Расчет внешних скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания

6.3. Удельный эффективный расход топлива для выбранных значений частоты вращения коленчатого вала двигателя вычислим по формуле:

q_ex = q_{eN *} [1,55 - 1,55 _* n_ex /n_N + (n_ex /n_N )² ] г/кВт_* ч ,

где q _{е N} — максимальный удельный эффективный расход топлива;

n_ex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в минуту;

n_N – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя .

q_{e 1} = 230 _* [1,55 - 1,55 _* 800 / 4000 + (800 /4000)² ] = 294,4 (г/кВт_* ч)

...............................................................................................................

q_ex = 230 _* [1,55 - 1,55 _* 4000 / 4000 + (4000 /4000)² ] = 230 (г/кВт_* ч)

Результаты всех вычислений занесем в таблицу.

ТАБЛИЦА 3 . Результаты внешних скоростных характеристик: мощности, крутящего момента, удельного эффективного расхода топлива.

По данным таблицы строим графики функциональной зависимости мощности двигателя, крутящего момента и удельного эффективного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя на рисунке 9.

Рис.9. Графики внешних скоростных характеристик автомобиля УАЗ-452В.

7. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ.

7.1. С коростную характеристику агрегатов трансмиссии найдём по формуле:

V_ax = 0,105 _* n_{ex *} r_с / U_тр м/с ,

¤ где r_c =0,5_* D_o + В_{ш *} (1 –l _ш ) м ;

r_c – свободный радиус колеса;

D_o – диаметр обода колеса;

В_ш – высота профиля шины в свободном состоянии (данные возьмём из таблицы 2) ;

l _ш – коэффициент радиальой деформации шины , равный 0,1-0,16 для стандартных и широкопрофильных шин и 0,2-0,3 для арочных машин и пневмокатков.

(Все данные и обозначения для расчета этой формулы взяты из §.28 [5] ).

¤¤ Значения r_c при максимальной допустимой нагрузке стандартизированы. Приближённо r_c можно определить по цифрам обозначения шин:

r_c =0,5 _* d + D _* В _* l _cм , мм ;

где d – посадочный диаметр обода, мм;

D = Н / В ( Н и В – высота и ширина профиля шины, мм);

l _cм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

При нагрузке и внутреннем давлении воздуха, указанных в стандартах для шин грузовых автомобилей и автобусов и шин с регулируемым давлением Н/В » 1. Для легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, Н/В » 0,95, если смешанное ( миллиметрово - дюймовое ), Н/В » 0,8....0,85. У радиальных шин легковых автомобилей в обозначение введён индекс, соответствующий отношению Н/В. Для данного автомобиля он равен 0,9 (обозначение шин 215/90R15).

Для шин грузовых автомобилей, автобусов, шин с регулируемым давлением ( кроме широкопрофильных ), диагональных шин легковых автомобилей l _cм = 0,85......0,9, для радиальных шин легковых автомобилей l _cм = 0,8....0,85.

(Все данные и обозначения для расчета этой формулы взяты из §.4 [2] ).

Для расчёта будем пользоваться формулой:

r_c =0,5 _* d + D _* В _* l _cм , мм .

U_тр = U_{кп *} U_{дп *} U_о ,

где U_тр – передаточное число трансмиссии;

U_кп – передаточные числа коробки передач;

U_дп - передаточное число дополнительной передачи;

U_о - передаточное число главной передачи.

r_c =0,5 _* 380 + 215 _* 0,9 _* 0,85 = 354,475 » 354,5 ( мм ) ,

U_тр1-1 = 4,12 _* 1,0 _* 5,125 = 21,115 U_тр1-2 = 4,12 _* 1,94 _* 5,125 = 40,9631

U_тр2-1 = 2,64 _* 1,0 _* 5,125 = 13,53 U_тр2-2 = 2,64 _* 1,94 _* 5,125 = 26,2482

U_тр3-1 = 1,58 _* 1,0 _* 5,125 = 8,0975 U_тр3-2 = 1,58 _* 1,94 _* 5,125 = 15,70915

U_тр4-1 = 1,0 _* 1,0 _* 5,125 = 5,125 U_тр4-2 = 1,0 _* 1,94 _* 5,125 = 9,9425

V_{a 1-1} =0,105_* 800_* 0,383/21,115=1,41 м/с V_{a 1-2} =0,105_* 800_* 0,383/40,9631= 0,72 м/с

.................................................. ............................................................

V_{a 1-1} =0,105_* 4000_* 0,383/21,115= 7,05 м/с V_{a 1-2} =0,105_* 4000_* 0,383/40,9631= 3,63 м/с

...................................................... ...........................................................

V_{a 4-1} =0,105_* 800_* 0,383/5,125=5,8 м/с V_{a 4-2} =0,105_* 800_* 0,383/9,9425=3 м/с

......................................................... .........................................................

V_{a 4-1} =0,105_* 4000_* 0,383/5,125=29 м/с V_{a 4-2} =0,105_* 4000_* 0,383/9,94=15 м/с

7.2. К рутящий момент на ведущих колесах при различных передачах коробки передач рассчитаем по формуле:

М_кх = М_{ех *} U_кп* U_дп* U_{о *} h_тр , Н_* м ,

где М_ех —различные значения крутящего момента на коленчатом валу двигателя;

U_кп - передаточные числа коробки передач;

U_о - передаточное число главной передачи;

U_дп - передаточное число дополнительной передачи;

h_тр — к.п.д. трансмиссии (h_тр = 0,9) - данное значение возьмём из §. 3 [ 2 ] .

М_к1-1 =152,9_* 4,12_* 1,0_* 5,125_* 0,9=2903,5 Нм М_к1-2 =152,9_* 4,12_* 1,94_* 5,125_* 0,9=5636,5 Нм

................................................................... .......................................................................

М_к1-1 = 131,8_* 4,12_* 1,0_* 5,125_* 0,9=2509 Нм М_к1-2 = 131,8_* 4,12_* 1,94_* 5,125_* 0,9=4859 Нм

................................................................... .......................................................................

................................................................... .......................................................................

М_к4-1 =152,9_* 1,0_* 1,0_* 5,125_* 0,9=5636,5 Нм М_к4-2 =152,9_* 1,0_* 1,94_* 5,125_* 0,9=1368 Нм

.................................................................. ......................................................................

М_к4-1 = 131,8_* 1,0_* 1,0_* 5,125_* 0,9=4859 Нм М_к4-2 = 131,8_* 1,0_* 1,94_* 5,125_* 0,9=1179,4 Нм

Результаты вычислений сведём в таблицу 4.

7.3. Крутящий момент на выходе из коробки передач рассчитаем по формуле:

М_{к вых} = М_{ех *} U_агр. , Н_* м ,

где М_ех – крутящий момент на входе в коробку передач,

U_агр —передаточные числа коробки передач.

М_{к вых 1- I} = 152,9 _* 4,12 = 629,9 Н_* м ................................. М_{к вых 1- IV} = 152,9 _* 1,0 = 152,9 Н_* м

........................................................ .......................................................

М_{к вых 5- I} = 131,8 _* 4,12 = 543,02 Н_* м ................................ М_{к вых 5- IV} = 131,8 _* 1,0 = 131,8 Н_* м

ТАБЛИЦА 4 . Результаты расчетов скорости и крутящего момента при различных передачах коробки передач, на ведущих колесах.

По полученным данным вычислений построим графики зависимости крутящего момента на ведущих колёсах от скорости автомобиля на рисунках 10 и 11 .

7.4. Крутящий момент на выходе из коробки передач для главной передачи вычислим по формуле :

М_{к вых гп} = М_{к вых ( I - IV ) *} U_о ,

где М_{к вых (I- IV )} – крутящий момент на выходе из коробки передач для каждой включенной передачи;

U_о - передаточное число главной передачи.

М_{к вых гп} = 152,9 _* 5,125 = 783,6 (Н_* м) , М_{к вых гп} = 152,9 _* 5,125 = 783,6 (Н_* м) ,

М_{к вых гп} = 152,9 _* 5,125 = 783,6 (Н_* м) , М_{к вых гп} = 152,9 _* 5,125 = 783,6 (Н_* м) ,

а при использовании передачи раздаточной коробки :

М_{к вых-1} = 152,9 _* 5,125 _* 1,94= 1520,2 (Н_* м)

7.5. Частоту вращения коленчатого вала двигателя на выходном валу коробки передач вычисляем по формуле:

n_вых = n_вх / U_агр , об/мин,

где n_вх – частота вращения коленчатого вала двигателя на первичном валу коробки передач;

U_агр —передаточные числа коробки передач.

Результаты вычислений занесем в таблицу 5.

Рис.10. График зависимости крутящего момента на ведущих колёсах от скорости автомобиля (без включения демультипликатора).

Рис.11. График зависимости крутящего момента на ведущих колёсах от скорости автомобиля (при включенном демультипликаторе).

ТАБЛИЦА 5 . Результаты вычислений частоты вращения коленчатого вала двигателя на выходном валу коробки передач.

По полученным данным строим график зависимости частоты вращения коленчатого вала двигателя от передаточного числа коробки передач на выходном валу коробки передач на рисунке 12.

7.6. К рутящий момент на выходном валу коробки передач для каждой передачи при полученных значениях крутящего момента двигателя М_ех (из п.5.2.) по формуле:

М_кп = М_{ех *} U_агр , Н_* м,

где М_ех – крутящий момент двигателя при разных значениях числа оборотов коленчатого вала ( данные из таб.3);

U_агр – передаточные числа коробки передач.

М_{кп I -1} = 152,9_* 4,12 = 629,9 Нм.............................................. М_{кп IV - 1} = 152,9 _* 1,0= 152,9 Нм

................................................ ...............................................

М_{кп I -5} = 131,8 _* 4,12=543 Нм... .............................................. М_{кп IV -5} = 131,8 _* 1,0=131,8 Нм

Результаты вычислений занесём в таблицу 6.

ТАБЛИЦА 6 . Результаты вычислений крутящего момента на выходном валу коробки передач.

По полученным результатам строим график изменения крутящего момента на выходном валу коробки передач на рисунке 13.

Рис.12. График зависимости частоты вращения коленчатого вала двигателя от передаточного числа коробки передач на выходном валу коробки передач.

Рис.13. График изменения крутящего момента на выходном валу коробки передач.

8. ВЫВОДЫ

В курсовой работе мы рассмотрели и изучили технические характеристики и функциональный состав трансмиссии автомобиля УАЗ-452В. Описали назначение и устройство основных агрегатов трансмиссии .

На эксплуатационные свойства автомобиля в значительной степени влияет содержание и состав трансмиссии.

По исходным данным автомобиля УАЗ-452В были рассчитаны и построены графики скоростных характеристик агрегатов трансмиссии автобуса.

Анализируя произведённые расчёты, можно сделать вывод, что зависимость частоты вращения коленчатого вала двигателя и тягово-скоростных характеристик автомобиля изменяются не прямо пропорционально. Максимальные характеристики крутящего момента находятся в пределах от 1500 до 2500 оборотов в минуту и при дальнейшем увеличении частоты вращения коленчатого вала снижаются.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Кленников В.М., Ильин Н.М., Буралёв Ю.В. Автомобиль категории “В”. Учебник водителя. М.: Транспорт, 1982;

Литвинов А.С. ,Фаробин Я.Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. М.: Машиностроение, 1989;

Краткий автомобильный справочник. НИИАТ. М.: Транспорт, 1983 ;

Автомобили семейства УАЗ-452. М.: Воениздат, 1985;

Артамонов М.Д., Иларионов В.А., Морин М.А. Теория автомобиля и автомобильного двигателя. М.: Машиностроение, 1968.