Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РПЗ 42(нов).doc

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
1.45 Mб
Скачать
Ne max

20

N V

=

N

ψ

+ N В

(кВт);

 

 

(2.3)

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ηT

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

a

gψ

V

max

+ k

В

A V 3

 

N V

=

 

V

 

 

a

max

,

(2.4)

 

 

 

ηT

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

N V - мощность двигателя при максимальной скорости;

k В - фактор обтекаемости, для легковых автомобилей принимаем kB = 0,3 Н∙с24;

Aa - лобовая площадь, для автомобиля 2 класса принимаем Aa =2,24м2. ηT - кпд трансмиссии; ηT =0,92;

ΨV = fv = fk(1+V2/2000) =0,011(1+40,32/2000)=0,02 - коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости движения;

 

m

V

V

max

+ k

A V 3

NV =

a

 

 

 

В

a max

= 58,87 кВт.

 

 

ηT 1000

 

 

 

 

 

 

2.3.2. Определение максимальной мощности двигателя:

Ne max =

 

 

N V

 

 

 

(2.5)

 

 

ω

2

 

ω 3

 

 

ω

 

 

a

V

+ b

V

 

c

V

 

 

 

 

 

 

 

 

ωN

 

ωN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωN

 

-максимальная мощность двигателя;

a, b, с – коэффициенты, зависящие от типа двигателя; a = b = c = 1 , т.к. двигатель карбюраторного типа; ωV - угловая скорость при максимальной скорости;

ωN - угловая скорость при максимальной мощности.

Ne max =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NV

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

58,87

 

= 60,41кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

 

2

 

 

ω 3

1.11 + (1.11)2 (1.11)3

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

V

+ b

V

 

c

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω N

 

 

 

ω N

 

 

 

 

 

 

 

2.3.3. Определение текущих значений мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

e

 

ω

e

2

 

ω

e

 

3

 

 

Ne = Ne max a

 

 

+ b

 

 

 

c

 

 

 

,

 

(2.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωN

 

 

 

 

 

ωN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ωe - угловое ускорение. Изменяется от ωmin

до ωV

ωmin - угловое ускорение;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nN=5646 об/мин; nmin=800 об/мин.

 

 

ω N =

πn N

 

; ωN =586c-1;

ωv = 1,12ω N = 656,5с-1.

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов Ne заносим в таблицу 2.1.

 

 

2.3.4. Определение крутящего момента двигателя:

 

 

Me = 1000

Ne

, H м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.7)

ωe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

21

Результаты расчетов Me заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

N, об/мин

800

1894

2989

4083

5178

6272

ωe , c-1

83,7

198,26

312,82

427,38

541,94

656,5

N e кВт

9,6

24,78

39,94

52,43

59,61

58,84

M e Нм

114,70

124,99

127,68

122,68

109,99

89,63

С помощью данной таблицы строим график внешней скоростной характеристики двигателя.

2.4.Определение параметров трансмиссии.

2.4.1. Определение передаточного отношения главной передачи:

V max

=

 

ωV

rK

;

(2.8)

 

 

U KB

 

U ГЛ

 

 

U ГЛ

=

 

ωV

rK

,

(2.9)

 

 

U KB

 

V max

 

 

где U ГЛ - передаточное отношение главной передачи;

rK - радиус качения,

rK = rCT = rД ;

U KB - передаточное отношение коробки высшее, передача на которой достигается максимальная скорость;

U ГЛ

=

ωV

rK

= 5,51.

 

 

 

Vmax U KB

 

2.4.2. Определение передаточных чисел:

Максимальная тяговая сила на I передаче должна быть больше максимальной силы по дорожному сопротивлению и меньше предельной силы по сцеплению.

U K 1

ma max rд

 

 

1455 9.81

0.25 0.264

1.456,

(2.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MemaxU ГЛηT

 

 

127,68 5,51 0.92

 

U K 1

 

 

k Z ma gϕrд

 

 

7850 * 0.9 * 0.264

2,882

 

 

MemaxU ГЛηT

127,68 * 5,51

0,92

 

 

 

 

 

 

 

 

Ψmax =imax + fk =0,301 - максимальный коэффициент сопротивления дороги;

Me max - максимальный крутящий момент двигателя (по таблице 2.1);

φ=0,9-коэффициент сцепления;

kZ=0,5– коэффициент нагрузки на ведущие колеса;

21

22

Принимаем

U1=3,636;

U 2

= 3 U1

2

 

= 1,95 ;

(2.11)

 

 

 

 

 

 

(2.12)

U 3

= 3 U1

 

 

= 1,36

U 4

= 0,94 ;

 

 

U 5

= 0.78

 

 

 

 

2.5. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля.

2.5.1. Определение скорости на соответствующей передаче:

Va1 =

 

ωe rk

 

 

 

 

 

 

 

U K 1U ГЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов Va заносим в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n,

 

 

 

Скорость на передаче, м/с:

 

 

об/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

II

III

IV

 

V

 

800

 

1,1

 

2,06

2,95

4,27

 

5,14

 

1894

 

2,61

 

4,87

6,98

10,11

 

12,18

 

2989

 

4,12

 

7,69

11,02

15,94

 

19,22

 

4083

 

5,63

 

10,5

15,06

21,78

 

26,25

 

5178

 

7,14

 

13,32

19,09

27,62

 

33,29

 

6272

 

8,65

 

16,13

23,13

33,46

 

40,33

 

2.5.2. Определение тяговой силы:

PK 1

=

MeU K 1U

ГЛηT

(2.13)

 

rД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK 2

=

 

MeU K 2U

ГЛηT

 

 

 

rД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK 3

=

 

MeU K 3U

 

ГЛηT

 

 

 

rД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK 4

=

 

MeU K 4U

ГЛηT

 

 

 

rД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PK 5

=

 

MeU K 5U

ГЛηT

 

 

 

rД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

23

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3.

n,

Тяговая сила на ведущих колесах

 

Силы сопротивления

об/мин

на передаче Fk , Н

 

 

 

на 5 передаче, Н

 

I

II

III

IV

V

PВ

PД

PΣ

 

 

 

 

 

 

800

8007,98

4294,71

2995,28

2070,27

1717,88

17,22

159,08

176,3

1894

8726,39

4679,99

3264,00

2256,00

1872,00

96,68

168,66

265,34

2989

8914,20

4780,72

3334,24

2304,55

1912,29

240,73

186,01

426,74

4083

8565,11

4593,50

3203,67

2214,30

1837,40

449,04

211,1

660,14

5178

7679,14

4118,35

2872,29

1985,26

1647,34

722,2

244,01

966,21

6272

6257,67

3356,01

2340,60

1617,77

1342,40

1059,95

284,7

1344,6

2.5.3. Определение сил сопротивления.

Определение силы аэродинамического сопротивления:

P

= k

B

A V 2

(2.14)

B1

 

a a1

 

P

= k

 

A V 2

;

B 2

 

B

a a 2

 

P

= k

B

A V 2

;

B 3

 

a a3

 

P

= k

 

A V 2 .

B 4

 

B

a a 4

 

PB 5 = k B AaVa25 .

Определение силы дорожного сопротивления:

P = gm ψ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.15)

 

 

ψ

 

a V 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение совместной силы сопротивления движению:

 

 

 

P = P + P ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

ψ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P = k

 

A V 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.16)

B

B a a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов Pв, Pψ и Pв + Pψ

заносим в таблицу 2.4.

 

 

 

Таблица 2.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

II

 

III

 

IV

 

V

V,

 

P

V, м/с

 

PВ

V,

 

P

V,

 

PВ

V, м/с

 

PВ

м/с

 

В

 

 

м/с

 

В

м/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1

 

0,79

2,06

 

2,77

2,95

 

5,67

4,27

 

11,88

5,14

 

17,22

2,61

 

4,44

4,87

 

15,46

6,98

 

31,75

10,11

 

66,61

12,18

 

96,68

4,12

 

11,06

7,69

 

38,54

11,02

 

79,14

15,94

 

165,58

19,22

 

240,73

5,63

 

20,66

10,50

 

71,85

15,06

 

147,80

21,78

 

309,13

26,25

 

449,04

7,14

 

33,22

13,32

 

115,62

19,09

 

237,49

27,62

 

497,14

33,29

 

722,20

8,65

 

48,76

16,13

 

169,55

23,13

 

348,64

33,46

 

729,59

40,33

 

1059,95

23

24

2.5.4. Определение динамического фактора:

 

D =

 

 

PK 1 PB1

 

,н;

(2.17)

 

 

 

1

 

 

 

ma g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D2

=

 

PK 2 PB 2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

ma g

 

 

 

D

=

PK 3 PB 3

;

 

 

 

3

 

 

 

ma g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D4

=

 

PK 4 PB 4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

ma g

 

 

 

D5

=

 

 

PK 5 PB 5

 

 

 

 

 

ma g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости определяем по формуле fv = fk(1+V2/2000).

Результаты расчетов D и fV заносим в таблицу 2.5. По таблице строим динамическую характеристику автомобиля (см. Приложение).

Таблица 2.5.

N,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

об/м

 

 

 

 

 

 

 

FV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ин

Динамический фактор D на передачах:

 

 

 

 

 

 

I

II

III

IV

V

I

II

III

IV

V

800

0,5610

0,3007

0,2095

0,1442

0,1191

0,011

0,011

0,011

0,011

0,011

1894

0,6111

0,3268

0,2265

0,1534

0,1244

0,011

0,011

0,011

0,012

0,012

2989

0,6238

0,3322

0,2281

0,1499

0,1171

0,011

0,011

0,012

0,012

0,013

4083

0,5986

0,3168

0,2141

0,1335

0,0973

0,011

0,012

0,012

0,014

0,015

5178

0,5357

0,2804

0,1846

0,1043

0,0648

0,011

0,012

0,013

0,015

0,017

6272

0,4350

0,2232

0,1396

0,0622

0,0198

0,011

0,012

0,014

0,017

0,020

2.5.5.Определение ускорения разгона автомобиля:

 

J a1

=

 

 

D1 ψ V

 

 

 

g ,м/с2;

(2.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ j1

 

J a3

=

 

 

D3 ψ V

 

 

g ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ j 3

 

J a 4

=

 

D4 ψ V

g ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ j 4

 

J a5

=

D5 ψ V

g ,

 

 

 

 

 

 

 

 

δ j 5

 

где δ j - коэффициент, учитывающий влияние вращения колес;

 

δ j1

= 1,57;

 

 

 

 

(2.19)

δj 2 = 1.24

δj 3 =1,142;

δj 4 =1,084;

24

25

δ j 5 =1,048;

Подставляя δ j в формулы получаем:

Результаты расчетов ja заносим в таблицу 2.6.

2.5.6.Определение величины обратной ускорению разгона автомобиля: Рассчитываем значения 1/Ja и заносим в таблицу 2.6.

С помощью данной таблицы строим графики тягового баланса, динамическую характеристику и график обратных ускорений (см. Приложение).

Таблица 2.6

n,

Ускорение на передаче,

 

Величина, обратная

 

об/ми

 

 

м/с2

 

 

ускорению на передаче, с2/м:

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

II

III

IV

V

I

II

III

IV

 

V

800

3,44

2,29

1,80

1,20

0,98

0,29

0,44

0,56

0,83

 

1,02

1894

3,75

2,50

1,85

1,22

0,97

0,27

0,40

0,54

0,82

 

1,03

2989

3,83

2,54

1,86

1,18

0,89

0,26

0,39

0,54

0,85

 

1,12

4083

3,67

2,41

1,73

1,03

0,71

0,27

0,41

0,58

0,97

 

1,41

5178

3,28

2,12

1,47

0,77

0,41

0,30

0,47

0,68

1,30

 

2,44

6272

2,65

1,67

1,08

0,39

0,00

0,38

0,60

0,93

2,56

 

-

2.5.7.Определение времени разгона.

 

При расчете используем данные таблицы 2.6. Время разгона от Vmin

до скорости V1

определяем по формуле:

 

 

 

tр=0,5(1/jа1+1/jа11)(V1- Vmin),с

и т.д.

(2.20)

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.7.

 

 

 

 

 

Таблица 2.7

 

Диапазон скорости, м/с

 

Время tр, с

 

 

0

-

0

 

0

 

 

0

-

6,00

 

1,23

 

 

0

-

10,91

 

2,40

 

 

0

-

15,81

 

3,63

 

 

0

-

20,72

 

5,37

 

 

0

-

25,62

 

7,13

 

 

0

-

30,52

 

9,61

 

 

0

-

35,43

 

13,41

 

 

0

-

40,33

 

21,14

 

 

25

26

2.5.8.Определение пути разгона автомобиля:

Путь разгона определяем с помощью таблицы 2.7. Так путь разгона автомобиля от скорости Vmin до скорости V1 определяем по формуле:

Sр= 0,5(tр1+tр11)(V1- Vmin),м.

(2.21)

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.8.

 

 

 

Таблица 2.8

Диапазон скорости, м/с

Путь Sр , м

 

0

-

0

0

 

0

-

6,00

7,93

 

0

-

10,91

30,27

 

0

-

15,81

65,56

 

0

-

20,72

113,81

 

0

-

25,62

175,02

 

0

-

30,52

249,18

 

0

-

35,43

336,29

 

0

-

40,33

436,36

 

С помощью данной таблицы строим график пути разгона автомобиля (см.

Приложение).

 

2.5.9. Мощностной баланс автомобиля:

 

Мощность на колесах автомобиля:

 

N к = N e ηT , кВт ;

(2.22)

V

= ma g ψ V , Вт ;

(2.23)

N

В

= k

в

A V 3 , Вт;

(2.24)

 

 

 

a a

 

(V

+ N В )/1000 ηТ , кВт.

(2.25)

Результаты расчетов мощности сводим в таблицу 2.9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.9.

V,м/с

 

 

 

5,14

 

 

12,18

19,22

 

26,25

 

33,29

40,33

 

Ne, квт

 

 

 

9,60

 

 

24,78

39,94

 

52,43

 

59,61

58,84

 

NТ,квт

 

 

 

8,83

 

 

22,80

36,74

 

48,24

 

54,84

54,13

 

NВ,квт

 

 

 

0,09

 

 

1,18

 

4,63

 

11,79

 

24,04

42,75

 

NД,квт

 

 

 

0,82

 

 

2,05

 

3,58

 

5,54

 

8,12

11,48

 

NВ+NД

 

 

 

0,91

 

 

3,23

 

8,20

 

17,33

 

32,17

54,23

 

(NВ+NД)/NТ

 

 

 

0,10

 

 

0,14

 

0,22

 

0,36

 

0,59

1,00

 

2.6. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

 

 

 

Путевой расход топлива определяем по формуле:

 

 

 

 

 

k

 

* k

 

* (P

+ P )* g

 

*1.1

 

 

 

 

 

 

q П =

 

СК

 

И

Д

В

e min

,

л/100км,

 

 

(2.26)

 

 

 

 

 

36000 * ρT *ηТР

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

kCK - коэффициент, учитывающий изменение удельного эффективного расхода топлива в зависимости от ωе ;

kИ -коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя;

ge min

= 340г/кВт*ч – удельный эффективный расход топлива;

 

ρТ

= 0,72кг/л- плотность топлива.

Рассчитанное значение путевого расхода топлива заносим в таблицу 2.10.

Таблица 2.10.

V, м/с

12,18

19,22

26,25

33,29

40,33

ωе / ω N

0,34

0,53

0,72

0,92

1,11

kCK

1,05

0,84

0,87

0,97

1,10

 

 

 

 

 

И

0,14

0,22

0,36

0,59

1,00

 

2,60

2,20

1,60

1,20

1,00

qпkИ

10,02

10,91

12,72

15,56

20,47

27

28

2.2.Расчёт передней подвески

1.Анализ сил, действующих на элементы подвески от статической нагрузки

Рис.1

Рис.2

Схема передней подвески

Векторная диаграмма сил

Векторная реакция от веса, приходящегося на переднее колесо, за вычетом веса неподрессоренных масс, приложенная в центре пятна контакта колеса с дорогой сила W, уравновешивается двумя силами P и R (рис.1)

W = P + R

где: P - сила, растягивающая низкий рычаг и направленная на оси, проходящей через центр шаровой опоры и шарнир нижнего рычага;

R - сила, в свою очередь, раскладывающаяся на две составляющие:

R = S + Q

Где: S - сила, действующая на стойку вдоль оси пружины, равная усилию сжатой пружины;

Q - сила, воспринимаемая направляющий штока и поршнем амортизатора;

Реакция на колесо:

W =

G1

g

 

=

873

= 436,5кг

 

k

 

2

 

2

 

 

 

 

28

29

где: G1 - вес, приходящийся на передние колеса полностью загруженного автомобиля;

g k - вес неподрессоренных масс g k =35 Из векторного уравнения: W = P + R = P + S + Q Согласно компоновки имеем: W = 436,5 кг

P = 151 кг

R = 393 кг

S = 405 кг

Q = 71 кг

2. Расчет пружины

Принимаем собственную частоту колебаний подрессоренных масс: n = 72 кол/мин Необходимый статический прогиб подвески:

f ст.подв. =

300

2

=

3002

= 17,361см

n

2

 

72

2

 

 

 

 

 

 

Требуемая приведенная жесткость подвески:

Cподв.прив.

=

W

=

436,5

= 25,143кг / см

f ст.

 

 

 

17,361

Мгновенная передаточная функция направляющего аппарата подвески в статистике:

=

S

=

405

= 0,928

 

436,5

W

 

Требуемая жесткость пружины:

Cпруж = Сподв.прив. 2 = 25,143 0,9282 = 21,65кг/ см

Из компоновочных соображений принимаем: Внутренний диаметр пружины: D1 = 130 мм Число рабочих витков: n = 5,5

Полное число витков: n1 = 7

Длина пружины при статической нагрузке: H1 = 210 мм Диаметр проволоки или прутка: d = 12,9 мм

Средний диаметр пружины: Dср = 142,9 мм Статический прогиб пружины:

 

 

8

n D3ср P

 

8 5,5 14,293 300

 

f

ст.пруж. =

 

1

=

 

= 17,81см = 178,1мм

 

G d 4

781000 1,294

 

 

 

 

 

Жесткость пружины:

29