Карданна передача
.docx
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значення сил Р Ti для різних передач КПП і швидкостей руху автомобіля наведені в таблиці 4, значення сил P Wi для різних швидкостей руху автомобіля можна визначити за формулою-21 Величина динамічного чинника обмежується умовами зчеплення ведучих коліс автомобіля з дорогою. Динамічний фактор за умовами зчеплення коліс з дорогою може бути визначений за формулою-22
для задньопривідних автомобілів (22) де - Коефіцієнт зчеплення шин з дорогою; приймається = 0,2 ... 0,4 (відповідає руху автомобіля по второваній снігу). Приймаються = 0,2. , - Коефіцієнти перерозподілу нормальних реакцій для передньої-1 і задніх-2 осей; для розглянутого випадку приймаються = 0,8 ... 0,9; = 1,1 ... 1,2. Приймаються = 1,2 , - Частина повної ваги автомобіля, що припадає на передню-1 або задні-2 осі, Н; див. п. 1.2.3. ( = 49049Н) G = mg де m - маса автомобіля (m = 7150 кг) G = 7150 * 9,8 = 70070 Н. Dφ = 0,2 * ((1,2 * 49049) / 70070) = 0,168 Н Використовуючи формули 20 і 21, визначаємо значення динамічного фактора автомобіля для 5 ... 6 швидкостей його руху при включенні кожної передачі КПП, і будуємо динамічну характеристику автомобіля на вільному полі першого аркуша графічної частини проекту. Тут же наносимо попередньо підрахований по одній з формул 22 динамічний фактор за умовою зчеплення коліс з дорогою і зробити висновок про можливість руху автомобіля без буксування по второваній снігу. Розрахунок динамічного фактора автомобіля представляємо у вигляді
Таблиця 8 - Розрахунок динамічного чинника проектованого автомобіля
|
Передача КПП |
Швидкість руху автомобіля, V, км / год (див. табл. 5) |
Сила тяги на ведучих колесах автомобіля, P T I, H |
Сила опору повітря, P W I, H |
Різниця сил (P T I - P W I), Н |
Динамічний фактор автомобіля, D i, Н / Н |
|
I |
2,6 |
26879,2 |
1,07 |
26878,13 |
0,384 |
|
5,2 |
28949,7 |
4,2 |
28945,5 |
0,413 |
|
|
7,8 |
29631,6 |
9,6 |
29622,0 |
0,423 |
|
|
10,3 |
28949,7 |
16,8 |
28932,9 |
0,413 |
|
|
13 |
26966,0 |
26,8 |
26939,2 |
0,384 |
|
|
15,5 |
23692,8 |
38,1 |
23654,7 |
0,338 |
|
|
II |
4,9 |
14279,6 |
3,8 |
14275,8 |
0,204 |
|
9,7 |
15379,5 |
15 |
15364,5 |
0,220 |
|
|
14,6 |
15741,0 |
33,8 |
15707,2 |
0,224 |
|
|
19,5 |
15379,5 |
60,3 |
15319,2 |
0,219 |
|
|
24,3 |
14325,7 |
93,6 |
14232,1 |
0,203 |
|
|
29,2 |
12586,8 |
135,11 |
12451,7 |
0,178 |
|
|
III |
8,7 |
7978,2 |
12 |
7966,2 |
0,114 |
|
17,4 |
8592,8 |
48 |
8544,8 |
0,122 |
|
|
26,1 |
8795,2 |
107 |
8688,2 |
0,124 |
|
|
34,8 |
8592,8 |
191 |
8401,8 |
0,120 |
|
|
43,5 |
8004,0 |
300 |
7704,0 |
0,110 |
|
|
52,2 |
7032,5 |
431 |
6601,5 |
0,100 |
|
|
IV |
16,5 |
4162,6 |
43 |
4119,6 |
0,058 |
|
33 |
4483,2 |
172,6 |
4310,6 |
0,061 |
|
|
49,5 |
4588,8 |
388,3 |
4200,5 |
0,060 |
|
|
66 |
4483,2 |
690,3 |
3792,9 |
0,054 |
|
|
85 |
4176,0 |
1144,9 |
3031,1 |
0,043 |
|
|
99 |
3669,12 |
1553,1 |
2116,02 |
0,030 |
1.7 Розрахунок прискорень автомобіля Динамічний фактор автомобіля відповідає дорожньому опору, що характеризується коефіцієнтом опору дороги Ψ, яку автомобіль здатний подолати на даній передачі із заданою постійною швидкістю. У разі, якщо величина динамічного фактора автомобіля відрізняється від коефіцієнта опору дороги, по якій він рухається, то цей рух буде прискореним (при D> Ψ), або уповільненим (при D <Ψ). Величина розвивається автомобілем прискорення (уповільнення) визначається за формулою-23
- Коефіцієнт обліку обертових мас автомобіля; - Передавальне число передачі КПП, на якій рухається автомобіль. У курсовому проекті прискорення автомобіля визначаємо для умов руху автомобіля по горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям і тому можна вважати, що Визначення прискорень автомобіля, що рухається по горизонтальній дорозі, для 5 ... 6 швидкостей кожної передачі КПП необхідно провести з урахуванням вищевикладеного у вигляді таблиці 9. Форма графіка наведена на малюнку 6. Таблиця 9 - Розрахунок прискорень автомобіля
|
Передаточне число (Передача) |
Швидкість автомобіля, V, км / год (Див. табл. 5) |
Динамічний фактор, D, Н / Н (Див. табл. 8) |
Коефіцієнт опору дороги Ψ = f |
Різниця D-Ψ |
Коефіцієнт обертових мас, δ вр |
Прискорення, j, м / с 2 |
|
u kI (I) |
2,6 |
0,384 |
0,0150 |
0,369 |
3,098 |
1,17 |
|
5,2 |
0,413 |
0,0150 |
0,398 |
3,098 |
1,26 |
|
|
7,8 |
0,423 |
0,0150 |
0,408 |
3,098 |
1,29 |
|
|
10,3 |
0,413 |
0,0151 |
0,3979 |
3,098 |
1,26 |
|
|
13 |
0,384 |
0,0151 |
0,3689 |
3,098 |
1,17 |
|
|
15,5 |
0,338 |
0,0152 |
0,3228 |
3,098 |
1,02 |
|
|
u kII (II) |
4,9 |
0,204 |
0,0150 |
0,189 |
1,628 |
1,14 |
|
9,7 |
0,220 |
0,0151 |
0,2049 |
1,628 |
1,23 |
|
|
14,6 |
0,224 |
0,0152 |
0,2088 |
1,628 |
1,26 |
|
|
19,5 |
0,219 |
0,0153 |
0,2037 |
1,628 |
1,22 |
|
|
24,3 |
0,203 |
0,0154 |
0,1876 |
1,628 |
1,13 |
|
|
29,2 |
0,178 |
0,0156 |
0,1624 |
1,628 |
0,98 |
|
|
u kIII (III) |
8,7 |
0,114 |
0,0151 |
0,0989 |
1,2305 |
0,79 |
|
17,4 |
0,122 |
0,0152 |
0,1068 |
1,2305 |
0,85 |
|
|
26,1 |
0,124 |
0,0155 |
0,1085 |
1,2305 |
0,86 |
|
|
34,8 |
0,120 |
0,0159 |
0,1041 |
1,2305 |
0,83 |
|
|
43,5 |
0,110 |
0,0164 |
0,0936 |
1,2305 |
0,75 |
|
|
52,2 |
0,100 |
0,0170 |
0,083 |
1,2305 |
0,66 |
|
|
u kIV (IV) |
16,5 |
0,058 |
0,0152 |
0,0428 |
1,1 |
0,38 |
|
33 |
0,061 |
0,0158 |
0,0452 |
1,1 |
0,40 |
|
|
49,5 |
0,060 |
0,0168 |
0,0432 |
1,1 |
0,38 |
|
|
66 |
0,054 |
0,0182 |
0,0358 |
1,1 |
0,32 |
|
|
85 |
0,043 |
0,0204 |
0,0226 |
1,1 |
0,20 |
|
|
99 |
0,030 |
0,0223 |
0,0077 |
1,1 |
0,07 |
SHAPE \ * MERGEFORMAT
|
j, м / с 2 |
|
j I |
|
j II |
|
j III |
|
j IV |
|
V, км / год |
1.8 Розрахунок часу і шляху розгону автомобіля Час і шлях розгону автомобіля до максимальної швидкості є найпоширенішими та наочними характеристиками динамічність автомобіля. Їх визначення виробляють графоаналітичним способом з використанням графіка прискорень автомобіля. При проведенні розрахунків вважаємо, що розгін автомобіля на кожній передачі провадиться до досягнення двигуном максимальних оборотів. Криві прискорень автомобіля, починаючи з першої передачі, розбиваємо на 3 ... 4 інтервалу швидкостей. Для кожного інтервалу швидкостей визначаємо середнє прискорення і зміна швидкості в межах інтервалу. Час розгону автомобіля в даному інтервалі швидкостей визначається за формулою 24 де - Зміна швидкості автомобіля в інтервалі швидкостей для якого визначається час розгону, км / год; - Середнє прискорення в даному інтервалі швидкостей, м / с 2; При визначенні часу розгону автомобіля враховується і час на перемикання передач, що визначається за рекомендаціями таблиці-10. Таблиця 10 - Час перемикання передач
|
Тип коробки передач |
Час перемикання передач, з |
|
|
Карбюраторні двигуни |
Дизельні двигуни |
|
|
Без синхронізатора |
1,3 - 1,5 |
1 - 5 |
|
З синхронізаторами |
0,3 - 0,5 |
1 - 1,5 |
Вибираю час перемикання передачі - 0,5 с. Падіння швидкості автомобіля за час перемикання передач визначається за формулою-25 де - Коефіцієнт обліку обертових мас при русі автомобіля накатом; приймається = 1,05 так як при накаті = 0 (див. п. 5.2.7); - Час перемикання передачі, с; див. табл. 10; Ψ - коефіцієнт опору дороги, відповідний швидкості руху автомобіля при якій відбувається перемикання передачі; Шлях розгону автомобіля визначається для тих же інтервалів зміни швидкості автомобіля за формулою 26 де - Середня швидкість руху в кожному інтервалі швидкостей, км / год; Шлях, прохідний автомобілем за час перемикання передач (рух накатом), визначається за формулою-27 Використовуючи всю вищенаведену інформацію, визначаємо час і шлях розгону автомобіля на горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям до максимальної швидкості . Всі розрахункипо даному підрозділу зводимо в таблицю-10. Таблиця 10 - Розрахунок часу і шляху розгону проектованого автомобіля до максимальної швидкості
|
Номер передачі КПП |
Інтервал V i, км / год |
Інтервал j i, м / с 2 |
ΔV i, км / год |
j ср i, м / с 2 |
Δt i, з |
ΣΔt i, c |
V ср i, км / год |
ΔS i, м |
ΣΔS i, м |
|
I |
2,6-5,2 |
1,17-1,26 |
2,6 |
1,22 |
0,592 |
0,592 |
3,9 |
0,641 |
0,641 |
|
5,2-7,8 |
1,26-1,29 |
2,6 |
1,28 |
0,564 |
1,156 |
6,5 |
1,018 |
1,659 |
|
|
7,8-10,3 |
1,29-1,26 |
2,5 |
1,28 |
0,543 |
1,699 |
9,05 |
1,365 |
3,024 |
|
|
10,3-13 |
1,26-1,17 |
2,7 |
1,22 |
0,615 |
2,314 |
11,65 |
1,990 |
5,014 |
|
|
13-15,5 |
1,17-1,02 |
2,5 |
1,10 |
0,631 |
2,945 |
14,25 |
2,498 |
7,512 |
|
|
Накат |
- |
- |
0,255 |
- |
0,5 |
3,445 |
- |
2,135 |
9,647 |
|
II |
15,2-19,5 |
1,02-1,22 |
4,3 |
1,12 |
1,066 |
4,511 |
17,35 |
5,138 |
14,785 |
|
19,5-24,3 |
1,22-1,13 |
4,8 |
1,18 |
1,130 |
5,641 |
21,9 |
6,874 |
21,659 |
|
|
24,3-29,2 |
1,13-0,98 |
4,9 |
1,06 |
1,284 |
6,925 |
26,75 |
9,541 |
31,2 |
|
|
Накат |
- |
- |
0,262 |
- |
0,5 |
7,425 |
- |
4,037 |
35,237 |
|
III |
28,9-34,8 |
0,98-0,83 |
5,9 |
0,91 |
1,801 |
9,226 |
31,85 |
15,934 |
51,171 |
|
34,8-43,5 |
0,83-0,75 |
8,7 |
0,79 |
3,059 |
12,285 |
39,15 |
33,267 |
84,438 |
|
|
43,5-52,2 |
0,75-0,66 |
8,7 |
0,71 |
3,404 |
15,689 |
47,85 |
45,245 |
129,683 |
|
|
Накат |
- |
- |
0,286 |
- |
0,5 |
16,189 |
- |
7,230 |
136,913 |
|
IV |
51,91-66 |
0,52-0,32 |
14,09 |
0,42 |
9,32 |
25,51 |
59 |
152,74 |
289,65 |
|
66-85 |
0,32-0,20 |
19 |
0,26 |
20,30 |
45,81 |
75,5 |
425,74 |
715,39 |
|
|
85-99 |
0,20-0,07 |
14 |
0,135 |
28,81 |
74,62 |
92 |
736,3 |
1451,69 |
За результатами розрахунків будуємо графіки зміни часу і шляху розгону автомобіля до максимальної швидкості. Ці графіки допускається будувати в одних координатних осях у відповідних масштабах.Переломи графіків в точках, відповідних моментів перемикання передач слід показувати умовно, так як в масштабах побудови графіків, ці падіння швидкості руху автомобіля практично невловимі. Приклад графіків часу і шляху розгону автомобіля до максимальної швидкості побудований в одних координатних осях наведено на малюнку-7. SHAPE \ * MERGEFORMAT
|
ΣΔt |
|
ΣΔS |
|
V, км / год |
|
Δt, c |
|
ΔS, м |
1.9 Розрахунок паливної економічності автомобіля Паливно-економічні якості знову проектованих автомобілів при русі з постійною швидкістю оцінюються паливно-економічною характеристикою. Ця характеристика являє собою графік залежності колійного витрати палива від швидкості руху для різних дорожніх умов. Подорожній витрати палива визначаються за формулою-28 , Л/100 км (28) де - Питома ефективна витрата палива, г / кВт год; - Потужність двигуна, необхідна для рівномірного руху по дорозі з коефіцієнтом опору Ψ із заданою швидкістю, кВт; - Щільність використовуваного палива, кг / л; для бензину = 0,74 кг / л; Питома ефективна витрата палива залежить від частоти обертання коленвала двигуна і ступеня використання потужності двигуна (ступеня відкриття дросельної заслінки карбюратора. Це положення враховують коефіцієнти формули-29, що зв'язує питома витрата палива при заданому режимі руху і питома витрата палива при максимальній потужності двигуна. (29) де - Питома витрата палива при максимальній потужності двигуна; для карбюраторних двигунів = 353,6 г / кВт год; - Коефіцієнт, що враховує зміну питомої витрати пального залежно від частоти обертання коленвала двигуна; є функцією від ставлення поточної і номінальною частот обертання коленвала; де - Частота обертання коленвала двигуна при заданих умовах руху, об / хв; - Частота обертання коленвала двигуна при максимальній потужності; об / хв; - Коефіцієнт, що враховує зміну питомої витрати палива в залежності від ступеня використання потужності двигуна при заданих дорожніх умовах; є функцією від ставлення поточної потужності і максимальної для даної швидкості руху; де - Потужність двигуна при заданій швидкості руху автомобіля, необхідна для подолання опорів дороги і опору повітря; визначається за формулою-30 - Максимальна потужність двигуна для заданої швидкості руху (при 100% відкритті дросельної заслінки або повністю висунутої рейці паливного насоса високого тиску). Значення береться з графіка потужностного балансу автомобіля для заданої швидкості руху. У курсовому проекті побудова паливно-економічної характеристики автомобіля проводиться для умов його руху на вищій передачі по горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям. У зв'язку з цим, для підстановки в формулу 30 і для визначення слід брати 5 ... 6 швидкостей руху автомобіля на вищій передачі, а відповідні цим швидкостям частоти обертання коленвала двигуна порівнювати з номінальною частотою для визначення коефіцієнта . Значення коефіцієнтів і в залежності від відносин і вибираємо за спеціальними графіками або за рекомендаціями таблиць 12 і 13. Таблиця 12 - Значення коефіцієнта
|
Для всіх типів двигунів |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
|
|
1,13 |
1,0 |
0,96 |
0,97 |
1,0 |
1,15 |
Таблиця 13 - Значення коефіцієнта
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
Тип двигуна |
|
|
2,0 |
1,34 |
1,0 |
0,98 |
1,0 |
Карбюраторний |
Значення коефіцієнтів і для проміжних значень відносин і слід визначати методом інтерполяції. Розрахунок і побудова паливно-економічної характеристики автомобіля слід проводити для двох умов руху автомобіля, характеризуються такими значеннями коефіцієнтів опору дороги: 0,015 і Розрахунки паливно-економічної характеристики автомобіля представляємо в формі таблиці-14. За результатами розрахунку будуємо паливно-економічну характеристику автомобіля. Форма кривих паливно-економічної характеристики автомобіля показана на рисунку 8. Таблиця 14 - Розрахунок паливно-економічної характеристики проектованого автомобіля
|
Параметри |
Коефіцієнт опору дороги Ψ 1 |
|||||
|
n e, об / хв |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
|
n e / n N |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
1 |
|
K n |
1,13 |
1,07 |
0,98 |
0,965 |
0,97 |
1 |
|
V, км / год |
16,5 |
33 |
49,5 |
66 |
85 |
99 |
|
N e, кВт |
5,906 |
13,211 |
23,312 |
37,611 |
61,093 |
84,391 |
|
N (100), кВт |
22,69 |
48,89 |
75 |
97,81 |
113,8 |
120 |
|
N e / N (100) |
0,260 |
0,270 |
0,311 |
0,385 |
0,537 |
0,703 |
|
K N |
1,84 |
1,84 |
1,67 |
1,34 |
1,17 |
0,99 |
|
g e, г / кВт год |
735,21 |
696,17 |
578,70 |
457,24 |
401,30 |
350,06 |
|
g п, л/100 км |
35,56 |
37,66 |
36,83 |
35,21 |
38,98 |
40,32 |
|
Параметри |
Коефіцієнт опору дороги Ψ 2 |
|||||
|
n e, об / хв |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
|
n e / n N |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
1 |
|
K n |
1,13 |
1,07 |
0,98 |
0,965 |
0,97 |
1 |
|
V, км / год |
16,5 |
33 |
49,5 |
66 |
85 |
99 |
|
N e, кВт |
11,579 |
24,556 |
40,330 |
60,302 |
90,317 |
118,427 |
|
N (100), кВт |
22,69 |
48,89 |
75 |
97,81 |
113,8 |
120 |
|
N e / N (100) |
0,510 |
0,502 |
0,538 |
0,617 |
0,794 |
0,987 |
|
K N |
1,17 |
1,17 |
1,09 |
1,0 |
0,98 |
1,0 |
|
g e, г / кВт год |
467,50 |
442,67 |
377,72 |
341,22 |
336,13 |
353,6 |
|
g п, л/100 км |
44,33 |
44,51 |
41,59 |
42,13 |
48,26 |
57,16 |