Раздел 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Автотранспортные средства»

На тему «Оценка и совершенствование эксплуатационно-Технических свойств автомобиля «TOYOTA LAND CRUISER PRADO»

Выполнил студент группы Сервис 35/13

_________________________Ермаков О.С.

(подпись, фамилия)

Проверил Доцент кафедры Сервис

_______________________ Чередниченко С. В.

(подпись, фамилия)

Санкт-Петербург

Г.

СОДЕРЖАНИЕ     ВВЕДЕНИЕ…..…….…………………………………………………………..3
Раздел 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля
1.1. Выбор и анализ необходимых исходных данных…………………....4
1.2. Построение тяговой характеристики автомобиля………………………7   1.3 Построение динамической характеристики автомобиля…………..…..14
Заключение…………………………………………………………….….19
Список использованной литературы…………………………..21

 

Раздел 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля

Выбор и анализ необходимых исходных данных

 

В соответствии с заданием принимаем автомобиль TOYOTA LAND CRUISER PRADO.

Из технической характеристики автомобиля выбираем параметры необходимые для расчета

 

Таблица 1 - Исходные данные

 

Полная масса автомобиля MA, (кг)
Ширина автомобиля В, (мм)
Высота автомобиля H,(мм)
Максимальная мощность Nmax,(кВт)
Частота вращения коленвала двигателя при максимальной мощности Nmax, (nN мин-1)
Максимальный крутящий момент Мкmax,(Нм)
Частота вращения кол.вала двигателя при Мкmax (мин-1)
Размерность шин	265/65R17
Передаточные числа КПП
1-передача	3,830
2-передача	2,062
3-передача	1,436
4-передача	1,000
5-передача	0,838
Передаточное число гл. передачи	4,555

 

 

При отсутствии внешней скоростной характеристики проводим ее расчет по эмпирической зависимости.

, кВт (1)

где N_еi– мощность двигателя в определяемых точках (при заданных значения частоты вращения коленчатого вала двигателя);

N_max– максимальная мощность двигателя, кВт;

n_i-частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

n_N - частота вращения коленчатого вала двигателя при N_max , мин^-1;

a, b, c – эмпирические коэффициенты, зависящие от приспособляемости двигателя по крутящему моменту и оборотам, а также от обьема и типа двигателя. Для бензинового двигателя: a+b-c=1

 

Принимаем:

n₁ =800мин^-1 n₆ ⁼4500мин^-1

n₂ ⁼1500мин^-1 n₇ ⁼5200мин^-1

n₃ =2000мин^-1 n₈ =5200мин^-1

n₄ =3000мин^-1

n₅ =3800мин^-1

 

Определяем мощность двигателя в заданных точках.

 

=10,56кВт

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений n_i. Данные расчета заносим в таблицу 2.

 

Таблица 2 - Значения скорости движения автомобиля v на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе

 

ni,мин-1	Nе, кВт	Мк, Нм
n1=800	10,56	126,06
n2=1500	28,92	184,12
n3=2000	42,60	203,42
n4=3000	74,88	238,37
n5=3800	97,92	246,08
n6=4500	113,4	240,66
n7=5200		220,38
n8=6000	114,1	181,61

 

 

Определяем значение крутящего момента при заданных значениях частоты вращения по формуле:

 

, Нм (2)

 

 

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений М_кi.

 

Данные расчета заносим в таблицу 2.

 

По результатам расчета строим графики внешней скоростной характеристики.

 

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика

 

Раздел 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля

 

Определяем радиус качения колеса для автомобиля TOYOTA LAND CRUISER PRADO зная размерность шин 265/65R17 по формуле:

 

 

(3)

 

 

По формуле:

 

, м/с (4)

 

рассчитываем значение скоростей на различных передачах и частотах вращения коленчатого вала.

где n_i- частота вращения коленчатого вала

- скорость движения при i-ой частоте вращения коленчатого вала

 

Подобным образом рассчитаем скорость автомобиля при частоте вращения коленчатого вала 800 мин^-1:

 

 

;

 

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений V_i. Данные расчета заносим в таблицу 3.

 

 

Таблица 3 - Результаты расчета скорости движения автомобиля на различных передачах

 

№п	nмин-1	V, (м/с),(км/ч)
		1,86	6,7	3,46	12,45	4,97	17,88	7,12	25,65	18,67	57,65
		3,49	12,57	6,49	23,35	9,31	33,53	13,35	48,04	16,01	67,21
		4,6	16,58	8,58	30,90	12,35	44,46	17,79	64,05	21,35	76,87
		6,9	24,87	12,87	46,35	18,53	66,69	26,69	96,08	32,03	115,30
		8,75	31,50	16,31	58,70	23,47	84,48	33,81	121,7	47,72	171,82
		10,36	37,30	19,31	69,52	27,79	100,04	40,04	144,13	48,04	172,95
		11,97	43,11	22,32	80,33	32,11	115,60	46,26	166,55	55,52	199,86
		13,82	49,74	25,75	92,69	37,05	133,38	53,38	192,17	64,06	230,60
uкп	3,830	2,062	1,436	1,000	0,838

 

Для различных значений n_{i ,} М_к, u_kп рассчитывает величину тяговой силы Р_к по формуле:

, (Н) (5)

где М_ki- крутящий момент двигателя, Нм;

u_{кпi -} передаточное число коробки передач (КП) на i -той передаче;

u_гп - передаточное число главной передачи;

r_k - радиус качения колеса, м;

η_тр- КПД трансмиссии;

Для TOYOTA LAND CRUISER PRADO можно принять η_m = 0,92

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений

Данные расчета заносим в таблицу 4.

Таблица 4 - Значения тяговых усилий Рк на ведущих колесах автомобиля v на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе

 

№п	nмин-1	Мк, Нм	Pk,кН
		126,06	5,214	2,807	1,955	1,361	1,141
		184,12	7,616	4,099	2,852	1,988	1,666
		203,42	8,414	4,529	3,155	2,196	1,840
		238,37	9,859	5,308	3,692	2,574	2,157
		246,08	10,178	5,492	3,810	2,657	2,226
		240,66	9,954	5,359	3,727	2,598	2,177
		220,38	9,115	4,907	3,413	2,379	1,994
		181,61	7,512	4,044	2,813	1,961	1,643
uкп	3,830	2,062	1,436	1,000	0,838

 

Далее при помощи графика силового (тягового) баланса определяем основные показатели движения автомобиля при равномерном движении по горизонтальной дороге. Для этого на полученной характеристике дополнительно строим кривые, характеризующие изменение силы сопротивления качения в зависимости от скорости движения автомобиля Р_f = f (v), и силы воздушного сопротивления Р_w = f (v). Затем сложением ординат строим суммарную силу сопротивления движению: Р_f + Р_w как функцию от скорости движения автомобиля (таблица 5).

 

f = f₀ (1+6,5·10^-4· v²), (6)

 

где f₀ =0,015 –коэфф. сопротивления качения в начале движения автомобиля

 

f = 0,015 (1+6,5·10^-4· 5,5²)=0,015

Аналогично проводим расчет для остальных значений f. Данные расчета заносим в таблицу 5.

 

Р_f = G_а · f, Н (кН) (7)

 

где - силы сопротивления качения, Н

= M_a*g

Gа= 2850·9,81 = 27958 Н(кН)

 

Р_f = 27,95 · 0,015=21,6 кН

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений Р_f.

Данные расчета заносим в таблицу 5.

 

Р_w = к_w ·F·v², Н (кН) (8)

 

где - силы воздушного сопротивления, Н

к_w =0,24 –коэф. обтекаемости автомобиля

F=3,47 – лобовая площадь автомобиля, м²

Р_w = 0,24 ·3,47·5,5 ²=25,19 Н (кН)

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений Р_w. Данные расчета заносим в таблицу 5.

 

Р_к =Р_f +Р_w, Н (кН) (9)

 

где - силы сопротивления качения, Н

- силы воздушного сопротивления, Н

 

Р_к= 21,6+17,42 =39,02 Н (кН)

 

Аналогично проводим расчет для остальных значений Р_к. Данные расчета заносим в таблицу 5.

 

 

Таблица 5 - Изменение сил сопротивления качению и воздуха в зависимости от скорости движения автомобиля

v, км/ч
v, м/с	5,5	11,1	16,7	22,2	27,8	33,3	38,9	44,4	45,8
f = f0 (1+6,5·10-4· v2)	0,015	0,016	0,018	0,020	0,023	0,026	0,030	0,034	0,035
Рf = Gа·f, Н (кН)	0,42	0,45	0,50	0,56	0,64	0,72	0,84	0,95	0,98
Рw = кw ·F·v2, Н (кН)	00,26	0,10	0,23	0,41	0,64	0,92	1,26	1,64	1,74
Рк =Рf +Рw, Н (кН)	0,445	0.55	0,73	0,97	1,23	1,64	2,1	2,59	3,72

 

 

По полученной характеристике можно определить показатели движения автомобиля. Максимальную скорость v_max определяем по абсциссе точки пересечения кривых Р_f + Р_w = Р_к. Значение максимальной скорости, достигаемой автомобилем на высшей передачи 143км /ч. Заметим, что в этом случае, когда автомобиль движется по горизонтальной дороге (без подъемов) и без ускорения, запасы силы тяги на подъем и ускорение равны нулю. То есть данный автомобиль с такой скоростью не может преодолевать подъемы и двигаться с ускорением (разгоняться). Кроме того, если кривая Р_w проходит ниже суммарной кривой Р_f + Р_w, то автомобиль по такой дороге может двигаться только замедленно.

По данным таблицы 5 строим тяговую характеристику автомобиля.

 

Рисунок 2 - Тяговая характеристика автомобиля