Материал: Определение основных параметров автомобиля МАЗ 5432
Определение основных параметров автомобиля МАЗ 5432
Сибирский государственный университет путей сообщения
Кафедра:
«Подъемно-транспортные, путевые, строительные и дорожные машины»
Определение основных параметров автомобиля МАЗ-5432
Расчетно-графическая работа по дисциплине:
«Автомобили и тягачи»
Разработал:
студент гр. М-311 Чистяков А.А.
Содержание
1. Описание устройства автомобиля, разработка кинематических схем
. Определение массы автомобиля
. Выбор шин
. Определение мощности двигателя
. Выбор передаточных чисел трансмиссии
. Геометрические характеристики проходимости машины
. Построение динамической характеристики автомобиля
. Построение графика ускорения автомобиля
. Построение графика тормозного пути автомобиля
Список литературы
1. Описание устройства автомобиля, разработка кинематической схемы
В качестве прототипа по грузоподъемности и колесной схеме выбран автомобиль МАЗ-5432. [4]
Автомобиль МАЗ-5432 имеет колесную формулу 4х2, оборудуется кабинами с одной - двумя спальными полками, двигателями ЯМЗ-6562.10 мощностью 250 л.с. , 8-ступенчатой механической коробкой передач ЯМЗ-2381. Тягач МАЗ-5432 предназначается для работы в составе автопоездов, имеющих массу от 36 до 52 тонн.
МАЗ- 54329 оборудован двухместной кабиной с одним спальным местом, оснащен двигателем ЯМЗ-238М2 мощностью 240 л.с. с максимальным крутящим моментом 90 кГс м, 5-ступенчатой коробкой передач ЯМЗ-236П. Емкость топливного бака - 350л. Основным применяемым полуприцепом для МАЗ-54329 является полуприцеп МАЗ-93802.[4]
Полная масса прототипа 16000 кг.[4]
Распределение массы по мостам:
· на передний мост 6000 кг;[4]
· на задний мост 10000 кг.[4].
Рисунок 1 - Основные геометрические параметры прототипа.
2. Определение массы автомобиля
Полная масса автомобиля 
:
, (1)
где 
- грузоподъемность автомобиля, 
(
);
- коэффициент, учитывающий снаряжение автомобиля;
- масса пассажира, (
);
- число пассажиров, (
).
, (2)
где 
- коэффициент использования массы, (
).
.
. Выбор шин автомобиля
Шины выбраны по нагрузке на наиболее нагруженное колесо. Как правило, более нагруженным является ведущий мост с целью увеличения сцепления с дорогой. У грузовых автомобилей с колесной схемой 4х2 при полном использовании грузоподъемности на переднюю ось приходится около 25…30% нагрузки. На задней оси автомобиля обычно монтируют четыре шины, каждая из которых может испытывать большую нагрузку, чем шина переднего колеса. Все колеса автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы. Отличие может быть только во внутреннем давлении в шинах. [1]
Передняя ось:
, (5)
. (6)
Т.к. на передней оси стоят две шины, то каждая воспринимает:
. (7)
Задняя ось:
, (8)
. (9)
Т.к. на задней оси стоят две шины, то каждая воспринимает:
. (10)
Наиболее нагруженными являются задние колеса, по этой нагрузке выбираем
шины из [3].
Таблица 1 - Основные параметры шины
Обозначение шины
14.00-20
Тип рисунка протектора
Дорожн.
Норма слойности
12
Максимальная нагрузка, кгс
5600
Внутреннее давление в шине,
кПа
750
Максимальная допустимая
скорость, км/ч
65
Статический радиус , м
0,567
Ширина профиля, мм
375
Мощность двигателя Pev=Vmax∙10-3∙(Gaf+KвAV2max)/hтр , (11)
где где В общем случае частота вращения вала двигателя Для нахождения максимальной мощности воспользуемся эмпирической формулой
Лейдермана [1]:
где Задаваясь значениями Для построения внешней характеристики формула (14) записывается в
следующем виде:
где Крутящий момент на валу:
где Полученные расчетом значения Таблица 2 - Внешняя характеристика
ДВС
Показатели
Отношение 0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
8,3
16,7
25
33,3
41,7
50
52,4
104,7
157,1
209,4
262
314
41,4
95,4
151,2
198,0
225
221,4
790,7
911
962,6
945,4
859,4
704,7
Передаточное отношение главной передачи где где Полученное по формуле (19) значение где Условие отсутствия буксования выполняется.
Передаточное число любой передачи КПП можно определить по формуле:
где Передаточное число второй передачи КПП:
Передаточное число третьей передачи КПП:
Передаточное число четвертой передачи КПП:
Передаточное число пятой передачи КПП:
Передаточное число задней передачи:
6. Геометрические характеристики проходимости машины
К геометрические характеристикам проходимости машины относятся:
дорожный просвет углы въезда и съезда радиусы продольной и поперечной проходимости Дорожный просвет Углы Рисунок 2 - Схема к определению радиуса поперечной проходимости.
При рассмотрении треугольника OАD видно, что он прямоугольный, а его
гипотенуза (OD) является радиусом поперечной
проходимости (Rпоп), тогда по теореме Пифагора
получено:
где K-колея автомобиля (K=1970 мм), -ширина профиля (b=375 мм),
Рисунок 3 - Схема к определению радиуса продольной проходимости.
Рассмотрен треугольник DAO.
Треугольник прямоугольный, его гипотенуза (DО) является радиусом продольной проходимости, тогда по
формуле Пифагора:
где L-расстояние между передней и задней
осью (L= 3700 мм);
Rкол-радиус колеса, (Rкол =567 мм);
Для каждой из передач, задаваясь последовательно значениями частоты
вращения где Передаточное отношение трансмиссии на:
первой передаче: второй передаче: третей передаче: четвертой передаче: пятой передаче: Сопротивление ветра:
где Динамический фактор:
где По формулам (25), (26), (27) с учетом внешней характеристики двигателя
рассчитываем: Показатель
iтр1=52,2
iтр2=28,2
iтр3=15,2
nmin
ne
nmax
nmin
ne
nmax
nmin
ne
nmax
nе, об/с
8,3
41,7
50
8,3
41,7
50
8,3
41,7
50
Vi, м/с
0,5
2,5
3,0
0,9
4,6
5,5
1,7
8,6
10,3
Tеi, Н*м
791
895
704,7
791
895,4
704,7
790,7
895,4
704,7
Fв, Н
0,8
20
28,6
2,7
68,3
98,1
9,3
235,0
337,8
D
0,156
0,177
0,139
0,084
0,095
0,075
0,045
0,051
0,040
Продолжение таблицы 3
Показатель
iтр4=8,21
iтр5=6,57
nmin
ne
nmax ne
nmax
nе, об/с
8,3
41,7
50
8,3
41,7
50
Vi, м/с
3,2
15,9
19,0
4,0
19,8
23,8
Tеi, Н*м
790,7
895,4
704,7
790,7
895,4
704,7
Fв, Н
31,9
805,4
1158,0
49,8
1257,7
1808,2
D
0,025
0,028
0,022
0,020
0,022
0,017
Так как для порожнего автомобиля Динамический фактор, ограниченный областью, достижимой по условию
сцепления:
где где Dсц>Dmax
,35>0,18
Условие выполняется.
Важнейшим динамическим свойствам автомобиля является способность к
быстрому разгону.
Из уравнения тягового баланса ускорение определяется:
где β - коэффициент учета вращающихся масс;
где Значения, необходимые для построения графика ускорений рассчитываются по
формулам (33), (34). Результаты приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Данные для построения
графика ускорений
Параметр
ik1=6,36
ik2 =3,43
ik3 =1,85
nе, об/с
8,3
41,7
50
8,3
41,7 8,3
41,7
50
b
1,4
1,2
1,1
0,126
0,147
0,109
0,054
0,065
0,045
0,015
0,021
0,01
j, м/с2
0,923
1,066
0,808
0,506
0,593
0,435
0,217
0,269
0,174
Продолжение таблицы 4
Параметр
ik4 =1
ik5 =0,8
nе, об/мин
8,3
41,7
50
8,3
41,7
50
b
1,07
1,06
-0,005
-0,002
-0,008
-0,01
-0,008
-0,013
j, м/с2
0,046
0,073
0,018
0,000
0,019
-0,028
Динамические и тормозные свойства автомобиля взаимосвязаны. Чем выше
средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства, т. е. его
хорошая динамика.
Построение графика минимального пути торможения автомобиля идет с
максимальной скорости Тормозной путь, где β - коэффициент учета вращающихся масс (β = 1 [1]);
φ - коэффициент сцепления (φ = 0,7).
Согласно рекомендации Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭКООН)
тормозной путь не должен превышать:
Значения, необходимые для построения графика тормозного пути
рассчитываются по формулам (35), (36). Результаты приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Данные для построения
графика тормозного пути
Параметр
Значение
22
29 43
50
60
6
8
10
12
14
16,3
2,44648318
4,3493
6,79579
9,78593
13,3197
18,0557
7,993728
12,4831
17,8848
24,1989
31,4254
40,8638
Вывод: тормозной путь получившийся в результате расчетов меньше
максимально допустимого ЕЭКООН.
автомобиль трансмиссия ускорение двигатель
1. Ю.Н. Сырямин, П.Ю. Сырямин Определение основных параметров
автомобилей и тягачей ., 2006. 34 с.
. Сергеев В.П. Автотракторный транспорт. М.,1984. 304 с.
5. Родичев В.А., Родичева Г.И. Тракторы и автомобили. М.,
1982. 320 с.
. СТО СГУПС 01.01-2012. Система управления качеством.
Курсовой проект и дипломный проект. Требования к оформлению.
. Определение мощности двигателя
должна быть достаточна для обеспечения заданной максимальной
скорости движения 
по дороге с минимальным заданным коэффициентом сопротивления
перекатыванию[1]:
- максимальная скорость движения автомобиля, 
(
);
- сила тяжести автомобиля с прицепом, (
);
- коэффициент обтекаемости, 
(
);
- КПД трансмиссии, (
);
- лобовая площадь автомобиля, 
.
, (12)
- колея машины, 
(
);
- высота, (
);
, (13)
,
,
.
при максимальной скорости движения не равна частоте
вращения 
, соответствующей максимальной
мощности двигателя, и, следовательно, 
[2].
, (14)
- эмпирические коэффициенты аппроксимирующие перегрузочную
ветвь внешней характеристики кубического трехчлена, (для дизельных ДВС с
неразделенной камерой сгорания 
);
- отношение частот вращения, (для современных ДВС 
);
- частот вращения, 
(
).
,
, которые соответствуют отношениям 
, определяем величину соответствующих
мощностей 
, заносим их в таблицу и строим внешнюю характеристику ДВС.
, (15)
- текущие значения мощности двигателя и частоты вращения
коленчатого вала.
, (16)
, (17)
- угловая скорость.
сведены в таблицу 2.
5. Выбор передаточных чисел трансмиссии
определяется из условия обеспечения
заданной максимальной скорости 
:
, (18)
- угловая скорость вала двигателя при которой мощность
максимальна,
(
);
- радиус колеса, (
);
- передаточное число КПП на высшей передаче, (
);
.
(19)
- максимальный коэффициент дорожного сопротивления
автомобиля (
по заданию);
- максимальный момент двигателя автомобиля (
);
- передаточное число низшей передачи дополнительной коробки,
(
);
- КПД трансмиссии ().
.
необходимо проверить по условию
отсутствия буксования:
(20)
- коэффициент сцепления (
) [1];
- вес, приходящийся на ведущую ось автомобиля, (
).
,
.
(21)
- число ступеней, исключая заднюю и ускоряющую;
- номер передачи.
.
.
.
; (22)
.
, мм;
, град;
, м.
характеризует возможность движения автомобиля без задевания
сосредоточенных на дороге препятствий. По [1] табл. 2 принят минимальный
дорожный просвет 
характеризуют проходимость автомобиля по неровностям в
момент въезда на препятствие и съезда с него. По [1] приняты 
.
-дорожный просвет (=260 мм);
,
мм
. Построение динамической характеристики автомобиля
: 
; 
, 
вычисляем соответствующие им
значения скорости:
, (25)
- соответствующая частота вращения, 
;
- передаточное отношение трансмиссии на одной передаче.
;
;
;
;
.
, (26)
- коэффициент обтекаемости, 
(
);
- поперечная площадь автомобиля, 
(
).
, (27)
- текущее значение момента, 
, 
- вес автомобиля с полуприцепом, (
).
, 
, 
и заносим в таблицу 3.
, следовательно, масштаб ординаты
нужно уменьшить в соотношение: 
.
, (28)
- сила тяги по сцеплению,;
- сила сопротивления ветрового напора, (т.к. при условии, когда может
наступить буксование, скорость машины невелика, то принимаем
).
, (29)
- вес автомобиля и часть веса полуприцепа (принята половина
веса полуприцепа), приходящиеся на ведущие колеса, Н (
);
- коэффициент сцепления ,
.
.
. Построение графика ускорения автомобиля
, (33)
- суммарный коэффициент дорожных сопротивлений (
);
- динамический фактор.
, (34)
- коэффициент дорожных сопротивлений (
[1])
9. Построение графика тормозного пути автомобиля
до полной остановки 
.
:
,
(35)
.
(36)
Список использованных источников
3. ГОСТ 8430-2003 Шины пневматические для
строительных, дорожных, подъемно-транспортных и рудничных машин. Технические
условия.
. Все об автомобилях: сайт.