Транспортные и погрузочно-разгрузочные средства. Часть 2

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет экономики и управления на автомобильном транспорте Кафедра автомобильного транспорта Курсовой проект по дисциплине «Транспортные и погрузочно-разгрузочные средства. Часть 2» Студент: Специальность: 2401, курс:

4 Шифр: 16-0040, ЗФО г. Санкт-Петербург 2005 г. Оглавление Введение 3 Исходные данные 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля 1. Расчет скоростной характеристики двигателя -"- 2. Расчет скоростей автомобиля на каждой передаче -"- 3. Расчет тяговой силы и сил сопротивления движению на каждой передаче 8 1.4.

Расчет тяговой мощности и мощности сопротивления 2. Расчет динамических свойств автомобиля 3. Расчет топливной экономичности 4. Выводы 18 Литература 19 Введение Качество автомобиля это совокупность свойств, обусловливающих его пригод¬ность удовлетворять определенные потреб¬ности в соответствии с его назначе¬нием. Под свойством понимают категорию, выражающую некую сторону предмета,

Которая обусловливает его различие или общность с другими предметами и обнаруживается в его отношении к ним. Свой¬ства вещей внутренне присущи им, су¬ществуют объективно независимо от чело¬веческого сознания. Эксплуатационные свойства — группа свойств, определяющих степень приспособ¬ленности автомобиля к эксплуатации в качестве специфического (наземного колес¬ного, безрельсового) транспортного сред¬ства. Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие груп¬повые свойства, обеспечивающие

движе¬ние: тягово-скоростные и тормозные свой¬ства, топливную экономичность, управля¬емость, устойчивость, маневренность, плавкость хода и проходимость. Тягово-скоростными свойствами назы¬вают совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона авто¬мобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях. Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим

коле¬сам подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движе¬нию. Выполняя транспортную работу, води¬тель выбирает скорость движения, исходя из эксплуатационных условий. Этот выбор ограничен диапазоном скоростей от макси¬мальной, определяемой максимальной мощностью двигателя или сцеплением ве¬дущих колес с дорогой, до минимальной по условиям устойчивой работы двигате¬ля. Чем тяжелее дорожные условия, тем более узок этот диапазон и меньше возможные ускорения.

В некоторых усло¬виях диапазон снижается до единственно возможного значения скорости — такие дорожные условия являются предельными. В более тяжелых дорожных условиях дви¬жение невозможно. Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих рас¬ходы топлива при выполнении автомо¬билем транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Топливная экономичность автомобиля в значительной степени определяется та¬кими показателями двигателя,

как часовой расход топлива GT, кг/ч — масса топлива, расходуемого в один час, и удель¬ный расход топлива gе, г/(кВт•ч) — мас¬са топлива, расходуемого в один час на единицу мощности двигателя. Основным измерителем топливной экономичности автомобиля в нашей стране и большинстве европейских стран является расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути (путевой расход) Qs, л. Для оценки эффективности использова¬ния топлива при выполнении транспорт¬ной работы используют

расход топлива на единицу транспортной работы (100 т•км) Qw л — отношение фактического расхода топлива к выполненной транспортной работе. Задание на курсовой проект Рассчитать показатели тягово-скоростных, топливно-экономических и тормозных свойств автомобиля и выполнить анализ влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на перечисленные свойства автомобиля. Исходные данные: 1. Модель автомобиля -

ЗИЛ-130-2. Собственная масса, кг - mc=3. Номинальная грузоподъемность, кг - qн=4. Габаритная высота автомобиля, м - Н=2,5. Колея колес, м - В=1,8 6. Тип двигателя - карбюраторный 7. Максимальная мощность двигателя, кВт - Nemax=110,8. Максимальная частота вращения коленчатого вала - nN=3200 об/мин 9. Передаточные числа коробки передач – iКППi=7,44; 4,10; 2,29; 1,47; 1,00 10.

Передаточное число главной передачи - io=6,11. Размеры шин, мм - Вш=260; До=12. Коэффициент сопротивления качению - fo=13. Коэффициент сцепления - 0,83 14. КПД трансмиссии автомобиля - ηтр = 0,15. Коэффициент радиальной деформации шин - λш = 0,1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля Расчет скоростной характеристики двигателя

Воспользуемся империческими формулами Лейдермана для определения мощности и крутящего момента: - эффективная мощность Nex=Ne(nx/n) [1+(nx/n)-(nx/n)²], кВТ, - эффективный крутящий момент Mex=(3*10 * Nex)/(π*nx), Н•м. Таблица 1 n (об/мин) Ne (кВт) Me (Н•м) 800 32,7 390,5 1400 60,7 414,2 2000 85,5 408,4 2600 102,7 377,4 3200 110,3 329,3 Расчет скоростей автомобиля на каждой передаче скорость автомобиля на каждой передаче

Vai=0,105((n*rк)/iтрi, м/с, где rк – радиус качения; rк = 0,5До+Вш(1-λш)=0,5*508+260(1-0, 15)=475 мм=0,5 м, где λш = 0,1…0,16 - коэффициент радиальной деформации шины; iтр - передаточное число трансмиссии автомобиля при включенной i-ой передаче в коробке передач; iтрi = iКППi * io, где iКППi , io – передаточные числа коробки передач при включенной i-ой передаче и главной передачи. Таблица 2 n (об/мин) Ne (кВт) Va (м/с) i1=7,44 i2=4,10 i3=2,29 i4=1,47 i5=1,00 800 32,7 0,9 1,6 2,9 4,5 6,7 1400 60,7 1,6 2,8 5,1 7,9 11,6 2000 85,5 2,2 4,1 7,3 11,3 16,6 2600 102,7 2,9 5,3 9,4 14,7 21,6 3200 110,3 3,5 6,5 11,6 18,1 26,6

Расчет тяговой силы и сил сопротивления движению на каждой передаче Тяговый или силовой баланс PТi=(Me*iтрi*ηтр)/ rк, Н, где ηтр = 0,80…0,90 – КПД трансмиссии автомобиля; Определяем силу сопротивления качению Pfi = Ga*fi, Н, где Ga=ma*q – вес (сила тяжести) автомобиля, Н; ma – масса автомобиля, кг; q=9,81 м/с²

- ускорение свободного падения; fi = fo(1+AVаi²) – коэффициент сопротивления качению на каждой передаче, где fo-табличное значение коэффициента сопротивления качению; A=7*10 с²/м² - постоянный коэффициент. Масса автомобиля определяется из выражения ma=mc+qн*γr, где mc – собственная масса автомобиля, кг; qн – номинальная грузоподъемность, кг; γr = 1 – коэффициент использования грузоподъемности.

ma=4300+6000*1=10300 кг; Ga=10300*9,81=101043 Н; Определяем силу сопротивления воздуха на каждой передаче PВi=k*F*Vi², Н, где k=0,6 Н•с²/м – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости); F – площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси автомобиля (лобовая площадь) F=В*Н=1,3*2,4=3,12 м² Vi – скорость автомобиля. Таблица 3 n (об/мин) Va (м/с) PТi (Н) Pfi (Н) PВi (Н)

При i1=7,44 800 0,9 31214,2 1314,3 1,52 1400 1,6 33108,7 1315,9 4,80 2000 2,2 32645,1 1318,0 9,06 2600 2,9 30167,1 1321,3 15,74 3200 3,5 26322,3 1324,8 22,93 При i2=4,10 800 1,6 17200,4 1315,9 4,79 1400 2,8 18244,3 1320,8 14,68 2000 4,1 17988,8 1329,0 31,47 2600 5,3 16623,3 1339,4 52,58 3200 6,5 14504,7 1352,4 79,09 При i3=2,29 800 2,9 9605,9 1321,3 15,74 1400 5,1 10188,9 1337,5 48,69 2000 7,3 10046,2 1362,6 99,76 2600 9,4 9283,7 1394,8 165,41 3200 11,6 8100,5 1437,3 251,90 При i4=1,47 800 4,5 6167,2 1332,2 37,91 1400 7,9 6541,5 1370,9 116,83 2000 11,3 6449,9 1431,0 239,04 2600 14,7 5960,3 1512,3 404,52 3200 18,1 5200,6 1614,8 613,29 При i5=1,00 800 6,7 4195,5 1354,8 84,03 1400 11,6 4450,2 1437,3 251,90 2000 16,6 4387,9 1566,9 515,85 2600 21,6 4054,8 1742,6 873,40 3200 26,6 3537,9 1964,2 1324,55

Расчет тяговой мощности и мощностного сопротивления Тяговая мощность на ведущих колесах NTi=Nei*ηтр, кВт. Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению Nfi=(Pfi*Vai)/1000, кВт. Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха NBi=(PBi*Vai)/1000, кВт. Таблица 4 n (об/мин) Va (м/с)

NТi (кВт) Nfi (кВт) NВi (кВт) При i1=7,44 800 0,9 27,8 1,2 0,001 1400 1,6 51,6 2,1 0,008 2000 2,2 72,7 2,9 0,020 2600 2,9 87,3 3,8 0,046 3200 3,5 93,8 4,6 0,080 При i2=4,10 800 1,6 27,8 2,1 0,008 1400 2,8 51,6 3,7 0,041 2000 4,1 72,7 5,4 0,129 2600 5,3 87,3 7,1 0,279 3200 6,5 93,8 8,8 0,514 При i3=2,29 800 2,9 27,8 3,8 0,046 1400 5,1 51,6 6,8 0,248 2000 7,3 72,7 9,9 0,728 2600 9,4 87,3 13,1 1,555 3200 11,6 93,8 16,7 2,922 При i4=1,47 800 4,5 27,8 6,0 0,171 1400 7,9 51,6 10,8 0,923 2000 11,3 72,7 16,2 2,701 2600 14,7 87,3 22,2 5,946 3200 18,1 93,8 29,2 11,100 При i5=1,00 800 6,7 27,8 9,1 0,563 1400 11,6 51,6 16,7 2,922 2000 16,6 72,7 26,0 8,563 2600 21,6 87,3 37,6 18,865 3200 26,6 93,8 59,0 42,067

Средняя скорость движения автомобиля на маршруте Vcp=kv*Vmax=0,6*25,4=15,24 м/с, где kv =0,6…0,8=0,6 – коэффициент, зависящий от конкретных условий движения и типа автомобиля. 2. Расчет динамических свойств автомобиля Рассчитаем динамический фактор на каждой передаче Di=(PTi-PBi)/Ga Определим ускорение автомобиля на каждой передаче Ji=((Di-fi)/δвр)*q, м/с², где δвр=1,04+0,04*iki² - коэффициент учета

вращающихся масс. Таблица 5 n (об/мин) Va (м/с) Di Ji м/с² При i1=7,44 800 0,9 0,30 0,87 1400 1,6 0,32 0,93 2000 2,2 0,32 0,93 2600 2,9 0,30 0,87 3200 3,5 0,26 0,75 При i2=4,10 800 1,6 0,17 0,92 1400 2,8 0,18 0,97 2000 4,1 0,18 0,97 2600 5,3 0,16 0,86 3200 6,5 0,14 0,75 При i3=2,29 800 2,9 0,09 0,63 1400 5,1 0,10 0,71 2000 7,3 0,10 0,71 2600 9,4 0,09 0,63 3200 11,6 0,08 0,55 При i4=1,47 800 4,5 0,06 0,43 1400 7,9 0,06 0,43 2000 11,3 0,06 0,43 2600 14,7 0,05 0,35 3200 18,1 0,05 0,35

При i5=1,00 800 6,7 0,04 0,27 1400 11,6 0,04 0,27 2000 16,6 0,04 0,27 2600 21,6 0,03 0,18 3200 26,6 0,02 0,09 3. Расчет топливной экономичности Определим расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути (путевой расход) Qз=(qe(Nf+NB))/(36*Vcp*ρT*& #951;TP), л/100 км, Qз=(280(1,2+0,001))/(36*15,24*0,8*0,85)= 0,91 л/100 км, где qe=280…340=280 г/кВт•ч – удельный расход топлива двигателя; Nf+NB – суммарная мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления движению автомобиля

при скорости Vcp, кВт; ρT = 0,8 кг/л – плотность топлива. Определим расход топлива при выполнении транспортной работы Qω=(qe(Nf+NB))/(10ω*&a mp;#961;T*ηTP), л/100 км, Qω=(280(1,2+0,001))/(10*329,184 *0,8*0,85)=0,15 т•км/ч, где ω – удельная транспортная работа, выполненная автомобилем на маршруте, т•км/ч ω=0,0036*qн*γг*Vcp=0,0 036*6000*1,0*15,24=329,184

т•км/ч. Таблица 6 n (об/мин) Va (м/с) Qз л/100 км Qω л/100 км При i1=7,44 800 0,9 0,90 0,15 1400 1,6 1,58 0,26 2000 2,2 2,18 0,37 2600 2,9 2,88 0,48 3200 3,5 3,51 0,59 При i2=4,10 800 1,6 1,58 0,26 1400 2,8 2,81 0,47 2000 4,1 4,15 0,69 2600 5,3 5,54 0,92 3200 6,5 6,99 0,92 При i3=2,29 800 2,9 2,89 0,48 1400 5,1 5,29 0,88 2000 7,3 7,98 1,33 2600 9,4 11,0 1,83 3200 11,6 14,73 2,45 При i4=1,47 800 4,5 4,63 0,77 1400 7,9 8,80 1,47 2000 11,3 14,19 2,36 2600 14,7 21,12 3,52 3200 18,1 30,24 5,04

При i5=1,00 800 6,7 7,25 1,21 1400 11,6 14,76 2,45 2000 16,6 25,94 4,32 2600 21,6 42,38 7,06 3200 26,6 75,85 12,64 Выводы В результате расчета эксплуатационных свойств автомобиля ЗИЛ-130-76 с собственной массой – 4300 кг, номинальной грузоподъемностью – 6000 кг получили следующие расчеты: 1. Произвели расчет тягово-скоростных свойств автомобиля, а именно: определили эффективную мощность двигателя и эффективный крутящий момент; рассчитали скорость автомобиля на каждой передаче;

рассчитали тяговую силу и силу сопротивления воздуха на каждой передаче; рассчитали тяговую мощность на ведущих колесах, мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления качению и мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха, определили среднюю и максимальную скорости движения автомобиля на маршруте Vcp=15,24 м/с, Vmax = 25.4 м/с. Дальнейшее повышение скорости невозможно из-за сопротивления качению воздуха. 2. Определили динамический фактор на каждой передаче, ускорение на каждой передаче.

По полученной динамической характеристике Dmax можно судить о тягово-скоростных свойствах автомобиля: • максимальный динамический фактор Dmax на низшей передаче определяет максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем; • скорость движения Vmax, соответствующее ей Dmax,определяет диапазон устойчивого движения автомобиля на высшей передаче при работе двигателя при полной подаче топлива. 3. Рассчитали топливную экономичность, в результате чего определили расход топлива

в литрах на 100 км пройденного пути (путевой расход) Qз=0,91 л/100 км, расход топлива при выполнении транспортной работы Qω=0,15 т•км/ч. Литература 1. Литвинов А.С Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория Эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».–М.;

Машиностроение, 1989 240 с.