Расчет внешних скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания

тормозном диске гайками. На наружных концах пальцев поставлены метки для

регулирования и сделаны головки под ключ. В верхней части колодки опираются

на эксцентрики, под которые поставлены фиксирующие пружины. Зазор между

колодками и барабаном регулируют при помощи эксцентриков 8.К трущимся

поверхностям колодок прикреплены имеющие различный угол охвата накладки

из прессованного асбестового материала. Верхние концы колодок упираются в

поршни разжимного гидроустройства. Экран защищает это устройство от

нагрева от тормозного барабана. От бокового смещения колодки удерживаются

скобами 7 с пластинчатыми пружинами .Тормозной барабан прикреплен к

ступице колеса так, что его можно снимать для доступа к тормозному

механизму, не снимая ступицу.

5.2. УСТРОЙСТВО КОНСТРУКЦИИ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА.

Наибольшее распространение в автомобилях получили механические,

гидравлические и пневматические приводы .Механический привод представляет

собой систему тяг и рычагов ,соединяющих педаль или рычаг с тормозными

механизмами. Гидропривод ,в котором приводное усилие передается тормозной

жидкостью ,состоит из следующих узлов: главного тормозного цилиндра,

создающего давление жидкости в системе и имеющего резервуар,

заполненный тормозной жидкостью ;колесных тормозных цилиндров ,передающих

давление тормозной жидкости на тормозные колодки ;соединительных

трубопроводов и шлангов; педали и гидровакуумного усилителя с фильтром,

соединенного через запорный клапан с впускным трубопроводом двигателя. Вся

система постоянно заполнена тормозной жидкостью. Схема двухконтурной

тормозной системы автомобиля показана на рисунке 8.

[pic]

1 - передний тормозной механизм;2 - впускная труба; 3 - запорный

клапан;4 - лампа сигнализатора;5 - сигнализатор неисправности

гидропривода;6 - главный цилиндр; 7 - наполнительный бачок;8 - воздушный

фильтр;9 - задний тормозной механизм;10 - задний гидровакуумный

усилитель; 11 - передний гидровакуумный усилитель..

Рис.8 Схема гидропривода двухконтурной тормозной системы автомобиля.

Одноконтурные приводы обладают существенным недостатком, в случае

повреждения какого-либо соединения давление снижается во всем приводе,

нарушается работа тормозных механизмов всех колес. Поэтому на

автомобилях выпуска после 1987 года применяется двухконтурный тормозной

привод. Его отличием является то ,что тормозной гидравлический привод

разделен на два контура. Первый контур приводит в действие передние

тормозные механизмы а второй - задние. Управление осуществляется одной

педалью .Снижение давления в одном из контуров не приводит к выходу из

строя второго контура. Нажатие на педаль перемещает поршни переднего и

заднего контуров в главном тормозном цилиндре 6. Перемещение поршней

повышает давление тормозной жидкости в трубопроводах обеих контуров

,которое передается в гидровакуумные усилители 10 и 11 и затем к передним

1 и задним 9 тормозным механизмам. Увеличение давления на педаль тормоза

закрывает клапан в гидровакуумном усилителе через который сообщаются

камеры над диафрагмой и под ней. Так как камера над диафрагмой через

воздушный фильтр 8 сообщается с атмосферой, а камера под диафрагмой через

запорный клапан 3 с впускной камерой двигателя 2,то разрежение под

диафрагмой, под действием атмосферного давления вызывает перемещение

диафрагмы с укрепленным на ней толкателем в результате чего давление

тормозной жидкости передаваемое к тормозным механизмам усиливается. При

отпускании педали давление жидкости на клапан управления уменьшается, в

результате полости в гидровакуумном усилителе сообщаются между собой

,давление выравнивается и диафрагма, под действием пружины возвращается в

исходное положение, толкатель с поршнем освобождает клапан и жидкость,

вытесняемая из тормозных цилиндров под действием стягивающих пружин

,возвращается в главный тормозной цилиндр растормаживая колеса.

Наполнительный бачок 7 ,при необходимости компенсирует потери тормозной

жидкости в обеих контурах и препятствует попаданию в систему воздуха.

6. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ

СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

6.1. Мощность двигателя вычисляется по формуле Лейдермана:

Nex= Ne max * [ A *nex /nN + B * (nex /nN)2 - C * (nex /nN)3],

где А=В=С=1 — коэффициенты для карбюраторного двигателя;

Ne max — максимальная мощность двигателя ( Ne max = 55,2 кВт ) ;

nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала

двигателя в минуту (для точности вычислений разобьём максимальное

значение на интервалы по 800 об/мин ) ;

nN – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя ( nN

=4000 об/мин ) .

Произведём вычисления мощности двигателя при выбранных значениях

частоты вращения коленчатого вала двигателя в минуту.

Ne1= 55,2 * [ 1* 800/4000 + 1* ( 800/4000 )2 - 1* ( 800/4000 )3 ] =

12,8 кВт

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

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

Neх= 55,2 * [ 1* 4000/4000 + 1* ( 4000/4000 )2 - 1* ( 4000/4000 )3 ] =

55,2 кВт

6.2. Крутящий момент двигателя рассчитаем по формуле:

Mex = 9550* Neх/ nex ,

где Neх – значения мощности;

nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала

двигателя в минуту.

Mex = 9550 * 12,8 / 800 = 152,9 Н*м

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

Mex = 9550* 55,2 / 4000 = 131,79 Н*м

6.3. Удельный эффективный расход топлива для выбранных значений

частоты вращения коленчатого вала двигателя вычислим по формуле:

qex = qeN * [1,55 - 1,55 * nex /nN + (nex /nN)2 ] г/кВт*ч ,

где q еN — максимальный удельный эффективный расход топлива;

nex — некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала

двигателя в минуту;

nN – максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя .

qe1 = 230 * [1,55 - 1,55 * 800 / 4000 + (800 /4000)2 ] = 294,4 (г/кВт*ч)

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

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

qex = 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.

|Пара-м|Единицы |n1=800 |n2=1600 |n3=2400 |n4=3200 | |

|N ex | кВт |12,8 |27,4 |41,1 |51,2 |55,2 |

|M ex | Н * м |152,9 |163,5 |163,5 |152,8 |131,8 |

|q ex | г/ кВт *|294,4 |250,7 |225,4 |218,5 |230 |

| |ч | | | | | |

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.

[pic]

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

7. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ.

7.1. Скоростную характеристику агрегатов трансмиссии найдём по

формуле:

Vax = 0,105 * nex * rс / Uтр м/с ,

¤ где rc =0,5* Do + Вш *(1 –? ш) м ;

rc – свободный радиус колеса;

Do – диаметр обода колеса;

Вш – высота профиля шины в свободном состоянии (данные возьмём из таблицы

2) ;

? 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 rc при максимальной допустимой нагрузке стандартизированы.

Приближённо rc можно определить по цифрам обозначения шин:

rc =0,5 * d + ? * В * ? cм , мм ;

где d – посадочный диаметр обода, мм;

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

? 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 ? cм =

0,85......0,9, для радиальных шин легковых автомобилей ? cм = 0,8....0,85.

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

Для расчёта будем пользоваться формулой:

rc =0,5 * d + ? * В * ? cм , мм .

Uтр= Uкп * Uдп * Uо ,

где Uтр – передаточное число трансмиссии;

Uкп – передаточные числа коробки передач;

Uдп - передаточное число дополнительной передачи;

Uо- передаточное число главной передачи.

rc =0,5 * 380 + 215 * 0,9 * 0,85 = 354,475 ? 354,5 ( мм ) ,

Uтр1-1= 4,12 * 1,0 * 5,125 = 21,115 Uтр1-2= 4,12 * 1,94 * 5,125 =

40,9631

Uтр2-1= 2,64 * 1,0 * 5,125 = 13,53 Uтр2-2= 2,64 * 1,94 * 5,125 =

26,2482

Uтр3-1= 1,58 * 1,0 * 5,125 = 8,0975 Uтр3-2= 1,58 * 1,94 * 5,125 =

15,70915

Uтр4-1= 1,0 * 1,0 * 5,125 = 5,125 Uтр4-2= 1,0 * 1,94 * 5,125

= 9,9425

Va1-1=0,105*800*0,383/21,115=1,41 м/с Va1-

2=0,105*800*0,383/40,9631= 0,72 м/с

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

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

Va1-1=0,105*4000*0,383/21,115= 7,05 м/с Va1-

2=0,105*4000*0,383/40,9631= 3,63 м/с

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

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

Va4-1=0,105*800*0,383/5,125=5,8 м/с Va4-

2=0,105*800*0,383/9,9425=3 м/с

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

Va4-1=0,105*4000*0,383/5,125=29 м/с Va4-

2=0,105*4000*0,383/9,94=15 м/с

7.2. Крутящий момент на ведущих колесах при различных передачах

коробки передач рассчитаем по формуле:

Мкх = Мех * Uкп* Uдп* Uо * ?тр , Н*м ,

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

Uкп - передаточные числа коробки передач;

Uо- передаточное число главной передачи;

Uдп - передаточное число дополнительной передачи;

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

Мк1-1=152,9*4,12*1,0*5,125*0,9=2903,5 Нм Мк1-2

=152,9*4,12*1,94*5,125*0,9=5636,5 Нм

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

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

Мк1-1 = 131,8*4,12*1,0*5,125*0,9=2509 Нм Мк1-2 =

131,8*4,12*1,94*5,125*0,9=4859 Нм

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

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

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

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

Мк4-1=152,9*1,0*1,0*5,125*0,9=5636,5 Нм Мк4-

2=152,9*1,0*1,94*5,125*0,9=1368 Нм

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

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

Мк4-1= 131,8*1,0*1,0*5,125*0,9=4859 Нм Мк4-2=

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:

Мк вых = Мех * Uагр. , Н*м ,

где Мех – крутящий момент на входе в коробку передач,

Uагр—передаточные числа коробки передач.

Мк вых1- I = 152,9 * 4,12 = 629,9 Н*м ................................. Мк

вых1- IV = 152,9 * 1,0 = 152,9 Н*м

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

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

Мк вых5- I = 131,8 * 4,12 = 543,02 Н*м ................................ Мк

вых5- 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.

|Параметры|Единицы |n1=800 |n2=1600 |n3=2400 |n4=3200 |nN=4000 |

|V1-1 |м/с |1,41 |2,82 |4,23 |5,64 |7,05 |

|V2-1 |м/с |2,2 |4,4 |6,6 |8,8 |11 |

|V3-1 |м/с |3,68 |7,35 |11 |14,7 |18,39 |

|V4-1 |м/с |5,8 |11,6 |17,4 |23,2 |29 |

|V1-2 |м/с |0,73 |1,45 |2,18 |2,9 |3,63 |

|V2-2 |м/с |1,13 |2,27 |3,4 |4,54 |5,67 |

|V3-2 |м/с |1,9 |3,79 |5,69 |7,58 |9,48 |

|V4-2 |м/с |3 |6 |9 |12 |15 |

|M1-1 |Н*м |2903,5 |3112 |3112 |2901 |2509 |

|M1-2 |Н*м |1861,9 |1991 |1991 |1860 |1605 |

|M1-3 |Н*м |1101 |1177,2 |1177,2 |1099 |948,9 |

|M1-4 |Н*м |705,3 |754 |754 |703,2 |608 |

|M1-2 |Н*м |5636,5 |6027 |6027 |5634 |4859 |

|M2-2 |Н*м |3612 |3863 |3863 |3610 |3114 |

|M3-2 |Н*м |2135,7 |2310 |2310 |2133,5 |1862 |

|M4-2 |Н*м |1368 |1463 |1463 |1366,1 |1179 |

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 :

Мк вых гп = Мк вых (I-IV) * Uо ,

где Мк вых (I-IV) – крутящий момент на выходе из коробки передач для каждой

включенной передачи;

Uо- передаточное число главной передачи.

Мк вых гп = 152,9 * 5,125 = 783,6 (Н*м) , Мк вых гп = 152,9 * 5,125 =

783,6 (Н*м) ,

Мк вых гп = 152,9 * 5,125 = 783,6 (Н*м) , Мк вых гп = 152,9 * 5,125 =

783,6 (Н*м) ,

а при использовании передачи раздаточной коробки :

Мк 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:

nвых = nвх / Uагр , об/мин,

где nвх – частота вращения коленчатого вала двигателя на первичном валу

коробки передач;

Uагр—передаточные числа коробки передач.

Результаты вычислений занесем в таблицу 5.

[pic]

Рис.10. График зависимости крутящего момента на ведущих колёсах от скорости

автомобиля (без включения демультипликатора).

[pic]

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.

|Параметры|Единицы |n1=800 |n2=1600 |n3=2400 |n4=3200 |nN=4000 |

|nвых I |об/мин |194,2 |388,3 |582,5 |776,8 |971 |

|nвых II |об/мин |303 |606 |909,1 |1212,1 |1515,2 |

|nвых III |об/мин |506,3 |1012,6 |1518,9 |2025,3 |2531,6 |

|nвых IV |об/мин |800 |1600 |2400 |3200 |4000 |

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. Крутящий момент на выходном валу коробки передач для каждой

передачи при полученных значениях крутящего момента двигателя Мех (из

п.5.2.) по формуле:

Мкп = Мех * Uагр , Н*м,

где Мех – крутящий момент двигателя при разных значениях числа оборотов

коленчатого вала ( данные из таб.3);

Uагр – передаточные числа коробки передач.

Мкп I-1 = 152,9* 4,12 = 629,9

Нм.............................................. Мкп IV-1 = 152,9 * 1,0=

152,9 Нм

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

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

Мкп I-5 = 131,8 * 4,12=543 Нм...

.............................................. Мкп 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.

|Параметры |Единицы |n1=800 |n2=1600 |n3=2400 |n4=3200 |nN=4000 |

|Мкп I |Н * м |629,9 |673,6 |673,6 |629,5 |543 |

|Мкп II |Н * м |403,7 |431,6 |431,6 |403,4 |347,9 |

|Мкп III |Н * м |241,6 |258,3 |258,3 |241,3 |208,2 |

|Мкп IV |Н * м |152,9 |163,5 |163,5 |152,8 |131,8 |

По полученным результатам строим график изменения крутящего момента на

выходном валу коробки передач на рисунке 13.

[pic]

Рис.12. График зависимости частоты вращения коленчатого вала двигателя от

передаточного числа коробки передач на выходном валу коробки передач.

[pic]

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:

0. Кленников В.М., Ильин Н.М., Буралёв Ю.В. Автомобиль категории “В”.

Учебник водителя. М.: Транспорт, 1982;

0. Литвинов А.С. ,Фаробин Я.Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных

свойств. М.: Машиностроение, 1989;

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

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

0. Артамонов М.Д., Иларионов В.А., Морин М.А. Теория автомобиля и

автомобильного двигателя. М.: Машиностроение, 1968.

-----------------------

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Расчет внешних скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания