Тяговый расчет грузового автомобиля марки ЗИЛ-ММЗ-4505

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА и СТРОИТЕЛЬСТВА

Факультет: Механизации и Автоматизации Кафедра: Строительных Машин, Эксплуатации и Ремонта Оборудования

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Дисциплина: Двигатели внутреннего сгорания и автотракторное оборудование для дорожно-строительных работ Тяговый расчёт грузового автомобиля марки ЗИЛ — ММЗ — 4505

Москва 2012 г

Задание

1. Определить установившуюся скорость Vуст движения автомобиля с полной нагрузкой в заданных дорожных условиях. Определить возможные скорости движения автомобиля при различной величине загрузки в тех же дорожных условиях.

2. Найти ускорение, время и путь разгона автомобиля до установившейся скорости при 100% - ной загрузки.

3. Рассчитать замедление при торможении и тормозной путь автомобиля при всех видах загрузки.

Исходные данные:

Марка автомобиля — ЗИЛ - ММЗ - 4505

Покрытие дороги — Щебёночное

Коэффициент сопротивления качению — f=0, 035

Коэффициент сцепления с дорогой — ц=0, 65

Угол подъёма — iпод=0, 053

Загрузка автомобиля в % от его грузоподъёмности — Gгр=50, 0

Аэродинамический коэффициент сопротивления воздушной среды для грузовых автомобилей — Сх=0, 65

Часть 1. Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Для определения установившейся скорости движения автомобиля необходимо решить уравнение силового баланса, которое соответствует заданным дорожным условиям:

Рк=Р?*Рw=Ga*Ша+Сх*Va

Рк — касательная сила тяги, Ga — вес автомобиля, Н Ша — суммарный коэффициент сопротивления дороги Сх — аэродиамический коэффициент

Fa — лобовая площадь автомобиля, м

Vа — скорость автомобиля, м/с Полный вес (грузового) автомобиля с нагрузкой:

Ga=(mo+75n+muh)*g

Mo — масса автомобиля в снаряжённом состоянии, кг

n — число пассажиров

mгр — грузоподъёмность, кг

g — ускорение свободного падения, м/с

Gа= (4820+(75*3)+6100)*9, 8=10 9221(Н)

Условный радиус качения

rk=0, 0127*d+0, 85*В

d — посадочный диаметр шины, дюйм В — ширина профиля шины, мм

rk= (0, 0127*20)+(9*25, 4*0, 85)=0, 448(м)

Лобовая площадь автомобиля Fa (м)

Fa=Н*В

Н — высота автомобиля по кабине, м В — ширина колеи, м

Fa=2, 525*1, 8=4, 545

Фактор обтекаемости Wa

Wa=Сх*Fa

Fa — лобовая площадь автомобиля, (м) Сх — аэродинамический коэффициент сопротивления воздушной среды

Wa=0, 65*4, 545=2, 95

Коэффициент суммарного сопротивления дороги:

Ша=fаiпод

Ша=0, 035+0, 053=0, 088

Текущее значение значения эффективной мощности двигателя Nе (кВт) при различной угловой скорости щe коленчатого вала

Ne=Nmax*л (a+b*л - л)

Nmax — максимальная мощность двигателя, кВт л= - отношение угловой скорости коленчатого вала двигателя, принятой к расчёту, к угловой скорости коленчатого вала того — же двигателя при максимальной мощности

— угловая скорость коленчатого вала

— 10 — ть значений угловой скорости коленчатого вала, в пропорции от минимального устойчивого вращения коленчатого вала до максимального Для тех же угловых скоростей коленчатого вала определяем крутящий момент Ме (Н*m)

Ме=*10

Полученные данные вносим в таблицу и строим график внешней скоростной характеристики рассчитываемого двигателя

Часть 2. Определение тяговой характеристики автомобиля

автомобиль скорость разгон торможение

Mk=Me*ik*io*iд*зтр

Ik — передаточное число коробки передач

io — передаточное число главной передачи

iд — передаточное число колёсной передачи зтр — механический КПД трансмиссии Механический КПД трансмиссии зависит от числа пар зубчатых колёс, находящихся в зацеплении и определяются по формуле:

зтр =зц* зk

зц — КПД одной из пар цилиндрических шестерн, находящихся в зацеплении (одна пара зц=0, 97)

зк — КПД одной пары конических шестерен (одна пара зк=0, 96)

n, m — количество пар соответствующих шестерен, находящихся в зацеплении.

зтр = 0, 97*0, 96=0, 876

Поступательная скорость Va (м/с)движения автомобиля зависит от угловой скорости ще коленчатого вала двигателя и передаточного числа включенной передачи ik

Va=

ik — передаточное число коробки передач

1=7, 44 2=4, 10 3=2, 29 4=1, 47 5=1, 00

io — передаточное число главной передачи (6, 32)

iд — передаточное число колёсной передачи (1)

Значение касательной силы Рк тяги (в Н) ведущих колёс на всех передачах

Рк ==

Часть 3. Определение тягового (силового баланса)

Если автомобиль движется равномерно на одной из передач, то в этом случае суммарная сила сопротивления разгону равна нулю, а силовой баланс имеет вид:

Рк = Р? + Рw

Суммарная сила сопротивления дороги (Н)

Р? = Ga*?a = 109 221*0, 088=9611 (Н)

Ga — вес автомобиля

?а — коэффициент суммарного сопротивления дороги

Pw = Cx*Fa*Va

Pw — сила сопротивления воздушной среды (Н) Сх — аэродинамический коэффициент сопротивления воздушной среды (0, 65)

Fa — лобовая площадь автомобиля (4, 545 м)

Раздел 4. Определение динамической характеристики с номограммой нагрузки

Загрузка автомобиля в % от его грузоподъёмности — 50, 0

Для того чтобы определить скорость движения автомобиля, загруженного не полностью, следует пользоваться динамической характеристикой с номограммой нагрузки.

Для определения динамического фактора следует воспользоваться значениями сил Рк и Pw (стр. 10 — 11)

Да =

При установившемся движении ускорения ja автомобиля = 0, вэтом случае динамический фактор будет равен коэффициенту суммарного сопротивления Да =Ша На графике откладываются цифровые значения динамического фактора До для негруженного автомобиля, как и на оси ординат Да, но только с помощью отрезка АО

ао = аа* = 0, 05 * = 0, 022

аа — длина отрезка, принятого к расчёту для шкалы Да, (мм)

Go — вес не груженного автомобиля в снаряженном состоянии (Н)

Раздел 5. Расчёт ускорений автомобиля по передачам

Величина ускорения характеризует тяговые качества автомобиля: чем больше ускорение, тем выше скорость, а следовательно, и производительность. При ускорении движении затрачивается энергия на разгон поступательно движущейся массы автомобиля и на разгон его вращающихся масс. Разгон вращающихся масс учитывается коэффициентом учёта вращающихся масс д, который определяется по эмпирической формуле:

д = 1, 05 + 0, 07*ik

д1 = 4, 92 д2 =2, 23 д3 =1, 44 д4 =1, 20 д5 =1, 12

ikпередаточное число коробки передач

ja =g

Раздел 6. Определение времени разгона

Если скорости V1 соответствует значение ускорения j1, а V2 — j2, то можно считать, что автомобиль движется со средним ускорением jср между скоростями V1 и V2. Приращение скорости V за время t1 можно выразить

jср = = откуда t1 =

График времени разгона

Раздел 7. Определение пути разгона

Интегрирование пути по времени разгона автомобиля в интервалах также затруднительно из-за отсутствия аналитической связи между скоростью V и временем разгона t. Условно можно считать, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равномерно со средней скоростью.

Vср1 =0, 5*(V1 + V2)

V1 -средняя скорость автомобиля в первом интервале скоростей

S1 =Vср1 *t1

Sp1 = S1+ S2 + S3… +Sn

S — путь разгона в интервале Средняя скорость

Vср.п = VкI — 4, 65*Шa*tn =2, 991 - 4, 65*0, 12*0, 5=2, 712

Таким образом, путь (путь в метрах), пройденный автомобилем за время переключения передачи:

Sп = (VкI — 4, 65*Шa*tn) * 0, 5=2, 712*0, 5 = 1, 356

Тормозной путь определяют из соотношения

PmSm =

Предельное значение силы по сцеплению колёс с дорогой, величина минимального тормозного пути на горизонтальной дороге

Sm =

К — эксплуатационный коэффициент торможения (К=1, 4)

Список используемой литературы

1) Методические указания — Двигатели Внутреннего Сгорания и Автотракторное Оборудование для дорожно-строительных работ. Егерев Ю. И., Сергеев В. П., Хлебников Г. Д.

2) Интернет ресурсы.

2.1 http://team — rs/images/tarticlesdoc/5/DVS teoriy modelir i raschet processov1. pdf

2.2 http://www.cogeneration.com.ua/htm/part1.htm