Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Тракторы»

Группа 101019 Курсовая работа

По дисциплине «Математическое моделирование в расчетах на ЭВМ».

Моделирование трогания и разгона машины 4к2.

Работу выполнил студент: Авласенков А.А.

Работу принял преподователь: Поварехо А.С.

Минск 2011

Исходные данные к работе: конструктивная схема и технические характеристики БМВ М5

Рисунок 1. Схема БМВ М5:

Технические характеристики BMW M5

Общие данные
1	2
Макс. скорость	250 км/ч
Время разгона от 0 до 100 км/ч	6,5 сек
Снаряжённая масса	1830 кг
Двигатель
Макс. мощность	373 kBt
Макс. крутящий момент	520 Нм
Макс. частота вращения кол. вала	7750 об./мин.
Расположение двигателя	спереди
Трансмиссия
Коробка передач	Механическая, 7 ступеней
Передаточное число первой передачи	3.99
Передаточное число второй передачи	2.65
Передаточное число третьей передачи	1.80
Передаточное число четвёртой передачи	1.39
П ередаточное число пятой передачи Передаточное число шестой передачи Передаточное число седьмой передачи	1.16 1,00 0,83
Передаточное число главной передачи	3.62
Привод	Задний
Кузов
Тип кузова	седан
Кол-во дверей	4
Кол-во мест	5

Введение

Способность машинны к троганию с ме­ста и быстрому выходу на заданную скорость движения является важнейшим эксплуатационным качеством. В зависимости от типа трансмиссии машины разгон агрегата до заданной скорости мо­жет осуществляться без переключения передач либо путем после­довательного перехода от низших передач на более высокие.

В начальный период движения машины она пре­одолевает наряду с силами сопротивления движению также силы инерции, под воздействием которых частота вращения коленчатого вала двигателя снижается и при значительных силах сопротив­ления может снизиться настолько, что разгон машины окажется невозможным, так как двигатель заглохнет. Поэтому необходимо уметь оценить возможность и продолжительность разгона до требуемой скорости, используя математическую мо­дель машины.

В зависимости от конкретных задач исследования динамики трогания и разгона применяются различные математические мо­дели авто, которые отличаются подробностью описания трансмиссии.

Математическое моделирование рабочих процессов, происходящих в узлах, агрегатах и системах при работе машинного агрегата, основано на их математическом описании, которое уже длительное время используется в машинном (автоматизированном) проектировании. В настоящее время в связи с широкой доступностью мощных ЭВМ главными качествами разрабатываемых математических моделей становятся их достаточно высокая точность и объем информации, которую они позволят получить. Что же касается сложности, то она не является больше препятствием для их практического применения.

Моделью называется некоторый объект, который используется для воспроизведения и изучения существенных свойств какого-либо процесса или явления, часто называемого натурным образцом или объектом. Моделью может быть не только материальный, но и мысленный объект. Таковы, например, физические модели, которые описывают натурный образец на уровне качественных представлений. К этому же типу относятся и математические модели.

Математическая модель формируется в виде формулы, уравнения или системы уравнений, которые могут быть алгебраическими, дифференциальными, интеграционно-дифференциальными, либо интегральными, но в любом случае она с той ила иной степенью приближения и подробности описывает натурный образец, его свойства и поведение.

Цели и задачи моделирования.

Цель моделирования процесса трогания и разгона транспортного средства заключается в определении динамических характеристик этого процесса. Устанавливаются следующие показатели и характеристики скоростных свойств:

1. - максимальная скорость

2. - время разгона на заданном пути;

1.3- время разгона до заданной скорости;

1.4 - скоростная характеристика «Разгон-выбег»;

1.5 - скоростная характеристика «Разгон на передаче, обеспечивающей максимальную скорость».

Способность машинного агрегата к троганию с места и быстрому выходу на заданную скорость движения является важнейшим эксплуатационным качеством. В зависимости от типа трансмиссии трактора разгон агрегата до заданной скорости может осуществляться без переключения передач либо путем последовательного перехода от низших передач на более высокие.

В начальный период движения машины она преодолевает наряду с силами сопротивления движению также силы инерции, под воздействием которых частота вращения коленчатого вала двигателя снижается и при значительных силах сопротивления может снизиться настолько, что разгон машины окажется невозможным так как двигатель заглохнет. Поэтому необходимо уметь оценить возможность и продолжительность разгона до требуемой скорости, используя математическую модель машины.

В зависимости от конкретных задач исследования динамики энергонагруженности в сцеплении при трогании и разгоне, применяются различные математические модели машинного агрегата, которые отличаются подробностью описания трансмиссии машины.

В курсовом проекте будет рассмотрена простейшая математическая модель энергонагруженности при пробуксовке сцепления при трогании и разгоне машины .Исходные данные к работе будут взяты из технических характеристик машины БМВ М5.

Конструктивная схема и описание объекта моделирования.

Объектом моделирования является автомобиль BMW M5, который находится в движении, а именно на этапах разгона.

На автомобиль непрерывно действуют следующие силы: Fko – полная окружная сила на ведущих колесах при их вращении без буксования (коэффициент сцепления с дорогой – 0,7); FВ – сила лобового сопротивления; Ga – сила тяжести автомобиля; Ffсопр – сила сопротивления качению; Fj – сила инерции. В данной модели учитывается также динамический фактор – D

Рисунок 1. Схема БМВ М5.

Технические характеристики BMW M5

Общие данные
Макс. скорость	250 км/ч
Время разгона от 0 до 100 км/ч	6,5 сек
Снаряжённая масса	1830 кг
Двигатель
Макс. мощность	373 kBt
Макс. крутящий момент	520 Нм
Макс. частота вращения кол. вала	7750 об./мин.
Расположение двигателя	спереди
Трансмиссия
Коробка передач	Механическая, 7 ступеней
Передаточное число первой передачи	3.99
Передаточное число второй передачи	2.65
Передаточное число третьей передачи	1.80
Передаточное число четвёртой передачи	1.39
П ередаточное число пятой передачи Передаточное число шестой передачи П ередаточное число седьмой передачи	1.16 1,00 0,83
Передаточное число главной передачи	3.62
Привод	Задний
Кузов
Тип кузова	седан
Кол-во дверей	4
Кол-во мест	5
Габаритные размеры
Ширина	1826 мм
Высота	1525 мм
Ходовая часть
Размер шин:	285/35ZR19

Автомобиль находится в непрерывном движении с момента его трогания с места и до полной остановки. Для составления математической модели используется уравнение тягового баланса, основанное на принципе Даламбера.

К характеристикам приёмистости автомобиля, то есть его способности быстро увеличивать скорость движения, относится скоростная характеристика «разгон – выбег». Она представляет собой зависимость скорости автомобиля от пройденного пути и времени разгона автомобиля с места и выбега до полной остановки. Проверка скоростных свойств автомобиля выполнятся по ГОСТ 22576-90 по программам контрольных испытаний.

Основной оценочный показатель тягово-скоростных свойств автомобиля является максимальная скорость и характеристики приёмистости. Испытание по оценке тягово-скоростных свойств автомобиля проводятся при номинальной нагрузке, на прямом отрезке дороги с цементобетонным покрытием при скорости ветра не более 3 м/с, температуре воздуха 20 градусов Цельсия, атмосферном давлении 750 мм.рт.ст. и влажностью 95 %. Испытания на максимальную скорость связано с движением автомобиля на измерительном участке дороги длинной 2 км. К характеристикам приемистости относятся характеристики: разгон-выбег, разгон на высшей и предшествующих передачах, время разгона на участках длинной 400 и 1000 м и время разгона до заданной скорости. Определение скоростной характеристики разгона автомобиля с места на внешней скоростной характеристики двигателя и выбег его с максимальной скорости до полной остановки завершается построением графиков зависимостей и , где V – км/ч; t – сек; S – м.