Тяговый расчет автобуса

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2013 в 22:12, курсовая работа

Описание работы

Эксплуатационные свойства автобуса характеризуют возможность его эффективного использования в определенных условиях и дают возможность оценить степень соответствия конструкции требованиям эксплуатации.
В данной работе я анализирую тягово-скоростные свойства, которые определяют возможный диапазон скоростей движения, интенсивность и путь разгона в тяговом режиме, предельные дорожные условия, при которых автомобиль способен двигаться с заданными конструктивными параметрами. Чем лучше тягово-скоростные свойства, тем меньшие затраты времени на перевозку.

Работа содержит 1 файл

Тяговый расчет ПАЗ-3205.doc

— 357.00 Кб (Скачать)

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Эксплуатационные свойства автобуса характеризуют возможность его эффективного использования в определенных условиях и дают возможность оценить степень соответствия конструкции требованиям эксплуатации.

В данной работе я анализирую тягово-скоростные свойства,  которые определяют возможный диапазон скоростей движения, интенсивность и путь разгона в тяговом режиме, предельные дорожные условия, при которых автомобиль способен двигаться с заданными конструктивными параметрами. Чем лучше тягово-скоростные свойства, тем меньшие затраты времени на перевозку. Что положительно сказывается на его продуктивности.

В данной работе я буду производить  расчетно-графический анализ для автобуса ПАЗ 3205 , движущегося по дороге с коэффициентом суммарного дорожного сопротивления y = 0,018.  

Для заданной модели в этой работе выполняю необходимые расчеты на основании конкретных технических данных автобуса. Строю графики и по ним анализирую тягово-скоростные свойства.

Произведенные расчеты свожу в  таблицы, текст сопровождаю расчетными зависимостями с расшифровкой параметров.

 

 

    1. Задание для расчетно-графического анализа и выбор исходных данных

 

Издокументации на автобус выбираю для заданной модели автобуса исходные данные для расчета и реальные значения основных параметров автобуса для сравнения их с полученными расчётными.

а) Исходные данные для расчета

Вид автобуса автобус

Полная масса m, кг 7825

Марка и тип двигателя ЗМЗ-672, карб.

 

Максимальная мощность Nemax, кВт 85,6

Частота вращения коленчатого вала двигателя при 

максимальной мощности nN , об/мин 3200

Наличие ограничителя частоты вращения вала двигателя есть

Передаточные числа:

- коробки передач Uk1 6,55

  Uk2  3,09

  Uk3  1,71

  Uk4 1,00

- раздаточной коробки Ukр1 1,00

Ukр2  1,963

- главной передачи U0 6,83

Шины 240-508 (8,25-20)

Статический радиус колеса rст., м 0,453

Габаритные размеры:

- ширина ВГ, м 2,44

- высота НГ, м 2,952

КПД трансмиссии h 0,85

Коэффициент сопротивления воздуха К, Н×с24 0,4

б) Реальные значения основных параметров автобуса для сравнения их с полученными расчетными

Максимальный крутящий момент двигателя Меmах, Н×м 284,4

Частота вращения вала двигателя при  максимальном крутящем

моменте nм, об/мин 2000

Максимальная скорость Vmax, км/ч 80

 

 

    1.  Построение внешней скоростной характеристики двигателя

 

 

Для построения внешней  скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики (Nemax и nN) воспроизвести всю кривую мощности:

 

, (1)

 

где Ne, кВт – текущее значение мощности двигателя, соответствующее  частоте вращения вала двигателя nN, об/мин;

 Nemax, кВт – максимальная мощность двигателя при частоте вращения nN , об/мин;

 А1, А2, А3 – эмпирические коэффициенты характеризующие тип двигателя внутреннего сгорания.

Значение эмпирических коэффициентов для карбюраторных двигателей принимаю: А1 = 1, А2 = 1, ,А3=1

Для выбора текущего значения n диапазон частоты вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов nmin до nN разбиваю на 8 произвольных участков с постоянным интервалом Dn. Минимальную частоту вращения коленчатого вала nmin принимаем равной 600

 

 об/мин. (2)

 

Определив Ne для принятых значений n, вычисляем соответствующие значения крутящего момента двигателя

 

.Н/м (3)

 

Результаты расчетов по формулам (1), (2), (3) свожу в таблицу 1.2 и строю внешнюю скоростную характеристику двигателя Ne=f(n) и Me=f(n) (рисунок 1.2).

 

Таблица 1.2 – Внешняя скоростная характеристика ДВС

Параметр

Числовое значение

n, об/мин

600

925

1250

1575

1900

2225

2550

2875

3200

A1· n/nN

0,188

0,289

0,391

0,492

0,594

0,695

0,797

0,898

1,000

A2· (n/nN)2

0,035

0,084

0,153

0,242

0,353

0,483

0,635

0,807

1,000

A3· (n/nN)3

0,007

0,024

0,060

0,119

0,209

0,336

0,506

0,725

1,000

A1·(n/nN)+A2·(n/nN)2–A3· (n/nN)3

0,216

0,348

0,484

0,615

0,737

0,843

0,926

0,980

1,000

Ne, кВт

18,495

29,829

41,397

52,661

63,085

72,128

79,254

83,924

85,600

Me, Н·м

294,381

307,961

316,272

319,313

317,083

309,583

296,813

278,773

255,463




 

Рисунок 1.2 – Внешняя скоростная характеристика ДВС 

    1. Построение графиков силового баланса и динамической характеристики

 

 

Для различных передач и скоростей  движения автобуса рассчитываю значения составляющих уравнение силового баланса

 

. (4)

 

Тяговое усилие на ведущих колесах  определяю из выражения, Н

 

, (5)

 

где rд – динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным rст, м.

Вторую составляющую силового баланса – силу суммарного дорожного сопротивления – определяю по формуле, Н

 

, (6)

 

где G = g×m – полный вес автобуса, Н;

 g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

В расчетах не учитываю влияние  скорости движения на коэффициент сопротивления качению, в связи с этим y = const.

Для ПАЗ-3205 G=9,81×7825=76763,25 Н, а при заданном y=0,019, Рy=0,019×76763,25=1458,50175 Н.

Сила сопротивления воздуха, Н

, (7)

 

где F –  лобовая площадь автобуса, м2;

V – скорость автобуса, км/ч.

Лобовую площадь автобуса определяю приближенно по формуле

 

, (8)

 

где a – коэффициент заполнения площади; для своей модели автобуса я принимаю a = 0,85.

 

F = 0,85×2,44×2,952 = 6,122 м2.

 

 Сила сопротивления  разгону, Н

 

, (9)

 

где d – коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс автобуса;

j – ускорение автобуса в поступательном движении, м/с2 .

При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Рk и суммы сопротивлений движению Py+Pw.

График силового баланса и все  последующие строят в функции  скорости автобуса V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью

, (10)

 

где rk – радиус качения колеса, м, равный, при отсутствии проскальзывания, статическому радиусу rст.

Динамический фактор автобуса D определяю для различных передач и скоростей движения по формуле

 

. (11)

 

Переменные по скорости величины Рk, Pw и D рассчитываю по формулам (5), (7), (11) и свожу в таблицу 1.3. По рассчитанным величинам строю график силового баланса автобуса и график динамической характеристики. Постоянные величины в формулах целесообразно для упрощения расчетов привести к общим коэффициентам. Так, для тягового усилия на первой передаче

 

 Н.

 

Аналогично получаем Рk2 = 39,6004305×Ме, Рk3 = 21,9148013×Ме, Рk4 = 12,8156733×Ме.

Для расчета скорости V на первой передаче

 

 км/ч.

 

Аналогично для остальных  передач

V2 = 0,00809×n, V3 = 0,01462 ×n, V4 = 0,025×n.

Для силы сопротивления воздуха

 Н.

 

Для построения графика силового баланса рассчитываю сумму Py+Pw, которая зависит от скорости и не зависит от передаточного числа коробки передач. Поэтому расчет в данной курсовой работе выполнен применительно к скоростям, соответствующим высшей передаче.


 

Таблица 1.3 – Результаты расчётов силового баланса и динамической характеристики автобуса

Параметр

Числовое значение

n, об/мин

600

925

1250

1575

1900

2225

2550

2875

3200

Me, Н· м

294,381

307,961

316,272

319,313

317,083

309,583

296,813

278,773

255,463

1-я передача Uk1=6,55

V, км/час

2,290

3,531

4,772

6,013

7,253

8,494

9,735

10,975

12,216

Pk, Н

24711,092

25851,100

26548,718

26803,943

26616,778

25987,221

24915,273

23400,933

21444,202

Pw, Н

0,991

2,356

4,303

6,831

9,941

13,633

17,907

22,762

28,199

Pk-Pw, Н

24710,101

25848,744

26544,415

26797,112

26606,837

25973,588

24897,366

23378,171

21416,003

D

0,322

0,337

0,346

0,349

0,347

0,338

0,324

0,305

0,279

2-я передача Uk2=3,09

V, км/час

4,855

7,485

10,115

12,745

15,375

18,005

20,635

23,265

25,895

Pk, Н

11657,599

12195,405

12524,510

12644,914

12556,617

12259,620

11753,922

11039,524

10116,425

Pw, Н

4,455

10,587

19,334

30,695

44,669

61,258

80,460

102,277

126,707

Pk-Pw, Н

11653,145

12184,817

12505,176

12614,219

12511,948

12198,362

11673,462

10937,247

9989,718

D

0,152

0,159

0,163

0,164

0,163

0,159

0,152

0,142

0,130

3-я передача Uk3=1,71

V, км/час

8,774

13,526

18,278

23,030

27,783

32,535

37,287

42,040

46,792

Pk, Н

6451,293

6748,913

6931,039

6997,671

6948,808

6784,450

6504,598

6109,251

5598,410

Pw, Н

14,545

34,571

63,131

100,227

145,859

200,026

262,728

333,965

413,738

Pk-Pw, Н

6436,747

6714,342

6867,908

6897,443

6802,949

6584,424

6241,870

5775,286

5184,672

D

0,084

0,087

0,089

0,090

0,089

0,086

0,081

0,075

0,068

4-я передача Uk4=1,00

V, км/час

15,003

23,129

31,256

39,382

47,509

55,635

63,762

71,888

80,015

Pk, Н

3772,686

3946,733

4053,239

4092,205

4063,630

3967,515

3803,858

3572,662

3273,924

Pw, Н

42,532

101,088

184,603

293,075

426,506

584,895

768,242

976,548

1209,812

Pk-Pw, Н

3730,153

3845,645

3868,637

3799,130

3637,124

3382,620

3035,616

2596,114

2064,112

D

0,049

0,050

0,050

0,049

0,047

0,044

0,040

0,034

0,027

Py+Pw, Н

1501,034

1559,590

1643,104

1751,577

1885,008

2043,397

2226,744

2435,050

2668,313

Py, H

1458,502

1458,502

1458,502

1458,502

1458,502

1458,502

1458,502

1458,502

1458,502

y

0,019

0,019

0,019

0,019

0,019

0,019

0,019

0,019

0,019


 

Рисунок 1.3 – Силовой баланс автобуса 

Рисунок 1.4 – Динамическая характеристика автобуса 

    1. ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗГОНА АВТОБУСА

 

 

Показатели разгона автобуса представляют собой графики ускорений, времени и пути разгона в функции скорости.

Ускорение j для разных передач и скоростей определяю по значениям D из таблицы 1.3, использую формулу

 

, (12)

 

где di=1.04+0.04×U2ki×U2рв – коэффициент влияния вращающихся масс, предварительно рассчитывается для каждой передачи

d1 = 2,756; d2 = 1,422; d3 = 1,157; d4 = 1,080.

Расчетные данные для построения графика  ускорений свожу в таблицу 1.4, где также приводятся значения величин, обратных ускорениям 1/j, которые будут использованы при определении времени разгона автобуса ПАЗ-672.

По данным таблицы 1.4 строю график ускорений и график величин, обратных ускорениям. При максимальной скорости для автобуса ПАЗ-3205 с ограничителем частоты вращения вала двигателя ускорение j=0,072 м/с2, а обратная величина 1/j=13,955 с2/м, построение графика 1/j = f(V) ограничиваю последней точкой, примерно соответствующей Vmax = 80,015 км/ч.

 

Таблица 1.4 – Результаты расчетов ускорений и величин, обратных ускорениям

 

 

Параметры

Числовое значение

n, об/мин

600

925

1250

1575

1900

2225

2550

2875

3200

Me, Н· м

294,381

307,961

316,272

319,313

317,083

309,583

296,813

278,773

255,463

1-я передача Uk1=6,55

V, км/час

2,290

3,531

4,772

6,013

7,253

8,494

9,735

10,975

12,216

D

0,322

0,337

0,346

0,349

0,347

0,338

0,324

0,305

0,279

D -y

0,303

0,318

0,327

0,330

0,328

0,319

0,305

0,286

0,260

j, м/с2

1,078

1,131

1,163

1,175

1,166

1,137

1,087

1,016

0,925

1/j, с2

0,928

0,884

0,860

0,851

0,858

0,880

0,920

0,984

1,081

2-я передача Uk2=3,09

V, км/час

4,855

7,485

10,115

12,745

15,375

18,005

20,635

23,265

25,895

D

0,152

0,159

0,163

0,164

0,163

0,159

0,152

0,142

0,130

D -y

0,133

0,140

0,144

0,145

0,144

0,140

0,133

0,123

0,111

j, м/с2

0,916

0,964

0,993

1,003

0,993

0,965

0,918

0,852

0,767

1/j, с2

1,091

1,037

1,007

0,997

1,007

1,036

1,089

1,174

1,304

3-я передача Uk3=1,71

V, км/час

8,774

13,526

18,278

23,030

27,783

32,535

37,287

42,040

46,792

D

0,084

0,087

0,089

0,090

0,089

0,086

0,081

0,075

0,068

D -y

0,065

0,068

0,070

0,071

0,070

0,067

0,062

0,056

0,049

j, м/с2

0,550

0,581

0,598

0,601

0,590

0,566

0,528

0,477

0,412

1/j, с2

1,819

1,723

1,674

1,665

1,694

1,766

1,893

2,097

2,430

4-я передача Uk4=1,00

V, км/час

15,003

23,129

31,256

39,382

47,509

55,635

63,762

71,888

80,015

D

0,049

0,050

0,050

0,049

0,047

0,044

0,040

0,034

0,027

D -y

0,030

0,031

0,031

0,030

0,028

0,025

0,021

0,015

0,008

j, м/с2

0,269

0,282

0,285

0,277

0,258

0,228

0,187

0,135

0,072

1/j, с2

3,720

3,540

3,506

3,611

3,879

4,392

5,359

7,429

13,955

Информация о работе Тяговый расчет автобуса