43560

Расчет динамических и топливо экономических характеристик автомобиля УАЗ-469

Курсовая

Логистика и транспорт

Исходные данные курсовой работы Расчет динамических и топливо экономических характеристик автомобиля УАЗ469 Номер варианта 02 Марка автомобиля УАЗ469 Колесная формула 4Х4 Тип двигателя : четырехтактный карбюраторный Дорожные условия эксплуатации автомобиля коэффициент сопротивления качения fk = 006; угол подъема α=20 Технические характеристика автомобиля. № п п Наименование параметра Обозначение Единица измерения Значение параметров 1 Полный вес: на переднюю ось на заднюю ось G G1 G2 кН кН кН 2450 1020 1430 2...

Русский

2013-11-05

716.5 KB

41 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУЙБЫШЕВСКИЙ ФИЛИАЛ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий

Выполнил студент группы

__________

           (подпись, дата)

Проверил: Гилета В.П.

Оценка__________

_________________

 (подпись, дата)

2010 г.


Введение

Выполнение этой курсовой работы является важным этапом в формировании специальных инженерных знаний студентов, обучающихся по специальностям автотранспортного профиля.

Основной целью курсовой работы является приобретение студентами знаний, умений и навыков по оценке технико-эксплуатационных свойств различных типов и марок автомобилей в разнообразных эксплуатационных условиях с разной степенью загрузки.

Помянутая цель достигается на основе выполнения расчетов и построения развернутых тягово-скоростных характеристик автомобилей, характеризующих их потребительские свойства с последующим анализом возможностей автотранспортной технике.

Данная курсовая работа содержит индивидуальное задание, необходимые справочные данные, основные расчеты и графики определения параметров динамических и топливо - экономических характеристик автомобилей.

  1.  Исходные данные курсовой работы
    1.  Расчет динамических и топливо экономических характеристик автомобиля УАЗ-469
    2.  Номер варианта 02
    3.  Марка автомобиля УАЗ-469
    4.  Колесная формула 4Х4
    5.  Тип двигателя : четырехтактный карбюраторный
    6.  Дорожные условия эксплуатации автомобиля коэффициент сопротивления качения fk = 0,06; угол подъема α=20‰
    7.  Технические  характеристика автомобиля.

№ п/п

Наименование

параметра

Обозначение

Единица измерения

Значение параметров

1

Полный вес:

на переднюю ось

на заднюю ось

Ga

G1

G2

кН

кН

кН

24,50

10,20

14,30

2

Собственный вес:

на переднюю ось

на заднюю ось

G0

 G01

   G011

кН

кН

кН

16,50

8,90

7,60

3

База автомобиля

Ба

мм

2380

4

Габаритная ширина

Ш

мм

1785

5

Габаритная высота

В

мм

2050

6

Максимальная скорость

Va

км/ч

100

7

Передаточные числа агрегатов трансмиссии:

КПП 1-й передачи

КПП 2-й передачи

КПП 3-й передачи

КПП 4-й передачи

U1

U2

U3

U4

-

-

-

-

3,50

2,26

1,45

1,00

8

Шины

Марка

250…380

9

Максимальная мощность

Nmax

кВт

55,9

10

Обороты коленчатого вала при максимальной мощности

n

об/мин

4000

11

Контрольный путевой пасход топлива при скорости движения

Gn

л/100 км

км/ч

10,6

30

12

Максимальный крутящий момент

Мmax

Н*м

164,7

13

Частота вращения при максимально крутящем моменте

nм

об/мин

2500…2200

14

Колесная формула

-

-

4Х4

15

Удельный минимальный расход топлива

gemin

г/кВт*ч

325

 1.8   Блок схема трансмиссии автомобиля

 1

 2

 3

 

 4

 5

 6

 8

 7

 9

  1.  Передние колеса автомобиля
  2.  Редуктор переднего моста
  3.  Двигатель автомобиля
  4.  Коробка передач
  5.  Кардан переднего вала
  6.  Раздаточная коробка
  7.  Редуктор заднего моста
  8.  Кардан задней передачи
  9.  Задние колеса автомобиля

  1.  Методика расчета динамической характеристики автомобиля

 Тягово скоростными называются свойства, определяющие возможные, по характеристикам двигатель или сцепления ведущих колес с дорогой, диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях.

Методы оценки тягово-скоростных свойств могут быть использованы для решения двух задач: 1) анализа скоростей, ускорений и предельных дорожных условий, в которых возможно движение автомобиля с заданными конструктивными параметрами; 2) Синтез конструктивных параметров, которые могут обеспечить необходимые значения скоростей и ускорений в заданных, а так же в предельных дорожный условиях движения.

Возможность также сравнение автомобилей по показателям тягово-скоростных свойств и оценка их технического уровня и качества по степени соответствие нормируемых и рекомендуемых значений этих показателей.

 

2.1 Расчет скоростной внешней характеристики двигателя.

Мощностные свойства двигателя внутреннего сгорания принято оценивать скоростными характеристиками, представляющими зависимость эффективной мощности или крутящего момента на коленчатом вале двигателя при установившемся режиме работы от угловой скорости при полной подаче топлива.

Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива ( при полной нагрузке двигателя), называется скоростной внешней характеристикой. Характеристики, полученные при неполной подаче топлива, являются частичными.

Текущее значение эффективной мощности определяют по следующей эмпирической зависимости

где a, b, c  коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя: для карбюраторного двигателя a=b=c=1; Nemax = максимальная эффективная мощность двигателя, кВт; ωe  угловая скорость коленчатого вала двигателя при максимальной мощности , рад/с.

Для построения скоростной внешней характеристики отношение ωе/ωN берут в пределах от 0,2 до 1,2 с интервалом 0,2 для карбюраторного двигателя.

Крутящий момент на коленчатом вале двигателя для тех же значений  угловой скорости определяется по формуле

 

где - момент на коленчатом вале при максимальной мощности двигателя, определяемый из соотношения =1000/ωn Н*м. Текущее значение удельного расхода топлива определяются

где  - удельный расход топлива на режиме максимальной мощности            =(1,05-1,10)*gemin; gemin  минимальный удельный расход топлива.

Коэффициенты уравнения регрессии для карбюраторных двигателей равны β0 =β1 =1,2;

β2 =1,0. используя текущее значение удельного расхода топлива и эффективной мощности, определяют соответствующие им значения часового расхода топлива из соотношения:    GT=ge Ne.

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя УАЗ-469

Параметры

Единицы измерения

Текущие значения параметров

ωе/ωN

-

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Ne

кВт

12.96

27.7

41.6

51.9

55.9

50.9

Н*м

154.9

165.5

165.5

154.9

133.5

101.5

Рад/с

83.7

167.5

251

334.9

418.7

502.4

ge

г/(кВт*ч)

341.25

300.3

286.65

300.3

341.25

409.5

GT

кг/ч

4.19

8.3

11.9

15.6

19.1

20.9

Ne расчет     Мe расчет

2.2 Расчет передаточных чисел агрегатов трансмиссии

2.2.1. Расчет передаточного числа главной передачи

При движении на прямой передачи передаточное число коробки передач ik =1, скорость движения равна максимальной Vamax. Передаточное число главной передачи   

где n(Vamax) частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости движения на прямой передачи; igk= передаточное число высшей передачи в дополнительной коробке передач; rk  радиус качения колеса, м.

 rk = 0,0254(0,5d+b)λz,

где d  диаметр обода колеса в дюймах, b высота профиля покрытия в дюймах; λz,- коэффициент деформации шин легковых машин 0,820…0,830.

 

 d = 14,96, b=9,84 ; λz =0,830

 rk = 0,0254*(0,5*14,96+9,84)*0,830 =0,36 м ,

 

2.2.2 Расчет передаточных чисел коробки перемены передач

Выбираем количество передач в коробке. Для легкового автомобиля n=4.

Расчет начинаем с определения передаточного числа первой передачи по заданному коэффициенту максимального дорожного сопротивления  ψmax.

Принимаем ψmax=0,40.

Передаточное число первой передачи, коробки передач находят по формуле:

,

где - механический коэффициент полезного действия трансмиссии на первой передачи; - максимальный крутящий момент двигателя, Н*м, определяется по внешней скоростной характеристики двигателя.

 

Чтобы исключить полное буксование ведущих колес автомобиля при передаче максимального крутящего момента, необходимо следующее

,

где λк  коэффициент нагрузки ведущих колес (λк=1,0).

 φ- коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой φ принимаем равным 0,5.

Таким образом, определив передаточное число коробки на первой передачи, можно найти и остальные для промежуточных передач из следующих выражений:

Передача

Четырехступенчатая КП

Первая

ik1=4.4

Вторая

Третья

Четвертая

1

2.3. Расчет динамической характеристики автомобиля.

На основе динамической характеристики строят динамический паспорт автомобиля, который включает в себя три согласованных по масштабу графика:

  1.  динамический фактор
  2.  номограмма Яковлева;
  3.  номограмма перегрузок.

Разность тяговой силы и силы сопротивления воздуха, свободная сила тяги, которая может быть использована для преодоления сил сопротивления дороги и разгона автомобиля. Отношение свободной силы тяги к полному весу автомобиля называется динамическим фактором

Da=Fт-Fb/Ga,

где Da  динамический фактор полностью загруженного автомобиля;

Fт  силы тяги на ведущих колесах, Н; Fb - сила сопротивления воздуха, Н; Ga-полный вес автомобиля, Н.

Силу тяги на ведущих колесах автомобиля определяют по формуле

,

где -передаточное число трансмиссии, =*;

и - передаточные числа коробки передач и главной передачи соответственно; - коэффициент полезного действия трансмиссии с колесной формулой 4х4 = 0,88. Принимаем =0,88.

При определении силы сопротивления воздуха обычно используют не коэффициент лобового сопротивления Сх , который определяется в основном формой автомобиля, а коэффициентом сопротивления воздуха Кв , который учитывает и другие сопротивления, не зависящие непосредственно от формы автомобиля. Приближенно можно считать, что Кв= Схρв β/2(где β - коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления; ρв  плотность воздуха. В расчетах можно принять ρв=1,225 кг/м3 при t=150С и ратм=760 мм.рт.ст.). Тогда выражение для определения силы сопротивления воздуха будет иметь следующий вид:

FB= КвF, Н,

где -скорость движения автомобиля, м/с; F-площадь лобового сопротивления автомобиля.

F=αB0H0 =0.80*2.05*1.785=2.93 м2.

где α  коэффициент заполнения площади  = 0,80;  B0H0 = наибольшая ширина и высота автомобиля соответственно, м.

Параметры обтекаемости автомобиля

Кв=0,35; Сх=0,60.

Скорость движения автомобиля на различных передачах КПП определяется по формуле:

, м/с

Графическую зависимость динамического фактора от изменения скорости движения автомобиля на всех передачах называют динамической характеристикой. Расчет динамической характеристики в табличной форме.

 

 

Расчетные значения параметров динамической характеристики автомобиля УАЗ 469

,рад/с

83.7

167.5

251

334.9

418.7

502.4

,Н*м

154.9

165.5

165.5

154.9

133.5

101.5

4.4*4.5=19.8

,м/с

1.5

3

4.6

6.1

7.6

9.1

7497

8010

8010

7497

6461

4913

1.9

7.9

18.6

32.7

50.8

72.8

0.3

0.32

0.3

0.28

0.26

0.2

2.68*4.5=12.06

,м/с

2.5

5

7.5

9.9

12.5

14.9

4566

4878

4878

4566

3935

2992

5.5

21.9

49.4

86.2

137.3

195.1

0.19

0.198

0.197

0.18

0.15

0.11

1.4*4.5=6.3

,м/с

4.8

9.6

14.3

19.1

23.9

28.7

2385

2549

2549

2385

2056

1563

20.2

81

179.7

320.7

502.1

724

0.1

0.11

0.099

0.084

0.06

0.03

1*4.5=4.5

,м/с

6.7

13.4

20.1

26.8

33.5

40.2

1703

1821

1821

1703

1468

1117

39.5

157.8

355.1

631.3

986

1420

0.095

0.09

0.06

0.044

0.02

-0.01

2.4 Приемистость автомобиля.

Под приемистостью автомобиля понимают его способность быстро увеличивать скорость движения.  Оценочными показателями являются: максимально возможное ускорение; время разгона; путь разгона.

Оценку приемистости  автомобиля при движении в заданных дорожных условиях наиболее удобно вычислять используя динамическую характеристику по формуле:

, м/с2,

где g  ускорение свободного падения, м/с2;

- вращающихся масс.

Коэффициент учета вращающихся масс можно рассчитать по формуле:

,

где - передаточные числа коробки передач и раздаточной коробки соответственно.

Коэффициент суммарного дорожного сопротивления можно определить по формуле:

Для расчета ускорений автомобиля строим табличную форму, в которую заносим данные расчета скорости и динамического фактора.

Расчет графика ускорений автомобиля УАЗ-469 на всех передачах КПП

Параметры

Значение параметров

1-я передача

0.3

0.32

0.3

0.3

0.26

0.2

,м/с

1.5

3

4.6

6.1

7.6

9.1

,м/с2

1.7

1.9

1.7

1.7

1.4

1

2-я передача

0.19

0.198

0.197

0.18

0.15

0.11

,м/с

2.5

5

7.5

9.9

12.5

14.9

,м/с2

0.9

0.98

0.98

0.8

0.6

0.25

3-я передача

0.1

0.11

0.099

0.084

,м/с

4.8

9.6

14.3

19.1

,м/с2

0.2

0.26

0.17

0.04

4-я передача

0.095

0.09

0.082

,м/с

6.7

13.4

20.1

,м/с2

0.13

0.1

0.02

График ускорения автомобиля

2.5 Мощностной баланс автомобиля

В некоторых случаях для оценки тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля используют уравнение мощностного баланса, которое позволяет судить о распределении мощности двигателя по видам сопротивлений движению автомобиля.

Уравнение мощностного баланса имеет следующий вид:

 

 

где  - тяговая мощность (мощность подводимая к колесам), кВт;        - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивление дороги, кВт;

-  мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивление воздуха, кВт;

- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Тяговую мощность на каждой передаче КПП определяют по формуле:

 

Расчетные значения мощностного баланса автомобиля УАЗ-469

№ передачи

Параметр

Расчетные точки абсцисс

1

2

3

4

5

6

Первая

,м/с

1.5

3

4.6

6.1

7.6

9.1

,кН

7.5

8.0

8.0

7.5

6.5

4.9

,кВт

11.25

24

36.8

45.7

48.75

44.59

,кН

0.002

0.008

0.018

0.032

0.058

0.073

,кВт

0.003

0.024

0.08

0.2

0.4

0.7

,кВт

2.94

5.9

9

11.9

14.9

17.8

Вторая

,м/с

2.5

5

7.5

9.9

12.5

14.9

,кН

4.6

4.9

4.9

4.6

3.9

2.9

,кВт

11.5

24.5

36.75

45.54

48.75

43.21

,кН

0.005

0.02

0.049

0.086

0.137

0.195

,кВт

0.01

0.1

0.37

0.85

1.7

2.9

,кВт

4.9

9.8

14.7

19.4

24.5

29.2

,м/с

4.8

9.6

14.3

19.1

23.9

28.7

Третья

,кН

2.4

2.5

2.5

2.4

2.1

1.6

,кВт

11.52

24

35.75

45.84

50.2

45.92

,кН

0.020

0.081

0.179

0.327

0.502

0.724

,кВт

0.09

0.8

2.6

6.2

11.9

20.8

,кВт

9.4

18.8

28

37.4

46.8

56

Четвертая

,м/с

6.7

13.4

20.1

26.8

33.5

40.2

,кН

1.7

1.8

1.8

1.7

1.58

1.1

,кВт

11.39

24.12

36.18

45.56

52.9

44.2

,кН

0.039

0.158

0.355

0.631

0.986

1.420

,кВт

0.3

2.1

7.1

16.9

33

57

,кВт

13.1

26.3

39.4

52.5

65.7

78.8

2.6 Топливная экономичность автомобиля

Топливной экономичностью автомобиля называют  совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Топливная экономичность зависит от конструкции автомобиля. Она определяется совершенством рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточными числами трансмиссии, соотношение снаряженной и полной массе автомобиля, сопротивлению движению.

Основными измерителями топливной экономичности двигателя является расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути (путевой расход)    , л.  

Для определения путевого расхода топлива пользуются формулой :

, л/100км

где - удельный расход топлива, г/кВт*ч

       - плотность топлива, кг/дм3 = 775 кг/м3(АИ-80).

Удельный расход топлива определяется удельным расходом его при максимальной мощности двигателя, степени использования мощности  и частоты вращения коленчатого вала

 , г/кВт*ч

где  - удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/кВт*ч; - коэффициент, зависящий от частоты вращения коленчатого вала;  - коэффициент, зависящий от степени использования мощности двигателя.

Степень использования мощности двигателя упрощенно принимают как отношение мощности, затрачиваемой на движение автомобиля, к мощности, которая может быть подведена к ведущим колесам

 

Под степенью использования частоты вращения коленчатого вала двигателя Е понимают отношение текущего значения угловой скорости коленчатого вала  к угловой скорости его при максимальной мощности  

При сравнительных или приближенных расчетах можно принимать следующее:

  KU = 1.2+0.14U-1.8U2+1.4U3

 

KE = 1.25-0.99E+0.98E2-0.24E3

KE = 1.25-0.99*0.2+0.98*0.22-0.24*0.23=1.08

KE = 1.25-0.99*0.4+0.98*0.42-0.24*0.43=0.995

KE = 1.25-0.99*0.6+0.98*0.62-0.24*0.63=0.957

KE = 1.25-0.99*0.8+0.98*0.82-0.24*0.83=0.962

KE = 1.25-0.99*1.0+0.98*1.02-0.24*1.03=1

KE = 1.25-0.99*1.2+0.98*1.22-0.24*1.23=1.058

1.Случай при ψ=0.045

U1= 0.67   U2=0.7  U3=0.8     U4=1     

KU = 1.2+0.14*0.67-1.8*0.672+1.4*0.673=0.9

KU = 1.2+0.14*0.7-1.8*0.72+1.4*0.73=0.89

KU = 1.2+0.14*0.8-1.8*0.82+1.4*0.83=0.88

KU = 1.2+0.14*1-1.8*12+1.4*13=0.94

2.Случай при ψ=0.01

U1= 0.17   U2=0.22  U3=0.33    U4=0.5    U5=0.7  

KU = 1.2+0.14*0.17-1.8*0.172+1.4*0.173=1.2

KU = 1.2+0.14*0.22-1.8*0.222+1.4*0.223=1.15

KU = 1.2+0.14*0.33-1.8*0.332+1.4*0.333=1.1

KU = 1.2+0.14*0.5-1.8*0.52+1.4*0.53=0.995

KU = 1.2+0.14*0.7-1.8*0.72+1.4*0.73=0.896

Расчет топливной экономичности автомобиля  УАЗ-469

Единицы измерения

ТЕКУЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

м/с

6.7

13.4

20.1

26.8

33.5

40.2

-

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

KE

-

1.08

0.995

0.957

0.962

1

1.058

кВт

11.39

24.12

36.18

45.56

52.9

44.2

кВт

0.3

2.1

7.1

16.9

33

57

А. Для сопротивления дороги ψ=0,045

кВт

7.3

14.7

22.2

29.5

36.9

44.3

U

-

0.67

0.7

0.8

1

--

--

KU

-

0.9

0.89

0.88

0.94

--

--

л/100км

14.6

14.7

17.8

20.7

--

--

Б. Для сопротивления дороги ψ=0,01

кВт

1.6

3.3

4.9

6.6

8.2

9.8

U

-

0.17

0.22

0.33

0.5

0.7

--

KU

-

1.2

1.15

1.1

0.995

0.896

--

л/100км

5

6.1

9.1

11.1

14.6

--

Nψ1= 24.5*0.01*6.7=1.6

Nψ2= 24.5*0.01*13.4=3.3

Nψ3= 24.5*0.01*20.1=4.9

Nψ4= 24.5*0.01*26.8=6.6

Nψ5= 24.5*0.01*33.5=8.2

Nψ6= 24.5*0.01*40.2=9.8

Nψ1= 24.5*0.045*6.7=7.3

Nψ2= 24.5*0.045*13.4=14.7

Nψ3= 24.5*0.045*20.1=22.2

Nψ4= 24.5*0.045*26.8=29.5

Nψ5= 24.5*0.045*33.5=36.9

Nψ6= 24.5*0.045*40.2=44.3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2218. Ручне електродугове зварювання металів 912 KB
  Мета роботи: ознайомитися з основними відомостями про ручне електродугове зварювання металів плавким електродом, вибрати режим зварювання, отримати зварне з’єднання та перевірити його якість.
2219. Фінансовий аналіз 42.73 KB
  Аналіз ділової активності підприємства. Аналіз ліквідності балансу. Аналіз показників ліквідності. Аналіз динаміки і структури фінансових результатів. Аналіз фінансової стійкості підприємства.
2220. Расчет параметров кабельной линии и трансформатора 520.4 KB
  По исходным данным рассчитать параметры и подобрать марку скважной кабельной линии, повышающего трансформатора и погружного двигателя.
2221. Эксплуатация баллонов. Оборудование для газопламенной обработки материалов 89.36 MB
  Баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов. Устройство баллонных запорных вентилей. Общие сведения о газопламенной обработке материалов. Рукава резинотканевые для газопламенной обработки материалов.
2222. Практические расчеты мореходных характеристик судна 61.43 MB
  Посадка судна и определение его осадки по маркам во время эксплуатации. Водоизмещение порожнем и в полном грузу. Изменение средней осадки судна при изменении солености воды. Метацентрическая диаграмма и приближенные формулы для вычисления метацентрического радиуса.
2223. Робота з програмою MPLAB 59.43 KB
  Інтерфейс MPLAB. Створення проекту в MPLAB. Демонстрація роботи в MPLAB з використанням довідки програмного продукту.
2224. ПОЗАКЛАСНА РОБОТА ІЗ ЗАРУБІЖНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 88.89 KB
  Організація роботи щодо літературної освіти учнів у школі не обмежується лише рамками уроків за відповідними державними програмами.
2225. Екологія. Предмет і методи екології 111.9 KB
  Предмет і завдання екології. Місце екології у системі інших наук. Еволюція взаємовідносин людини й природного середовища. Принципи екології. Глобальні проблеми екології. Природні ресурси та ресурсний цикл.
2226. Основные понятия информатики 168.25 KB
  Информатика – совокупность дисциплин, изучающих свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.