Расчёт тягово-динамических характеристик автомобиля LADA 21106 sport

___________________________________________________

______________________________________

Предмет : Теория движения МГ и КМ.

Курсовой проект

Расчёт тягово-динамических характеристик автомобиля.

2011 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание для курсовой работы 4

1 . Определение опорных точек для внешней скоростной характеристики ДВС 5

2 Расчет и построение графиков силового баланса автомобиля 9

4 Расчет и построение графиков мощностного баланса автомобиля 12

5 Расчет и построение графиков динамического фактора автомобиля 15

6 Определение максимальной скорости движения автомобиля и

коэффициента приспособляемости 16

7 Заключение 18 Литература 19

Исходные данные :

1. Определение опорных точек для внешней скоростной характеристики ДВС

Максимальная мощность силовой установки N_N задана условиями -150 л.с. (учитывая заданный коэффициент увеличения мощности Кy, предполагающий , что проектируемый автомобиль должен обладать улучшенной динамикой): N_N = 150 л.с. =  110,32481 кВт .Это значение будет ординатой опорной точки 2 графика ВСХ ( рис. 1 ) . Так как максимальная мощность двигателя находится из выражения:

(4)

Мощность силовой установки N_e,_V будет равна :

Коэффициент увеличения мощности имеет диапазон от 1,05 до 1,3 (стр. 9 Учебного пособия) . Принимаем Кy = 1,15 :

кВт .

Это значение будет ординатой опорной точки 3 графика ВСХ ( рис. 1 ) .

Найдём третью точку, характеризующую величину мощности двигателя при минимально устойчивых оборотах - Nмин. . Численное значение этой величины соответствует принятому значению коэффициента K_мин., имеющего пределы , по опытным данным, от максимальной мощности .

·(0,12 ... 0,22) (5)

Третью точку Nмин. вычисляем, принимая Nмин. = 0,18 согласно (5)

· 0,18 = 19,858 кВт .

Это значение будет ординатой опорной точки 1 графика ВСХ ( рис. 1 ) .

Рис. 1 – Три ординаты опорных точек ВСХ

Определяем абсциссы точек 1,2 и3 исходя из опытных данных по частотам вращения выходного вала современных двигателей и частоты вращения двигателя при N_N

(6000 об/мин ).

По опытным данным различие в частотах вращения выходного вала при максимальной скорости и частоты при максимальной мощности лежит в диапазоне Δne об/мин (рис.2). Значения минимально устойчивых частот вращения вала двигателя, при полной нагрузке, составляют об/мин.

Принимаем =6600 об/мин. ; = 900 об/мин.

1.2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для вычисления значения мощности двигателя на заданных оборотах двигателя возьмём наиболее часто используемое уравнение Р.С. Лейдермана . Для интервала от до принимаем шаг 600 об/мин ; от до принимаем шаг 150 об/мин .

Для бензиновых двигателей достаточно часто используют формулу Лейдермана с коэффициентами: а=1, b=1 и с=-1.

Ne,i = N_N∙[ a· ] (15)

Полученные значения Ne, i заносим в таблицу 1 выходных параметров внешних характеристик ДВС .

По формуле Me,i = ( Ne,i·30·1000)/ (π·ne,i), Н· м (16)

находим значения эффективного момента Me,i и заносим полученные результаты в ячейки табл. 1. По полученным значениям строим график ВСХ двигателя .

Ne₁=

Ne₂=

Ne₃=

Ne₄=

Ne₅=

Ne₆=

Ne₇=

Ne₈=

Ne₉=

Ne₁₀=

Ne₁₁=

Ne₁₂=

Ne₁₃=

Ne₁₄=

Ne₁₅=

Выходные параметры внешних характеристик ДВС. Таблица 1.

Используя значения величин таблицы, выполняется построение первого графика в координатах Ne=f(ne); Me= f(ne).

2.1. Определение величины максимальной скорости автомобиля

Так как у нас задано передаточное число главной передачи (i₀ = 3,57) и выбран типоразмер колесного движителя - марка шины мы находим Vмакс (10) найдя необходимую величину радиуса качения r_k (8) , предварительно найдя r_д – динамический радиус , который приблизительно равен статическому радиусу r_д ≈ r_ст. (9) .

r_k = (1,03…1,05)·r_д (8)

В свою очередь считается, что r_д – динамический радиус приблизительно равен статическому радиусу r_ст. Значение статического радиуса также находиться из эмпирического равенства

r_ст=0,5·d + ∆·B·λ_r (9)

где d – посадочный диаметр обода; ∆=H/B (H,B – высота и ширина профиля шины); λ_r – коэффициент, учитывающий деформацию шины под действием радиальной нагрузки.

Наши шины имеют маркировку 195/60 R15 . Это означает, что посадочный диаметр обода d=15·25,4 =381мм , ∆-отношение ширины к высоте (0,67253), B- ширина шины (B =195 мм). Для шин грузовых автомобилей, автобусов и диагональных шин легковых автомобилей λ_r=0,85…0,9, а для радиальных шин легковых автомобилей λ_r=0,8…0,85.

Принимаем λ_r=0,85 . ∆= 195/381 = мм .

Радиус качения (в мм) :

r_д = r_ст = 0,5·(15·25,4) + 0,6·195·0,85 = 289,95 мм

r_k=289,95·1,03=301,548 мм 301,5 мм

При заданных максимальных оборотах двигателя n_v и при равенстве во всех имеющихся дополнительных агрегатах трансмиссии передаточных чисел равных единице – 1 и в том числе при i₀=1 находим Vмакс,макс – условно максимальную из максимально возможных скоростей:

Vмакс,макс = ((π·n_v·r_k)/30)·3,6 км/ч (10)

r_k=301,5 мм = 0,3015 м ; =6600 об/мин .

V = = 750,175 км/ч

Исходя из формулы (11) , так как нам известно передаточное число главной передачи (i₀ = 3,57) и отсутствует дополнительное передаточное число i_доп , разделив полученное значение Vмакс,макс на заданную величину i₀ главной передачи, находим численное выражение для искомой величины скорости автомобиля :

i₀ = Vмакс,макс/(i_доп· Vмакс) (11)

Vмакс = Vмакс,макс/( i₀)

Vмакс = = 210,133 км/ч.

2.2. Определение сил , действующих на автомобиль

По значениям эффективного момента двигателя из табл. 1 строится второй искомый график силового баланса для каждого передаточного числа трансмиссии . При построении силового баланса заносим в табл. 3. следующие расчётные величины: V -скорость автомобиля в точках i по передачам j; P - движущую силу; P - силу сопротивления дороги; P - силу воздушного сопротивления; P - суммарную сила (Pf + Pw) общего сопротивления движению автомобиля. В общем виде сила тяги на колёсах автомобиля вычисляется согласно зависимости

Pд,i j= Н, (17)

где ∑i_тр,j-общее передаточное число трансмиссии на j – передаче - ∑i_тр,j = i_к,j·ipк·i₀; ∑ŋ_тр,j – общий к.п.д. трансмиссии на j –ой передаче, ∑ŋ_тр,j = ŋ_к,j·ŋрк·ŋi₀. Общий к.п.д. трансмиссии задан исходными данными (табл. 2) .

Таблица 2

Кроме движущей силы по передачам Pд,i в поле графика 2 приводятся ещё три зависимости: суммарная сила сопротивления в функции скорости массы автомобиля Pc= f(Va) и её составляющие - силы сопротивления дороги и воздушного сопротивления также в зависимости от скорости движения. Сопротивление движению оказываемое дорогой при перекатывании колёс исчисляем как:

Pfi,j = Ga·f₀·(1 + ) Н, а (18)

коэффициент сопротивления качению шин =0,0085

G_a = m_a·g = 1525 · 9,8066135 = 14955,0855875 , Н

V =