Материал: Определение эксплуатационных свойств автомобиля Урал 65514
Определение эксплуатационных свойств автомобиля Урал 65514
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Брянский государственный технический университет
Кафедра
"Автомобильный транспорт"
Определение
эксплуатационных свойств автомобиля Урал 65514
Руководитель проекта
к.т.н. доц. И.А.Осипов
Студент гр.11-ЭТТК
С.В. Глупко
Брянск 2014
Содержание
1. Выбор исходных данных, используемых в работе
2. Внешняя скоростная характеристика двигателя
. Определение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии на отдельных передачах
4. Определение тягово-скоростных свойств автомобиля
4.1 Определение фактора обтекаемости
.2 Построение тяговой характеристики автомобиля
.3 Построение динамической характеристики автомобиля
.4 Построение мощностной характеристики
5. Построение разгонной характеристики автомобиля
5.1 Определение максимальной скорости движения автомобиля на i-ой передаче
.2 Построение зависимости ускорения автомобиля от скорости движения на каждой передаче
.3 Расчёт разгонной характеристики автомобиля
. Топливная экономичность автомобиля
Список
литературы
1. Выбор исходных данных, используемых в работе
автомобиль урал двигатель скоростной
Автомобиль самосвал Урал 65514 на шасси Урал 63685-1110-01 с колесной формулой 6х4 предназначен для перевозки насыпных и навалочных грузов. Платформа стальная, коробчатого типа. Запоры заднего борта автоматические, открываются при подъеме платформы. Производится автомобильным заводом "Урал".
Для расчетного определения всего комплекса основных характеристик эксплуатационных свойств автомобиля Урал 65514 используются численные значения параметров конструкции автомобиля заданной модели.
Конструктивные параметры автомобиля, характеристики отдельных агрегатов,
узлов и систем и его эксплуатационные свойства представлены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры технической характеристики автомобиля Урал 65514
|
Параметр |
Обозначение |
Размерность |
Значение |
|
Грузоподъемность |
mГ |
кг |
19 335 |
|
Снаряженная масса |
mСН |
кг |
14 015 |
|
Полная масса На переднюю ось На заднюю тележку |
ma m1 m2 |
кг |
33 500 7 500 26 000 |
|
Максимальная скорость автомобиля |
Vmax |
км/ч |
100 |
|
Радиус поворота: - наружный габаритный |
RГ |
м |
4,5 |
|
Двигатель |
|||
|
- марка - тип - тактность - число цилиндров - расположение цилиндров - диаметр цилиндра/ход поршня - рабочий объем |
- - i - D/S Vh |
- - - - мм/мм л |
ЯМЗ-7601.10-14 Дизельный, с турбонаддувом 4-тактный 6 V-образное 130/140 11,15 |
|
- степень сжатия - порядок работы цилиндров - максимальная мощность - частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности - максимальный крутящий момент - частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте |
ε Nemax nN Mkmax nMmax |
- - кВт(л.с) мин-1 H*м мин-1 |
16,5 1-4-2-5-3-6 220 (300) 1900 1274 1100-1300 |
|
Трансмиссия |
|
||
|
Сцепление |
|
|
Фрикционное, сухое, однодисковое, диафрагменное вытягиваемого типа |
|
Коробка передач - общее число передач - передаточные числа: I передача II передача III передача IV передача V передача VI передача VII передача VIII передача IX передача ЗХ |
UКП I UКП II UКП III UКП IV UКП V UКП VI UКП VII UКП VIII UКП IX UЗХ |
- - - - - - - - - - |
Механическая, 9-ти ступенчатая с синхронизаторами на всех передачах, кроме первой и заднего хода 12,24 6,88 4,86 3,5 2,74 1,97 1,39 1 0,78 10,04 |
|
Главная передача |
UГП |
- |
4,8 |
|
Колеса и шины |
|
||
|
Колеса |
|
|
Дисковые 8,5-20 |
|
Шины |
|
|
Пневматические, радиальные 12.00 R20 154/149J |
|
Подвеска |
|
||
|
Тип подвески: -передняя -задняя |
|
|
Рессорная Рессорно-балансирная |
|
Тормоза |
|
|
|
|
Рабочая тормозная система |
|
|
С пневматическим двухконтурным приводом, включающая в себя блок подготовки воздуха и антиблокировочную систему |
|
Тормозные механизмы: -передний мост -задний мост |
|
|
Барабанные Барабанные |
|
Запасная тормозная система |
|
|
Каждый контур рабочей тормозной системы |
|
Стояночная тормозная система |
|
|
С четырьмя пружинными энергоаккумуляторами |
|
Рулевое управление |
|||
|
Рулевой механизм |
|
|
Интегральный рулевой механизм, с углами поворота колес до 45 градусов |
|
Передаточное число |
UРМ |
- |
16,6 |
|
Электрооборудование |
|||
|
Напряжение бортовой сети |
UБС |
В |
24 |
|
Аккумуляторная батарея |
|
|
2х190 Ач |
|
Генератор |
|
|
6582.3701-03 |
|
Тип электрооборудования |
|
|
Генератор переменного тока 6582.3701-03 со встроенным выпрямительным блоком и регулятором напряжения. |
2. Внешняя скоростная характеристика двигателя
Для определения тягово-скоростных свойств автомобиля Урал 65514 нужно располагать внешней скоростной характеристикой двигателя ЯМЗ-7601.10-14.
Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость мощности Ne и крутящего момента Мк от частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной подаче топлива.
В настоящее время нет методов аналитического расчета внешней характеристики двигателя, дающих хорошее совпадение с результатами стендовых испытаний.
Для расчета показателей тягово-скоростных свойств, особенно с применением
ЭВМ, удобно пользоваться аналитическими зависимостями 
и 
.
Зависимость 
аппроксимируется формулой кубического трехчлена:
(1)
а зависимость аппроксимируется формулой квадратного трехчлена:
(2)
где Ne - текущее значение мощности двигателя, кВт;- текущее значение частот вращения коленчатого вала двигателя, мин-1;, b и с - коэффициенты, постоянные для данного двигателя;- текущее значение крутящего момента, Н×м;- частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной мощности, мин-1;- крутящий момент двигателя, соответствующий максимальной мощности, Н·м.
Коэффициенты а, b и с можно найти по координатам характерных точек Nemax, nN, Mkmax, nMmax приводимых в технической характеристике двигателя или автомобиля.
Должно выполняться условие:
а + b - с = 1
где 
(3)
Здесь MЗ - коэффициент запаса крутящего момента, %;
kω- коэффициент приспособляемости по
частоте.
(4)
где Mkmax - максимальный крутящий момент, Н·м;КN - момент, соответствующий максимальной мощности, Н·м.
Крутящий момент на режиме максимальной мощности MKN можно определить по
формуле:
(5)
Для определения коэффициента приспособляемости по частоте kw используется формула:
(6)
где nMmax - частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту, мин-1.
Зависимости (1) - (5) позволяют нам построить внешнюю скоростную характеристику двигателя ЯМЗ-7601.10-14.
Примем nmin =1000 мин-1, а nN = 1900 мин-1.
По формулам (1-6) рассчитываем:
;
;
Результаты вычисления коэффициентов аппроксимации представлены в табл. 2., а параметров внешней скоростной характеристики двигателя ЯМЗ-7601.10-14- табл. 3.
Таблица 2
Результаты расчета коэффициентов MkN, MЗ, Kω, a, b, c
|
MkN |
MЗ |
Kω |
a |
b |
c |
|
1105,79 |
15,212 |
1,583 |
0,705 |
1,416 |
2,121 |
Таблица 3
Результаты расчета параметров внешней скоростной характеристики двигателя ЯМЗ-7601.10-14
|
№ п/п |
n, мин-1 |
Ne, кВт |
МК, Н×м |
|
1 |
1000 |
131,97 |
1260,27 |
|
2 |
1100 |
146,35 |
1270,57 |
|
3 |
1200 |
160,08 |
1274,00 |
|
4 |
1300 |
172,96 |
1270,57 |
|
5 |
1400 |
184,75 |
1260,27 |
|
6 |
1500 |
195,25 |
1243,10 |
|
7 |
1600 |
204,24 |
1219,07 |
|
8 |
1700 |
211,51 |
1188,18 |
|
9 |
1800 |
216,83 |
1150,42 |
|
10 |
1900 |
220 |
1105,79 |
Внешняя скоростная характеристика двигателя ЯМЗ-7601.10-14 приведена на
рис.1.
3. Определение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии на отдельных передачах
Для механических трансмиссий КПД определяется мощностью потерь на трение
Nтр и зависит от схемы трансмиссии, конструктивных и технологических
особенностей ее механизмов, передаваемой мощности, частоты вращения коленчатого
вала и связанной с ней скорости движения V, характеристик и температуры
смазочных материалов в механизмах трансмиссии, их технического состояния
определяется следующим образом:
,
где ηК, ηКАР, ηГП - КПД соответственно коробки передач, карданной
передачи, главной передачи.
КПД трансмиссии автомобиля hТ на различных режимах работы можно определить по
зависимости:
(7)
где k и l - число соответственно цилиндрических и конических или гипоидных зубчатых пар, через которые на данной передаче последовательно передается мощность;- число карданных шарниров, через которые последовательно передается мощность.
Для определения коэффициентов k, l и m входящих в формулу (7) и оценки
потерь в трансмиссии используют структурную схему, представленную на рис 2.
Рис. 2. Структурная схема трансмиссии автомобиля Урал 65514.
1 - двигатель, 2 - сцепление, 3 - коробка передач, 4,7 - карданные
передачи, 5 - главная передача среднего моста, 6 - главная передача заднего
моста.
Результаты расчета значений КПД трансмиссии на различных передачах
приведены в таблице 4.
Таблица 4
Значения КПД трансмиссии автомобиля на различных передачах
|
Режим работы |
коэффициенты |
hТ |
||
|
|
k |
l |
m |
|
|
КПП1+D+ЗМ |
2+2+1 |
1 |
4 |
0,859 |
|
КПП2 +D+ЗМ |
2+2+1 |
1 |
4 |
0,859 |
|
КПП3+D+ЗМ |
2+2+1 |
1 |
4 |
0,859 |
|
КПП4+D+ЗМ |
0+2+1 |
1 |
4 |
0,895 |
|
КПП5 +D+ЗМ |
2+2+1 |
1 |
4 |
0,859 |
|
КПП2 +ЗМ |
2+1 |
1 |
4 |
0,895 |
|
КПП3+ЗМ |
2+1 |
1 |
4 |
0,895 |
|
КПП4+ЗМ |
0+1 |
1 |
4 |
0,932 |
|
КПП5+ЗМ |
2+1 |
1 |
4 |
0,895 |
Рис.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя ЯМЗ-7601.10-14:
- зависимость 
, 2 - зависимость 
.
4 Определение тягово-скоростных свойств автомобиля
.1 Определение фактора обтекаемости
В результате движения автомобиля в неподвижной воздушной среде, обтекания неподвижного автомобиля потоком движущегося воздуха (ветра), движения автомобиля в движущемся воздушном потоке могут возникать аэродинамические силы. Наибольшее влияние на тягово - скоростные свойства автомобиля оказывает сила лобового сопротивления РВ , представляющая собой проекцию полной аэродинамической силы РВ на ось Ох.
Сила лобового сопротивления РВ может быть определена по формуле:
; (8)
где cX - коэффициент лобового сопротивления;
ρВ - плотность воздуха, кг/м3;-
площадь Миделя, м2;- скорость движения автомобиля, м/с;В -
коэффициент обтекаемости, кг/м3.
(9)
Для автомобиля или каждого из звеньев автопоезда в качестве площади Миделя F принимается лобовая площадь, равная площади проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси.
Площадь F найдем по формуле:
(10)
где с - коэффициент формы автомобиля (для грузовых автомобилей с=1,0);
НГ - габаритная высота автомобиля, м;
ВГ - габаритная ширина автомобиля, м;
ВШ- ширина шины, м;- высота до нижней точки автомобиля (принимается равной rСТ), м;- число шин, участвующих в создании силы сопротивления воздуха.
Согласно техническим параметрам Урал 65514:
НГ = 3,206 м; ВГ = 2,5 м; Вш = 0,313 м; rСТ = 0,526 м; n=6.
Тогда:
Фактор обтекаемости:
.
.2 Построение тяговой характеристики автомобиля
Тяговой характеристикой автомобиля называется зависимость свободной силы тяги от скорости движения на различных передачах в заданных дорожных условиях.
Тяговые характеристики автомобиля строится в следующей последовательности:
) По ВСХД определяется МК и NЕ при работе двигателя с различными частотами вращения коленчатого вала ДВС.
) Для каждой передачи определяем скорость движения автомобиля Vi соответствующее текущему значению частоты вращения коленчатого вала двигателя ni.
, (11)
где rк - кинематический радиус колеса, 
- передаточное число трансмиссии.
, (12)
где 
= 0,526 м - статический радиус колеса, 
= 0,561 м - свободный радиус колеса.
, (13)
где 
- передаточное число коробки передач на i передаче,
-передаточное число главной передачи.
) На каждой передаче для каждой скорости определяем тяговую силу PTi на
ведущих колесах автомобиля:
, (14)
где МК - крутящий момент двигателя, KР - коэффициент коррекции,
учитывающий затраты мощности на привод вспомогательных механизмов и систем
двигателя и автомобиля; Кр=0,95, 
-динамический радиус колеса, 
== 0,526 м.