Тяговый и топливо экономический расчет автомобиля ЗИЛ 431410

Введение
1 Определение и выбор параметров
1.1 Определение полной массы автомобиля
1.2 Подбор пневматических шин
1.3 Выбор кинематической схемы трансмиссии автомобиля и
определение КПД трансмиссии
1.4Построение внешней скоростной характеристики двигателя
1.5Определение передаточных чисел коробки передач и трансмиссии
2Тяговый расчет автомобиля
2.1 График тягового баланса
2.2 График баланса мощности
2.3 Динамический паспорт автомобиля
2.4 График ускорений
2.5 График времени разгона
2.6 График пути разгона
3 Топливно-экономический расчет автомобиля
Заключение
Список используемой литературы

Тяговый и топливо экономический расчет автомобиля ЗИЛ 431410

Dk – диаметр качения колеса, м;
n – частота вращения вала двигателя, мин-1;
i0 – передаточное число главной передачи;
ik – передаточное число коробки передач.
Значение i0 определяют из условия движения автомобиля с заданной максимальной скоростью Vmax на прямой передаче коробки передач, т.е при ik=1;
(15)
Если скорость в км/ч, то
(16)
1.5 Определения передаточных чисел
коробки передач и трансмиссии
Определение передаточных чисел коробки передач начинается с первой передачи.
Величина передаточного числа на первой передаче не зависит от числа ступеней и закона изменения передаточных чисел в коробке передач .
Передаточное число коробки передач на первой передаче:
а) должно обеспечить преодоление заданного максимального дорожного сопротивления max;
б) не должно вызывать буксование ведущих колес автомобиля при работе двигателя с максимальным вращающим моментом.
Исходя из первого требования, передаточное число коробки передач на первой передаче должно быть
(17)
где Ga - полная сила тяжести автомобиля;
Мдв.max – максимальный вращающий момент двигателя, Нм;
Rk – радиус колеса, м;
TI – к.п.д. трансмиссии автомобиля на первой передаче.
Полученное передаточное число коробки передач на первой передаче проверяется на второе условие, то есть
(18)
где m2 = 1,1 – коэффициент перераспределения нагрузки для ведущих колес
автомобиля;
 = 0,70,8 – коэффициент сцепления шин автомобиля;
G2 – сцепная сила тяжести автомобиля, Н.
В свою очередь, сцепная сила тяжести автомобиля при колесной схеме 4х2 или 6х2 определяется по формуле
, Н (19)
где Ga – полная сила тяжести автомобиля, Н;
km – доля полной массы автомобиля, приходящейся на ведущие колеса,
принимается по аналогии с существующими автомобилями,
близкими к рассчитываемому по классу, грузоподъемности и
назначению.
Для дальнейшего расчета принимается ik..nI, полученное по формуле, если оно обеспечено вторым условием. В противном случае ik..n принимается исходя из условий сцепления ведущих колес с дорогой, определенное по формуле, а заданное максимальное дорожное сопротивление автомобилем преодолеваться не будет.
При известных ik..nI и порядковом номере прямой передачи, для определения передаточных чисел на коробке передач на промежуточных передачах принимается рациональное отношение между отдельными передачами.
В автомобилестроении, так же как и в траектории, наибольшее распространение получило изменение передаточных чисел в коробке передач по закону геометрической прогрессии.
При геометрическом ряде передаточных чисел и коробке передач в процессе разгона автомобиля на всех передачах обеспечивается постоянство интервала по частоте вращения коленчатого вала двигателя, а значит и постоянство его средней мощности.
Имея необходимое передаточное число в коробке передач на первой передаче ik..nI, приняв изменение передаточных чисел в коробке передач по закону геометрической прогрессии и зная из кинематической схемы трансмиссии автомобиля число передач и порядковый номер прямой передачи, передаточные числа на промежуточных передачах определяются по формулам в табл. 4.
Таблица 4
Передаточные числа для коробок передач
Передача
Коробка передач
Пятиступенчатая с пятой ускоряющей передачей
трехступенчатая
четырехступенчатая
пятиступенчатая
Первая
7,65
7,65
7,65
7,65
Вторая
2,76
3,45
2,98
2,76
Третья
1,0
1,002
2,98
1,002
Четвертая
0,98
1,0
0,81
1,0
Пятая
0,96
0,98
1,0
0,78-0,81
Подобрав число зубьев шестерен в коробке переменных передачи, определив передаточное число главной передачи, определим общие передаточные числа трансмиссии автомобиля:
(20)
(21)
2 Тяговый расчет автомобиля
Тяговый расчет автомобиля включает в себя построение графиков:
1) тягового баланса P=f(v);
2) баланса мощности N=f(v);
3) динамического фактора D=f(v);
4) ускорений автомобиля j=f(v);
5) времени разгона T=f(v);
6) пути разгона S=f(v).
Значения входящих в формулы величин и коэффициентов берутся из
первой части данного расчета.
2.1 График тягового баланса
При построении исходят из уравнения тягового баланса, при установившимся движении
, Н (22)
где - тяговое усилие на ведущих колесах, Н;
(23)
- сила сопротивления дороги, Н;
Сила сопротивления воздуха оказывает существенное влияние на динамику автомобиля. Она в большой степени зависит от конструкции, формы и геометрических размеров кузова, скорости движения автомобиля и определяется на всех передачах в зависимости:
(24)
где k – коэффициент сопротивления воздуха, Нс2/м4;
F – лобовая площадь автомобиля, м2;
для грузовых автомобилей и автобусов F=BH;
для легковых автомобилей F=0.78B1H;
B – колея автомобиля по передним колесам, м;
В1 – габаритная ширина автомобиля, м;
Н – габаритная высота автомобиля, м;
Va – скорость движения автомобиля, м/с, определяется на всех передачах в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя:
, км/ч (25)
где - угловая скорость коленчатого вала с-1, (26)
Результаты подсчета сведены в табл.5
Таблица 5
n, об/мин
V, км/ч
М, Нм
Рк, Н
Р, Н
Р, Н
356
378
402
428
499
504
568
80
90
100
110
115
120
125
589532
602656
623245
648646
678556
702356
735654
10042,293
10462,285
10680,774
10740,925
10784,625
10809,595
10849,825
895,145
895,145
895,145
895,145
895,145
895,145
895,145
9147,148
9567,14
9785,6
9845,78
9889,48
9914,45
9954,68
n, M – из табл.3.
По данным таблицы строятся графики тягового баланса, примерный вид которого показан на рис.2.
Рис.2 Тяговая характеристика автомобиля.
2.2 График баланса мощности
Из уравнения баланса мощности известно, что
(27)
или при установившемся движении
(28)
где - мощность потерь на преодоление сопротивления
дороги, кВТ;
- мощность потерь на преодоление сопротивление
воздуха, кВт;
- мощность потерь на преодоление сопротивления трансмиссии, кВт;
Ne – эффективная мощность двигателя, кВт;
Nтр – мощность потерь на трение в трансмиссии, кВт;
Nk – мощность на ободе ведущего колеса, кВт.
Произведенные подсчеты сведены в таблице №6:
Таблица 6
n, об/мин
V, км/ч
Ne, кВт
Nк, кВт
N, кВт
N, кВт
356
378
402
428
499
504
568
80
90
100
110
115
120
125
24866
26874
28766
29985
32544
33544
33974
454,1
512,08
564,85
603,11
673,59
710,33
770,44
64,78
68,48
75,15
79,32
83,89
87,23
96,14
389,4
452,6
489,7
523,79
589,7
623,1
674,3
Вид графика баланса мощности, построенного по данным таблицы, представлен на рис.3
Рис.3 График баланса мощности
На графиках тягового баланса и баланса мощности точка пересечения кривой усилия или мощности на ободе колеса с кривой суммарной силы сопротивления или с кривой суммарных потерь мощности характеризует максимальное значение скорости при данном коэффициенте сопротивления дороги.
2.3 Динамический паспорт автомобиля
Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования. Динамический паспорт автомобиля позволяет решать уравнение движения с учетом конструктивных параметров автомобиля, основных характеристик дороги и нагрузки на автомобиль.
Построение номограммы загрузки
Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменением силы тяжести автомобиля от G0 до Ga динамический фактор изменяется, и его можно определить по формуле
(27)
Номограмма нагрузок позволяет решать все указанные задачи не только для полной нагрузки автомобиля, но и для любого ее значения.
Рис.4 Использование динамической характеристики автомобиля:
а – динамическая характеристика автомобиля с номограммой нагрузок;
б – динамический паспорт автомобиля.
2.4 График ускорений
График показывает величину ускорения, которую может иметь проектируемый автомобиль при различной скорости на каждой передаче при условии движения по дороге, характеризуемой коэффициентом ψ.
(28)
где g – ускорение силы тяжести, м/с2;
 - коэффициент учета вращающихся масс, определяемый с достаточной точностью на всех передачах по формуле:  = 1,04+0,04i2k/
Результаты подсчета ускорений сводятся в табл.8, а по данным этой таблицы строят график j=f(v).
Таблица 8
V, м/с (км/ч)
D
D-ψ
, м/с2
1/j, с2/м
80
90
100
110
115
120
125
1562
1896
2236
2644
2987
3236
3576
1561,974
1895,974
2235,97
2643,97
2986,97
3235,974
3575,974
2905,27
3526,51
4158,90
4917,7098
5555,7642
6018,91
6651,3116
0,0003442
0,0002835
0,0002404
0,0002033
0,0001799
0,0001661
0,0001503
Рис. 5 График ускорений
3 Топливно-экономический расчет автомобиля