ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ КамАЗ 6520



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Брянский государственный технический университет

Кафедра «Автомобильный транспорт»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ

АВТОМОБИЛЯКамАЗ 6520

Документы текстовые

ЭТТК.000.07.ПЗ

Всего 44 листов

Руководитель проекта

      ________ к.т.н. доц.  И.А.Осипов

 «_____»      _____________

                                                            Студент гр.13-ЭТТК

   ____________ Немцов А.А.

«_____»    _______________

БРЯНСК 2016

Содержание

1.Анализ эксплуатационных свойств

1.1 Выбор исходных данных, используемых в работе……………….……2

1.2. Внешняя скоростная характеристика двигателя………………............4

1.3. Определение коэффициента полезного действия трансмиссии на

  отдельных передачах……………………………………..……...…...…….6

1.4. Определение тягово-скоростных свойств автомобиля, динамической,

 мощностной характеристик и зависимости ускорения от скорости …....9

1.4.1. Определение фактора обтекаемости…………………….…..…….....9

1.4.2. Построение тяговой характеристики автомобиля……...…..………10

1.4.3. Построение динамической, характеристики автомобиля…..…..….13

1.4.4. Построение мощностной характеристики……………………....…..15

1.5. Построение разгонной характеристики автомобиля………...……….19

 1.5.1.Определение максимальной скорости движения автомобиля наi-ой  передаче………………………………………………….………...……….19

1.5.2.Построение зависимости ускорения автомобиля от скорости движения на каждой передачи………………………………………………...…20

1.5.3.Расчёт разгонной характеристики автомобиля……………………...23

1.6.Топливная экономичность автомобиля………………………………..31

1.7.Список литературы…………………….………………………………..38

1.1. Выбор исходных данных, используемых в работе

Самосвал МАЗ-457041-220-Среднетоннажный автомобиль-самосвал с трехсторонней разгрузкой предназначен для перевозки различных сыпучих грузов .Конструктивные  параметры  автомобиля,  характеристики  отдельных  агрегатов, узлов и систем и его эксплуатационные свойства представлены в табл.1.

Таблица 1

Параметры технической характеристики автомобиля МАЗ-457041-220

Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

Грузоподъемность

mГ

кг

14400

Снаряженная масса

mСН

кг

12950

Полная масса

На переднюю ось

На заднюю ось

ma

m1

m2

кг

27500

7500

20000

Максимальная скорость автомобиля

Vmax

км/ч

90

Радиус поворота:

- наружный габаритный

RГ

м

9,3

Двигатель

-   марка

-   тип

-   тактность

-   число цилиндров

-   расположение цилиндров

-   диаметр цилиндра/ход поршня

-   рабочий объем

-

-

i

-

D/S

Vh

-

-

-

-

мм/мм

л

740.63-400(ЕВРО-3)

Дизельный,с турбонаддув

4-тактный

8

V-образное

120/130

11,76

-   степень сжатия

-   максимальная мощность

-   частота вращения коленчатого

   вала при максимальной мощно-

   сти

-   максимальный крутящий мо-

   мент

-   частота вращения коленчатого

   вала при максимальном крутя-

   щем моменте

ε

Nemax

nN

Mkmax

nMmax

-

кВт(л.с)

мин-1

H

мин-1

16,8

294 (400)

1900

1766(180)

1300

Продолжение таблицы 1

Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

Трансмиссия

Сцепление

Однодисковое, диафрагменное

Коробка передач

-   общее число передач

-   передаточные числа:

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

6-я передача

7-я передача

8-я передача

9-я передача

                10-я передача

ЗХ

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5-ступенчатая, с делителем десять вперед и две назад

7,82

6,38

4,03

3,29

2,5

2,04

1,53

1,25

1

0,815

7,38

Карданная передача

Два карданных вала

Главная передача

UГП

-

5,11

Колеса и шины

Колеса

Дисковые. Размер обода 8,5-20

Шины

12.00 R20

Подвеска

Тип подвески:

передняя

задняя

Зависимая на двух продольных полуэллиптических рессорах с двумя гидравлическими амортизаторами

Зависимая на двух продольных полуэллиптических рессорах, балансирного типа

Тормоза

Рабочая тормозная система

Пневматического типа.

Тормозные механизмы:

-передний мост

-задний мост

Тормозные механизмы барабанного типа, с внутренними колодками

Окончание таблицы 1

Запасная тормозная система

совмещен со стояночным

Стояночная тормозная система

на тормоза тележки от пружинных энергоаккумуляторов, привод пневматический

         Рулевое управление

Рулевой механизм

Рулевой механизм, рулевая  колонка, рулевое  колесо,  вал нижний,  клапан  рас-хода  и  давления, масля-ный насос (на двигателе), масляный бачок и шланги

Передаточное число

UРМ

-

Насос ГУР

Рулевая колонка

       Электрооборудование

Напряжение бортовой сети

UБС

В

Аккумуляторная батарея

12

Генератор

28

Стартер

Тип электрооборудования

1.2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Для определения тягово-скоростных свойств автомобиля КамАЗ 6520 нужно располагать внешней скоростной характеристикой двигателя740.63-400.

      Внешней  скоростной  характеристикой  двигателя  называется  зависимость мощности Ne и крутящего момента Мк от частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной подаче топлива.

       В  настоящее  время  нет  методов  аналитического  расчета  внешней  характеристики двигателя, дающих хорошее совпадение с результатами стендовых испытаний.

       Для расчета показателей тягово-скоростных свойств, особенно с применением ЭВМ, удобно пользоваться аналитическими зависимостями  и .

       Зависимость  аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

                                                                   (1)

а зависимость  аппроксимируется формулой квадратного трехчлена:

                                                                   (2)

гдеNe – текущее значение мощности двигателя, кВт;

n – текущее значение частот вращения коленчатого вала двигателя, мин-1;

a,bис – коэффициенты, постоянные для данного двигателя;

MK – текущее значение крутящего момента, Нм;

nN  –  частота  вращения  коленчатого  вала  двигателя,  соответствующая максимальной мощности, мин-1;

MkN   –  крутящий   момент   двигателя,   соответствующий   максимальной мощности, Н·м.

Коэффициенты  а,  b  и  с  можно  найти  по  координатам  характерных  точекNemax, nN, Mkmax, nMmax приводимых в технической характеристике двигателя или автомобиля.

Должно выполняться условие:

а + b – с = 1

где                (3)

ЗдесьMЗ – коэффициент запаса крутящего момента, %;

kω– коэффициент приспособляемости по частоте.

                                                                                  (4)

гдеMkmax – максимальный крутящий момент, Н·м;

MКN – момент, соответствующий максимальной мощности, Н·м.

Крутящий момент на режиме максимальной мощностиMKN можноопределить по формуле:

Для определения коэффициента приспособляемости по частотеk используется формула:

                                                                                                  (5)

       гдеnMmax   –  частота  вращения,  соответствующая  максимальному  крутящему моменту, мин-1.

Зависимости (1) - (5) позволяют нам построить внешнюю скоростную характеристику двигателя 740.63-400.

Примемnmin  =1000 мин-1, аnN  = 1900 мин-1.

Результаты   вычисления   коэффициентов аппроксимации   представлены   в табл.2., а параметров внешней скоростной характеристики двигателя740.63-400 табл.3.

Таблица 2

Результаты расчета коэффициентовMkN,MЗ,Kω,a,b,c

MkN

MЗ

Kω

a

b

c

1766

19,5

1,52

0,474

2,193

1,667

Таблица 3

Результаты расчета параметров внешней скоростной характеристики

двигателяММЗ-Д245.30.

№ п/п

n, мин-1

Ne, кВт

Мк, Н·м

1

1000

180,456

1723,258

2

1100

201,645

1750,649

3

1200

221,691

1764,294

4

1300

240,166

1764,294

5

1400

256,640

1750,649

6

1500

270,684

1723,258

7

1600

281,872

1682,421

8

1700

289,722

1627,838

9

1800

293,958

1559,610

10

1900

294,000

1477,737

Внешняя  скоростная  характеристика  двигателя740.63-400приведена на рис.1.

1.3. Определение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии на отдельных передачах.

Для  механических  трансмиссий  КПД  определяется  мощностью  потерь  на трениеNтр и  зависит  от  схемы  трансмиссии,  конструктивных  и  технологических особенностей ее  механизмов,  передаваемой  мощности,  частоты  вращения  коленчатого вала и связанной с ней скорости движения V, характеристик и температуры смазочных  материалов  в  механизмах  трансмиссии,  их  технического  состояния определяется следующим образом:

,

гдеηК, ηКАР, ηГП – КПД соответственно коробки передач, карданной

передачи, главной передачи.

КПД трансмиссии автомобиляТ на различных режимах работы можно определить по зависимости:

                                                                             (6)

гдеk иl - число соответственно цилиндрических и конических или гипоидных зубчатых пар, через которые на данной передаче последовательно передается мощность;

m – число карданных шарниров, через которые последовательно передается мощность.

Для определения коэффициентовk,l иm  входящих в формулу (6) и оценки потерь в трансмиссии используют структурную схему, представленную на рис 2.

Рис. 2. Структурная схема трансмиссии автомобиля КамАЗ 6520:

1-сцепление; 2-коробка переключения передач; 3-главная передача среднего(промежуточного) моста; 4-главная передача заднего моста; 5-ведущее колесо.

Результаты расчета значений КПД трансмиссии на различных передачах приведены в таблице 4.

Рис.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя740.63-400:

1 – зависимость , 2 – зависимость .

Таблица 4

Значения КПД трансмиссии автомобиля на различных передачах

КПП

ГП

Кар. П

η

k

k

l

m

1

2

1

1

5

0,881

2

2

1

1

5

0,881

3

2

1

1

5

0,881

2

2

1

1

5

0,881

5

2

1

1

5

0,881

6

2

1

1

5

0,881

7

2

1

1

5

0,881

8

2

1

1

5

0,881

9

0

1

1

5

0,917

10

2

1

1

5

0,881

1.4.Определение тягово-скоростных свойств автомобиля.

1.4.1. Определение фактора обтекаемости.

В результате движения автомобиля в неподвижной воздушной среде, обтекания  неподвижного  автомобиля  потоком  движущегося  воздуха  (ветра),  движения автомобиля  в  движущемся  воздушном  потоке  могут  возникать  аэродинамические силы. Наибольшее влияние на тягово – скоростные свойства автомобиля оказывает сила лобового сопротивления  РВ  , представляющая собой проекцию полной аэродинамической силы РВ на ось Ох.

Сила лобового сопротивления РВ может быть определена по формуле:

;(7)

гдеcX  - коэффициент лобового сопротивления;

ρВ - плотность воздуха, кг/м3;

F – площадь Миделя, м2;

V – скорость движения автомобиля, м/с;

kВ – коэффициент обтекаемости, кг/м3.

                                                                                      (8)

Для автомобиля или каждого из звеньев автопоезда в качестве площади Миделя F  принимается  лобовая  площадь,  равная  площади  проекции  автомобиля  на плоскость, перпендикулярную его продольной оси.

Площадь F найдем по формуле:

                                                                     (9)

гдес – коэффициент формы автомобиля (для грузовых автомобилей с=1,0);

НГ – габаритная высота автомобиля, м;

ВГ – габаритная ширина автомобиля, м;

ВШ– ширина шины, м;

l – высота до нижней точки автомобиля (принимается равнойrСТ), м;

n – число шин, участвующих в создании силы сопротивления воздуха.

Согласно техническим параметрамМАЗ-457041-220:

НГ  = 3,005 м;ВГ  = 2,5;Bш= 0,313 м;rСТ = 0,526 м.

Тогда

Фактор обтекаемости:

1.4.2. Построение тяговой характеристики автомобиля.

Тяговой характеристикой автомобиля называется зависимость свободной силы тяги от скорости движения на различных передачах в заданных дорожных условиях.

Тяговые характеристики автомобиля строится в следующей последовательности:

1) По ВСХД определяетсяМК иNЕ при работе двигателя с различными частотами вращения коленчатого вала ДВС.

2)Для каждой передачи определяем скорость движения автомобиляViсоответствующее текущему значению частоты вращения коленчатого вала двигателяni.

,                                                                                     (10)

гдеrк - кинематический радиус колеса, - передаточное число трансмиссии.

,                                                                                      (11)

где = 0,526 м - статический радиус колеса, , = 0,561 м - свободный радиус колеса.

,                                                                                         (12)

где - передаточное число коробки передач на i передаче,-передаточное число главной передачи.

3) На каждой передаче для каждой скорости определяем тяговую силуPTi на ведущих колесах автомобиля:

,                                                                               (13)

гдеМК - крутящий момент двигателя,KР- коэффициент коррекции, учитывающий затраты мощности на привод вспомогательных механизмов и систем двигателя и автомобиля;Кр=0,95, -динамический радиус колеса, =0,526 м.

4) На каждой передаче для каждой скорости определяем силу лобового сопротивленияPB:

,                                                                                                 (14)

5)Рассчитываем свободную силу тяги:

,                                                                                              (15)

По формулам (3.2.1) – (3.2.6) рассчитываем:

;

;

;

;

;

;

Выполняем расчет по вышеуказанным формулам, заносим результаты в табл.5 и строим тягово-скоростную характеристику (см. рис. 2).

Рис.2. Тягово-скоростная характеристика автомобиляКамАЗ 6520:

I-X – зависимости РСВ = f(V) соответственно на 1 - 10 передачах в коробке передач;

1 – зависимость РК = f(V).

1.4.3. Построение динамической характеристики автомобиля

Динамический фактор определяется по формуле:

                                                                                                         (24)

Где - вес автомобиля.

,(25)

Определяем значения динамического фактора всех передач и частот вращения коленчатого вала, результаты вычислений заносим втабл.5. и строим динамическую характеристику рис. 3.

Рис.3. Динамическая характеристика автомобиляКамАЗ 6520:

I-X – зависимостиD = f(V) соответственно на 1 – 10 передачах в коробке передач;

1 – Зависимость fa = f(V)  2 – Зависимость ψ=fa+0,03 = f(V);

1.4.4. Построение мощностной характеристики.

Мощностная характеристика - это зависимость тяговой мощности на ведущих колесах от скорости автомобиля в заданных дорожных условиях.

Мощностная характеристика строится в следующей последовательности.

1) Определяем коэффициент сопротивления качению колеса:

                                                                                         ( 29)

где:f0=0.015– коэффициент сопротивления качению колеса;

Для грузового автомобиля принимаем.

Кf =6∙10-6– коэффициент учитывающий изменение коэффициента сопротивления качения колеса от скорости движения автомобиля;

2) Определяем силу сопротивления качения колеса:

,                                                                                                 (30)

3)Определяем тяговую мощность:

,                                                                                              (31)

4)Определяем мощность, затрачиваемую на лобовое сопротивление:

,                                                                                         (32)

5) Определяем мощность, затрачиваемую на сопротивление колеса:

,                                                                                        (33)

6) Определяем суммарную мощность сопротивления движения автомобиля:

,                                                                                           (34)

Выполняем расчет по вышеуказанным формулам, заносим результаты в табл.5. и строим мощностную характеристику рис.4.

Рис.4. Мощностная характеристика автомобиляКамАЗ 6520:

1-2 ЗависимостиNe=f(V) на 10 передачах соответственно

I-Х ЗависимостиNт=f(V) на 10 передачах соответственно

11-13 ЗависимостиNд+Nв=f(V),Nд=f(V),Nв=f(V) соответственно

Таблица5

ni,

Ne,

МК,

UТ / Т

V,

РТ,

РВ,

РСВ,

D

fa

РК,

NT,

NВ,

NД,

NД+NВ,

j,

мин-1

кВт

Hм

м/с

Н

Н

Н

Н

кВт

кВт

кВт

кВт

м/с2

1000

180,456

1723,258

1,164

135730,7

4,239

135726,4

0,5036

0,015008

4044,69

158,982

0,005

4,709

4,714

1,374

повышающая

1100

201,645

1750,649

1,281

137888,1

5,129

137883,0

0,5116

0,015010

4045,15

177,649

0,006

5,180

5,187

1,824

передача

1200

221,691

1764,294

1,397

138962,8

6,104

138956,7

0,5156

0,015012

4045,66

195,310

0,009

5,652

5,660

2,903

1-я

1300

240,166

1764,294

49,501/

1,513

138962,8

7,163

138955,7

0,5156

0,015014

4046,20

211,586

0,011

6,124

6,134

3,331

1400

256,64

1750,649

1,630

137888,1

8,308

137879,8

0,5116

0,015016

4046,80

226,100

0,014

6,596

6,609

3,773

0,881

1500

270,684

1723,258

1,746

135730,7

9,537

135721,1

0,5036

0,015018

4047,43

238,473

0,017

7,068

7,084

3,969

1600

281,872

1682,421

1,863

132514,2

10,851

132503,4

0,4917

0,015021

4048,11

248,329

0,020

7,540

7,560

4,120

1700

289,722

1627,838

1,979

128215,0

12,250

128202,8

0,4757

0,015024

4048,83

255,245

0,024

8,013

8,037

4,095

1800

293,958

1559,61

2,095

127860,7

13,733

127847,0

0,4744

0,015026

4049,60

258,977

0,029

8,486

8,515

4,168

1900

294

1477,737

2,212

116392,5

15,301

116377,2

0,4318

0,015029

4050,41

259,014

0,034

8,959

8,993

3,830

1000

180,456

1723,258

1,427

110734,8

6,368

110728,4

0,4109

0,015012

4045,79

158,982

0,009

5,773

5,782

1,113

повышающая

1100

201,645

1750,649

1,570

112494,9

7,706

112487,2

0,4174

0,015015

4046,48

177,649

0,012

6,351

6,364

1,478

передача

1200

221,691

1764,294

1,712

113371,7

9,170

113362,6

0,4206

0,015018

4047,24

195,310

0,016

6,930

6,946

2,353

2-я

1300

240,166

1764,294

1,855

113371,7

10,762

113361,0

0,4206

0,015021

4048,06

211,586

0,020

7,509

7,529

2,699

1400

256,64

1750,649

1,998

112494,9

12,481

112482,4

0,4174

0,015024

4048,95

226,100

0,025

8,089

8,113

3,057

1500

270,684

1723,258

40,385/

2,140

110734,8

14,328

110720,5

0,4108

0,015027

4049,91

238,473

0,031

8,668

8,699

3,215

1600

281,872

1682,421

0,881

2,283

108110,7

16,302

108094,4

0,4011

0,015031

4050,93

248,329

0,037

9,249

9,286

3,337

1700

289,722

1627,838

2,426

104603,2

18,403

104584,8

0,3881

0,015035

4052,01

255,245

0,045

9,829

9,874

3,316

1800

293,958

1559,61

2,568

100219,0

20,632

100198,3

0,3870

0,015040

4053,17

258,977

0,053

10,410

10,463

3,237

1900

294

1477,737

2,711

94957,9

22,988

94934,9

0,3523

0,015044

4054,39

259,014

0,062

10,992

11,054

3,098

1000

180,456

1723,258

2,259

69947,9

15,961

69931,9

0,2595

0,015031

4050,75

158,982

0,036

9,151

9,187

0,687


Похожие работы, которые могут быть Вам интерестны.

1. Проектирование и расчет эксплуатационных свойств автомобиля

2. Расчет активной части и оценка эксплуатационных свойств силового трансформатора

3. Рулонные основные гидроизоляционные материалов и пути улучшения их эксплуатационных свойств

4. Определение основных параметров автомобиля

5. Определение токсических свойств нитроглицерина на наиболее чувствительных звеньях пресноводных биоценозов

6. Изменения свойств смазки и антифрикционных свойств подшипников скольжения в эксплуатации

7. Учет основных средств на примере ПАО «КАМАЗ»

8. Расчет двигателя КамАЗ-740.10 автомобильный, дизельный, четырехтактный, восьмицилиндровый,V-образный

9. Выбор глубины заложения ростверка. Определение типа конструкций и размера сваи. Определение приближенного веса ростверка и назначение количества свай (шага) в ростверке

10. Исследование динамических свойств сложных систем автоматического управления