автобус ПАЗ-3205 скорость 90 км/ч, гравийная дорога

Содержание
1.Введение………………………...………………………………………………3
2.Исходные данные………………………………………………………………6
3.Определение параметров автомобиля, заданных техническими условия-ми………………………………………………………………………..…..…..7
4.Определение выбираемых параметров автомобиля…………………….…..8
5.Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса………………….……8
6.Расчёт и построение внешней характеристики двигателя………………......9
7.Определение передаточных чисел трансмиссии………………..…………..13
8.Определение основных параметров динамичности автомобиля…………..17
9.Расчет топливной экономичности автомобиля……………………………..27
Список использованной литературы ………………………..………..….….30

автобус ПАЗ-3205 скорость 90 км/ч, гравийная дорога

У этого автобуса городского типа с колесной формулой 4х2 на переднюю ось, при полном использовании грузоподъемности приходится около 25-30%. Соответственно выбор шин будет осуществляться по значениям весовой нагрузки на одно заднее колесо. [2]Передняя ось: GП=1-Gа (7)где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по осям автомобиля, (=0,7);GП=1-0,739931,8=11979,54 НТ.к. на передней оси стоят две шины, то каждая воспринимает: 11979,542=5989,77 Н;Задняя ось:GЗ=Gа , (8) GЗ=0,739931,8=27952,26 Н; Т.к. на задних осях стоят четыре шины, то каждая воспринимает: 27952,264=9982,95 Н;Наиболее нагруженными являются задние колеса, по этой нагрузке выбираем шины из Приложения А [2]:Таблица 1 - Основные параметры шиныОбозначение шины180 – 508Норма слойности6Статический радиус, м0,405Максимальная допустимая скорость, м/с (км/ч)27,8 (100)Расчёт и построение внешней характеристики двигателяДля обеспечения заданной максимальной скорости υmax по дороге с минимальным коэффициентом сопротивления качению необходимо определить мощность двигателя Nυ, кВт: Nυ=КВ∙Fa∙υmax31000+Ga∙ψ∙υmax1000∙1тр (9)гдеКВ – коэффициент обтекаемости для автобусов, Н·с2/м4 (КВ =0,35) [ REF _Ref344316336 \r \h 2];ψ - коэффициент суммарного сопротивления (ψ=0,032);υmax – максимальная скорость автобуса, м/с (υmax=90 км/ч= 25 м/с)Fa- лобовая площадь автобуса, м2; Ga – полный вес автобуса, Н (Ga =39931,8 Н); g – ускорение свободного падения, м/с2 (g=9,81 м/с2); тр- КПД трансмиссии автомобиля, (тр=0,9);Fa=K∙H, м2 (10)где К – колея автобуса, м (К= 1,95 м) [ REF _Ref345586297 \r \h 7]; Н – наибольшая высота автобуса, м (Н= 2,96 м) [ REF _Ref345586297 \r \h 7]; Fa=1,95∙2,96=5,78 м2 Nv=0,35∙5,78∙2531000+39931,8∙0,032∙251000∙10,9=70,62 кВт В общем случае частота вращения вала двигателя nmax при максимальной скорости движения не равна частоте вращения nN , соответствующей максимальной мощности двигателя и, следовательно, Nev ≠ Nmax [2].В тех случаях, когда nmaxnN≠1, максимальную мощность двигателя Nmax находим, пользуясь эмпирической формулой:Nmax=NυmaxC1∙nmaxnN+C2∙nmaxnN2-nmaxnN3, кВт (11)где C1, C2 – эмпирические коэффициенты; для бензинового, карбюраторного двигателя (С1=1,0; С2=1,0) [ REF _Ref344316336 \r \h 2]Для существующих конструкций карбюраторных автомобильных двигателей отношение nmaxnN=1,25 [ REF _Ref344679341 \r \h 3];где nN=3000 об/мин; nmax=3750 об/минNmax=70,621,0∙1,25+1,0∙1,25-1,253= 82,18 кВтРабочий объем двигателя Vh, л:Vh=30∙τ∙NmaxpeN∙nN (12) где τ – тактность двигателя, (τ=4); peN – среднее эффективное давление при максимальной мощности Nmax, МПа (peN = 0,78 МПа); nN – частота вращения коленчатого вала двигателя при Nmax, об/мин; Vh=30∙4∙82,180,78∙3000=4,21 лЭффективная мощность двигателя Nе, кВт: Задаваясь значениями ne с шагом 400 об/мин до максимальной частоты вращения вала двигателя nemax. Координаты (nmax, NeV) и (nN, Nmax) дают две первые точки графика, а для построения внешней характеристики расчёт производим по следующей формуле:Ne=NmaxC1∙nnN+C2∙nnN2-nnN3, кВт (13)где Ne – текущее значение мощности двигателя, кВт;n – текущее значение частоты вращения коленчатого вала, об/мин;Эффективный крутящий момент двигателя Me, Н·м: Me=9554Nene (14)Скорость автомобиля υa, км/ч:υa=0,377rК∙neuК∙u0 (15)Проверка на возможность преодоления на прямой передаче заданного подъема Nψ: Nψ=Ga∙ψ0+PW∙υa3600∙ηтр (16)Сила сопротивления воздуха PW, Н:PW=KB∙Fa∙υa213 (17)Полученные расчетным путем значения Ne, Ме, υa, Nψ сводятся в таблицу 2, а затем строится внешняя скоростная характеристика двигателя (ВСХ).Таблица 2 – Расчетные данные для построения ВСХυa, км/чNe, кВтMe, Нмne об/мин1 передача2 передача3 передача4 передача4003,896,088,59,612,22291,878007,7812,161719,2126,2312,89120011,6618,2325,4928,8140,76324,52160015,5524,3133,9938,4154,74326,87200019,4430,3942,4948,0166,96319,87240023,3336,4750,9957,6276,26303,58280027,2142,5459,4967,2281,47277,99320031,148,6267,9876,8281,43243,12360034,9954,776,4886,4374,95198,91375036,4556,9879,679070,62179,92Продолжение таблицы 2PW, НNψ, кВтne, об/мин1 передача2 передача3 передача4 передача1 передача2 передача3 передача4 передача4002,355,7511,2414,341,542,413,383,838009,4223,0144,9757,433,094,886,947,92120021,1651,72101,11129,164,677,4810,8512,51160037,6391,96179,79229,586,3110,2815,2917,87200058,81143,72280,95358,698,0213,3320,4424,25240084,7206,98404,6516,659,8116,7126,4831,912800115,22281,61550,73703,1511,720,4733,5741,13200150,51367,86719,14918,3313,7124,741,952,073600190,52465,62910,221162,4715,8629,4351,6565,13750206,75505,24987,741260,4816,731,3655,7170,51Рисунок 1 – График внешней скоростной характеристики двигателяОпределение передаточных чисел трансмиссииОпределение передаточного числа главной передачи u0.Передаточное число главной передачи u0 определяется из условия обеспечения максимальной скорости υmax движения на прямой передаче в коробке передач:u0=0,377rK∙(0,80-1,15)∙nNυmax (18)где rК- радиус колеса, м (rК=0,405 м);υmax – максимальная скорость автомобиля, м/с (υmax=25 м/с) u0=0,3770,405∙(0,80-1,15)∙300025=6,36Определение передаточного числа первой передачи u1.Подбор передаточного числа первой передачи осуществляется с учетом максимального сопротивления дороги и по условиям буксования ведущих колес автомобиля, так же автомобиль, двигаясь на первой передаче, должен преодолеть максимальный подъем. Передаточное число u1 рассчитывается по формулам (19) и (20), а затем выбирается наименьшее:u1'=Ga∙ψmax∙rKMmax∙ηTP∙u0 (19)где Ga – полный вес автомобиля, Н (Ga=39931,8 Н);ψmax – коэффициент суммарного сопротивления дороги на первой передаче, (ψmax=0,286);rK – радиус колеса, м (rK=0,405 м);Mmax – максимальный момент двигателя, Н·м (Mmax=326,87 Н·м);ηТР – механический КПД трансмиссии, (ηТР=0,90);u0 – передаточное число главной передачи, (u0=6,36)u1''=mp∙Goc∙φx∙rKMmax∙ηTP∙u0 (20)где mр – коэффициент изменения нагрузки на ведущую ось (mр=1,30);Gос – вес, приходящийся на ведущую ось автомобиля, Н (Gос=27952,26 Н);φx – коэффициент продольного сцепления с дорогой, (φх=0,65); rK – радиус колеса, м (rK=0,405 м);Mmax – максимальный момент двигателя, Н·м (Mmax=326,87 Н·м);ηТР – механический КПД трансмиссии, (ηТР=0,90);u0 – передаточное число главной передачи, (u0=6,36) u1'=39931,8∙0,286∙0,405326,87∙0,9∙6,36=2,47 u1''=1,30∙27952,26∙0,65∙0,405326,87∙0,9∙6,36=5,11Согласно рекомендациям в источнике [ REF _Ref344316336 \r \h 2] выбираем наименьшее значение передаточного числа для первой передачи:u1'<u1''2,47 < 5,11Следовательно, принимаем передаточное число для первой передачи u1=2,47.Определение передаточных чисел промежуточных передач.После определения передаточного числа первой передачи необходимо определить передаточных числа промежуточных передач. Для данного автомобиля принята четырехступенчатая коробка передач, поэтому из условия:u1u2>u2u3; u1u2>u3u4 (21)мы получаем формулы (22), (23) для расчета второй и третьей передачи. Последняя является прямой передачей, поэтому передаточное число четвертой передачи u4=1.u2=4u12 (22)u3=4u2 (23)Передаточное число второй передачи КПП:u2=42,472=1,58Передаточное число третьей передачи КПП:u3=41,58=1,13Передаточное число четвертой передачи КПП:u4=1Проверка условия (21):2,471,58>1,581,13; 2,471,58>1,131 1,56>1,4; 1,4>1,13Условие (20) выполнено.Определение передаточного числа дополнительной коробки передач производится по формуле:uд=Ga∙ψmax∙rKMemax∙ηTP∙u0∙u1 (24)Передаточное число дополнительной коробки передач для первой передачи:uд1=39931,8∙0,286∙0,405326,87∙0,9∙6,36∙2,47=1Передаточное число дополнительной коробки передач для второй передачи:uд2=39931,8∙0,286∙0,405326,87∙0,9∙6,36∙1,58=1,56Передаточное число дополнительной коробки передач для третьей передачи:uд3=39931,8∙0,286∙0,405326,87∙0,9∙6,36∙1,13=2,19 Передаточное число дополнительной коробки передач для четвертой передачи:uд4=39931,8∙0,286∙0,405326,87∙0,9∙6,36∙1=2,47 Выбранное передаточное число дополнительной коробки проверяем по значению обеспечиваемой минимальной скорости движения в пределах 1,5…2,5 км/ч автомобиля υmin, км/ч:υmin=3,6·rк∙nminu0∙ui∙uД (25)где nmin – частота вращения коленчатого вала двигателя, рад/с (nmin =400 об/мин= 41,87 рад/с);rК- радиус колеса, м (rК=0,405 м);u0 – передаточное число главной передачи, (u0 =6,36); ui – передаточное число коробки передач на i-ой передачиНа первой передачи:υmin1=3,6·0,405∙41,876,36∙2,47∙1=3,89 км/ч Полученное значение минимальной скорости автомобиля υmin не лежит в пределах допустимой скорости, поэтому продолжим расчет для второй передачи.На второй передачи:υmin2=3,6·0,405∙41,876,36∙2,47∙1,56=2,49 км/ч Полученное значение минимальной скорости автомобиля υmin обеспечивает минимальную скорость движения.Определение основных параметров динамичности автомобиляОпределение силы тяги на ведущих колесах автомобиля РК производится по формуле: PK=Mе∙uK∙u0∙ηТРrK , Н (26)Суммарная сила сопротивления РС определяется по формуле:РС=РW+Рψ, Н (27)где PW – сила сопротивления воздуха, Н;Pψ – сила сопротивления дороги, НРψ=Ga∙ψ, Н (28)Рψ=39931,8∙0,032=1277,82 НРезультаты расчётов занесены в таблицу 3.Таблица 3 – Данные для построения тяговой характеристики автомобиляneРК, НРС, Ноб/мин1 передача2 передача3 передача4 передача1 передача2 передача3 передача4 передача40010188,996517,654661,364125,11280,171283,571289,061292,1680010922,786987,044997,064422,181287,241300,831322,791335,25120011328,787246,755182,84586,551298,981329,541378,931406,98160011410,817299,235220,334619,761315,451369,781457,611507,4Продолжение таблицы 3200011166,457142,915108,544520,831336,631421,541558,771636,51240010597,786779,144848,374290,61362,521484,81682,421794,4728009704,456207,74439,693928,931393,041559,431828,551980,9732008487,165429,033882,793436,11428,331645,681996,962196,1536006943,824441,793176,732811,261468,341743,442188,042440,2937506280,894017,732873,442542,871484,571783,062265,562538,3Рисунок 2 – График тяговой характеристики автомобиляДинамический фактор D для построения динамической характеристики автомобиля:D=PK-PWGa (29)Результаты расчётов занесены в таблицу 4.