148032 (Расчет эксплуатационных свойств автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4)

Курсовая работа

"Расчет эксплуатационных свойств автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4"

Введение.

Цель работы: исследовать эксплуатационные свойства отечественного автомобиля УАЗ 3741 и его зарубежного аналога Volkswagen Transporter T4. Произвести расчет тягово-скоростных и тормозных свойств автомобилей, выполнить сравнительный анализ, построить графики и изобразить кинематические схемы, сделать выводы.

1. Перечень конструктивных параметров

Таблица 1

2. Кинематическая схема трансмиссии

1 – двигатель

2 – сцепление

3 – коробка передач

4 – раздаточная коробка

5 – главная передача и дифференциал

6 – полуоси

7 – карданная передача

1 – первичный вал

Промежуточный вал

3 – вторичный вал

4, 5 – шестерни постоянного зацепления

6, 7, 8, 9, 10 – ведущие шестерни

11, 12, 13, 14, 15 – ведомые шестерни

16 – промежуточная шестерня заднего хода

17, 18 – ведущая, ведомая шестерня привода спидометра

19 – ведущий фланец вторичного вала

ЗМ – зубчатая муфта

М_1кп – крутящий момент на первичном валу

М_2кп – крутящий момент на вторичном валу

3. Расчет тягово-скоростных свойств автомобилей, построение внешне скоростной характеристики

Тягово-скоростными свойствами автомобиля называется совокупность свойств определяющие возможные (по характеристикам двигателя или сцепления колес с дорогой) диапазоны изменения скоростей движения и предельной интенсивности разгона автомобиля при работе его в тяговом режиме в различных дорожных условиях. Тяговым считается режим, при котором от двигателя к ведущим колесам подводится мощность достаточная для преодоления сопротивлений движения и осуществления разгона или устойчивого движения.

Внешней скоростной характеристикой называется зависимость мощности, экономических параметров от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива.

Расчетные формы:

1. Эффективная угловая скорость вращения коленчатого вала:

, рад/с, где n_e – эффективная частота вращения коленчатого вала (об/мин)

2. Эффективная мощность (формула Лейдермана):

, кВт,

где N_max – максимальная мощность двигателя (кВт),

a, b, c-коэффициенты, зависящие от типа двигателя;

для карбюраторных двигателей a=b=c=1

_e-угловая скорость вращения коленчатого вала, при максимальной мощности двигателя (рад/с)

3. Эффективный крутящий момент двигателя:

, кНм

По исходным данным и используя эти формулы строим таблицу внешне скоростной характеристики для отечественного автомобиля УАЗ 3741 и его зарубежного Volkswagen Transporter T4

Пример расчета для автомобиля УАЗ 3741

рад/с

N_e=56*(1*1000/4000+1*(1000/4000)²+1*(1000/4000)³)=16,625 кВт,

M_e=16,625*1000/104,667=158,8376 Нм

Таблица 2. Внешне скоростная характеристика двигателей автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4

Вывод: из построенных графиков внешней скоростной характеристики видно, что при одинаковых оборотах коленчатого вала, двигатель Volkswagen Transporter T4 развивает большую эффективную мощность и эффективный крутящий момент, чем УАЗ 3741 на первой и второй передачах.

4. Расчет и построение графиков силовых и мощностных балансов для автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4

С помощью уравнений силового и мощностного баланса можно находить все параметры, характеризующие тягово-скоростные свойства автомобиля. Эти уравнения являются дифференциальными уравнениями первого порядка.

Уравнение силового баланса выглядит следующим образом:

Р_T=Р_в+Р_д+Р_и,

где Р_T – тяговое усилие, кН;

Р_в – сила сопротивления воздуха, кН;

Р_д – сила сопротивления дороги, кН;

Р_и – сила сопротивления разгону автомобиля, кН.

Правая часть уравнения характеризует действие на автомобиль того или иного фактора или факторов окружающей среды или самого автомобиля, препятствующего (препятствующих) движению автомобиля, а сила, находящаяся в левой части является силой обеспечивающей движениё автомобиля:

, кН

где М_е – крутящий момент, Нм;

_тр – КПД трансмиссии;_тр=0,9

r_д – динамический радиус колеса, м;

i_тр – передаточное число трансмиссии.

i_тр=i_кпi_гпi_рк

Динамический радиус колеса можно считать примерно равным статическому радиусу колеса, который определяется по формуле:

r_ст=r_д=0,5d+B_cм, м,

где d – посадочный диаметр обода колеса, мм;

=Н/В, где Н и В-высота и ширина профиля шины, мм;

B – ширина профиля шины, мм;

_cм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой

принимаем _cм=0,84;

Расчет для автомобиля УАЗ 3741 с маркировкой шин 225/75R16

r_д=0,516 25,4+0,7225 0,84= 335,5 мм

r_д=335,5 мм = 0,336 м

Р_т=158,8376*0,9*4,12*4,11*1,47*10^-3/0,336=10,59 кН;

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4 с маркировкой шин 205/65 R15

r_д=0,515 25,4+0,7205 0,84=311,04 мм

r_д=311,04 мм =0,311 м.

Р_т=176,2139*0,9*3,77*3,84*1,35*10^-3/0,311=9,97 кН;

Силу сопротивления воздуха можно рассчитать по следующей формуле:

, кН,

где V_a – скорость движения автомобиля, м/с:

, м/с

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

V_a=104,6667*0,336/4,12*4,11*1,47=1,41 м/с;

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4