуха (k=0,06 кг/м)

F-площадь лобового сопротивления (для УаЗ-452 F=2,58 м2)

V-скорость движения автомобиля (для разных передач рассчитано в п. 2)

1 передача

Rw=0,06*2,58*5,29/12,96=0,06H Rw=0,06*2,58*21,16/12,96=0,25H

Rw=0,06*2,58*47,67/12,96=0,55H Rw=0,06*2,58*84,64/12,96=0,98H

Rw=0,06*2,58*132,25/12,96=1,5H

2 передача.

Rw=0,06*2,58*19,36/12,96=0,22H Rw=0,06*2,58*77,44/12,96=0,89H

Rw=0,06*2,58*176,89/12,96=2,04H Rw=0,06*2,58*246,49/12,96=2,9H

Rw=0,06*2,58*404,1/12,96=4,7H

3 передача

Rw=0,06*2,58*70,56/12,96=0,81H Rw=0,06*2,58*282,4/12,96=3,3H

Rw=0,06*2,58*635,04/12,96=7,35H Rw=0,06*2,58*1128,9/12,96=13,06H

Rw=0,06*2,58*1764/12,96=20,4H

4 передача

Rw=0,06*2,58*2262,4/12,96=26,8H Rw=0,06*2,58*1049,7/12,96=12,2H

Rw=0,06*2,58*2361,9/12,96=27,3H Rw=0,06*2,58*4199,04/12,96=48,6H

Rw=0,06*2,58*6400/12,96=74,1H

5. Рассчитаем динамический фактор автомобиля исходя из полученных данных:

1 передача

D=6399,9−0,06/21 778,2=0,3 D=7358,6−0,98/21 778,2=0,3

D=7997,3−0,25/21 778,2=0,4 D=6398,-1,5/21 778,2=0,2

D=7785,5−0,55/21 778,2=0,4

2 передача

D=3365,05−0,22/21 778,2=0,15 D=3869,2−2,9/21 778,2=0,17

D=4204,9−0,89/21 778,2=0,19 D=3364,2−4,7/21 778,2=0,15

D=4093,6−2,04/21 778,2=0,18

3 передача

D=1761−0,88/21 778,2=0,08 D=2024,9−13,06/21 778,2=0,09

D=2200,7−3,3/21 778,2=0,1 D=1760,7−20,4/21 778,2=0,07

D=2142,4−7,35/21 778,2=0,09

4 передача

D=912−26,8/21 778,2=0,04 D=1048,6−48,6/21 778,2=0,04

D=1139,6−12,2/21 778,2=0,05 D=910,2−74,1/21 778,2=0,03

D=1109,5−27,3/21 778,2=0,04

Занесем полученные расчетные значения динамики автомобиля УАЗ-452 в Таблицу 3.

Таблица3. Расчетные значения динамической характеристики автомобиля УАЗ-452.

передача

V, км/ч

n, мин-1

МКР, Нм

РК, Н

RW, Н

D

I

1,9

800

80,37

6399,9

0,06

0,3

3,8

1600

100,43

7997,3

0,25

0,4

5,7

2400

97,77

7785,5

0,55

0,4

7,6

3200

92,41

7358,6

0,98

0,3

9,5

4000

80,35

6398,3

1,5

0,2

II

4,1

800

80,37

3365,05

0,22

0,15

8,2

1600

100,43

4204,9

0,89

0,19

12,3

2400

97,77

4093,6

2,04

0,18

16,4

3200

92,41

3869,2

2,9

0,17

20,4

4000

80,35

3364,2

4,7

0,15

III

8,1

800

80,37

1761

0,88

0,08

16,2

1600

100,43

2200,7

3,3

0,1

24,3

2400

97,77

2142,4

7,35

0,09

32,4

3200

92,41

2024,9

13,06

0,09

40,5

4000

80,35

1760,7

20,4

0,07

IV

16,2

800

80,37

912

26,8

0,04

32,4

1600

100,43

1139,6

12,2

0,05

48,6

2400

97,77

1109,5

27,3

0,04

64,8

3200

92,41

1048,6

48,6

0,04

80,0

4000

80,35

910,2

74,1

0,03

Для построения универсальной построенной динамической характеристики необходимо в верхней части графика (рис. 2) провести вторую горизонтальную координатную ось и на ней отметить значения коэффициента загрузки автомобиля:

; (26)

Г=2650/1980=1,4

Начало отсчета по оси Г начинается с 1, что соответствует массе порожнего автомобиля. Отношение полностью груженого автомобиля к порожнему даст максимальное значение Г и его нужно отложить в точке координаты, соответствующей VMAX. Точки ГМАХ и VMAX соединяются вертикальной линией, которая будет служить ординатой динамического фактора полностью груженого автомобиля.

Умножив значения динамического фактора порожнего автомобиля на ГМАХ, получают численные значения динамического фактора полностью груженого автомобиля и откладывают их на второй ординате:

; (27)

Соединяют соответствующие значения динамического фактора порожнего и полностью груженого автомобиля наклонными линиями. Ось Г разбивают на ряд равных отрезков и через их граничные точки проводят вертикальные линии до пересечения с нижней горизонтальной осью. Эти линии будут соответствовать промежуточным значениям Г.

Таким образом, построенная универсальная динамическая характеристика позволяет определять значение динамического фактора при любой степени загрузки автомобиля.

9. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля

Экономическая характеристика показывает, сколько топлива расходуется на единицу длины пробега автомобиля при его равномерном движении на разных скоростях и в различных дорожных условиях.

Топливную экономичность автомобиля принято оценивать расходом топлива на 100 км пройденного пути

Обычно экономическая характеристика строится на каждой передаче. В курсовой работе характеристика строится при движении автомобиля на высшей передаче с заданным коэффициентом дорожного сопротивления.

Если известен часовой расход топлива двигателя и скорость движения автомобиля, то расход топлива в литрах на 100 км пробега выразится в виде следующей зависимости:

; л/100 км (28)

где: гТ — плотность топлива, кг/л; для бензина — 0,725 кг/л; для дизельного топлива — 0,825 кг/л.

Эффективная мощность двигателя NE, потребная для движения автомобиля в заданных дорожных условиях, определяется по формуле (1).

При выполнении работы следует учесть, что удельный расход топлива ge является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режима работы двигателя. Чтобы учесть это влияние, следует воспользоваться эмпирической формулой:

; (29)

где: ge(NE MAX) — удельный расход топлива при максимальной мощности по внешней скоростной характеристике;

Кп — коэффициент учитывающий влияние на удельный расход топлива скоростного режима работы двигателя;

КN — коэффициент учитывающий влияние на удельный расход топлива нагрузочного режима работы двигателя.

Величина коэффициентов Кп и КN определяется из графиков на рис. 4, где значение коэффициента Кп дано в функции от отношения текущей частоты вращения коленчатого вала двигателя при данной скорости движения к частоте вращения вала при максимальной скорости автомобиля; значение коэффициента КN дано в функции от отношения мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений с данной скоростью к мощности двигателя при той же частоте вращения вала по внешней скоростной характеристике.

Рекомендуется следующая последовательность построения экономической характеристики:

1. Зададимся рядом значений частот вращения коленчатого вала (20, 40, 60, 80,100, 120 от пМАХ). Для Уаз-452 ранее было рассчитано:

n%

20

40

60

80

100

120

n мин-1

800

1600

2400

3200

nmax=4000

4800

Для построения экономической характеристики по формуле (25) рассчитаем скорость движения автомобиля по передачам. (см. пункт 5 «Построение Динамической характеристики»)

2. По формуле (1) определяют мощность двигателя, требуемую для движения автомобиля на заданных скоростях.

1 передача

Ne=1,9/3240*(588,1+1,3*3,61/13)=0,005(588,1+0,4)=1,3 кВт

Ne=3,8/3240*(588,1+1,3*14,44/13)=0,001(588,1+1,5)=2,6 кВт

Ne=5,7/3240*(588,1+1,3*32,49/13)=0,002(588,1+3,2)=4,1 кВт

Ne=7,6/3240*(588,1+1,3*57,76/13)=0,002(588,1+5,8)=4,9 кВт

Ne=9,5/3240*(588,1+1,3*90,25/13)=0,003(588,1+9,03)=6,6 кВт

4 передача

Ne=16,2/3240*(588,1+1,3*262,44/13)=0,006(588,1+26,3)=10,7кВт

Ne=32,4/3240*(588,1+1,3*1049,76/13)=0,01(588,1+104,9)=17,9 кВт

Ne=48,6/3240*(588,1+1,3*2361,96/13)=0,02(588,1+236,2)=30,5 кВт

Ne=64,8/3240*(588,1+1,3*4199,04/13)=0,02(588,1+419,9)=55,2 кВт

Ne=80/3240*(588,1+1,3*6400/13)=0,03(588,1+640)=76,8 кВт

3. Зная частоту вращения коленчатого вала двигателя для разных скоростей движения автомобиля, определяют отношения, согласно которым по графику находят значения коэффициентов Кп.

Рис. 4 Значение коэффициента Кп

4. По внешней скоростной характеристике двигателя для принятых частот вращения коленчатого вала находят значения эффективной мощности NE и согласно отношению по графику (рис. 5) устанавливают согласно типу двигателя значения коэффициента КN.

5. Находим корректированные значения ge по формуле 29.

6. Найдем удельный расход по формуле 29

Занесем полученные данные в таблицу 4

Таблица № 4. Расчетные данные экономической характеристики Уаз-452.

1 передача

V, км/ч

п, мин-1

Кп

NE, кВт

КN

ge, г/кВт?ч

QS, л/100км

1,9

800

0,2

1,1

0,3

0,2

1,9

681,3

14,8

3,8

1600

0,4

0,98

0,6

0,4

1,3

415,3

10,7

5,7

2400

0,6

0,93

1,1

0,7

0,9

272,8

8,02

7,6

3200

0,8

0,94

1,2

0,8

0,89

272,7

5,9

9,5

4000

1,0

1,0

1,6

1,0

1,0

326

7,5

4 передача

16,2

800

0,2

1,1

10,7

0,1

2,25

824,8

20,8

32,4

1600

0,4

0,98

17,9

0,2

1,9

607,0

17,8

48,6

2400

0,6

0,93

30,5

0,5

1,15

394,1

18,5

64,8

3200

0,8

0,94

55,2

0,5

1,15

337,1

14,5

80

4000

1,0

1,0

76,8

0,9

1,0

326

18,3

Строим экономическую характеристику автомобиля УАЗ-452.

По графику экономической характеристики автомобиля производится анализ его работы: определяют наиболее экономичную скорость движения, отмечают участки повышенных расходов топлива в зонах больших и малых скоростей движения.

Литература

1. Чудаков Д. А. Основы теории трактора и автомобиля. М.: «Изд-во с/х литературы», 1962, 310с.

2. Гуськов В. В., Велев Н. Н. и др. Тракторы. Теория. М.: «Машиностроение», 1988, 374с.

3. Каптюшин Г. К., Баженов С. П. Конструкция, основы теории, расчет и испытание тракторов. М.: «Агропромиздат», 1990, 511с.

4. Лихачев В. С. Испытания тракторов. М.: «Машиностроение», 1974, 287с.

5. Иванов В. В., Иларионов В. А., Морин М. М. Основы теории автомобиля и трактора. М.: Агропромиздат", 1972.

6. Скотников В. А., Мащенский А. А., Солонский А. С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: «Агропромиздат», 1986.

7. Краткий автомобильный справочник НИИАТ. М.: «Транспорт», 1984.

8. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. М.: «Машиностроение», 1989,240с

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой