Построение внешнейскоростной характеристики двигателя

ВВЕДЕНИЕ

Может быть не самый популярный, но достаточно известный грузовой автомобиль в сегодняшнее время – это Урал-63685. Он имеет прекрасные рабочие данные. Вдобавок, машина получила действительно большой ресурс, она весьма вынослива, ибо с самого начала, она производилась для тяжелых и экстремальных ситуаций. Грузовой автомобиль прекрасно себя зарекомендовал в Российской Федерации и за ее пределами, как вездеходная машина, преимущественно военного содержания. Также данный автомобиль имеет чрезвычайно большой ресурс, он очень вынослив, так как изначально проектировался для тяжелых и экстремальных условий эксплуатации.На прошедшей в Санкт-Петербурге выставке "Авто + Автомеханика - 2008" самосвал Урал-63685 был признан лучшим российским грузовиком. В 2005 в г.Омске он получил номинацию "Лучший гражданский продукт выставки ВТТВ-2005", а также получил звание «Лучший внедорожный грузовик», по мнению журнала «Коммерческий транспорт» в 2006 году.

Рисунок 1 – Автомобиль Урал-63685 (внешний вид).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Автомобиль - Урал-63685:

Весовые параметры
Масса размещаемого груза, кг	20 000 кг
Масса снаряженного автомобиля-самосвала, кг	13 350 кг
Полная масса, кг	33 500 кг
Двигатель
Модель	ЯМЗ-7601.10
Номинальная мощность при 1900 об.в мин., л.с.	300л.с (220 кВт)
Максимальный крутящий момент, Нм
Коробка передач
Модель	ЯМЗ-239
Тип	механическая,9 ступенчатая
Колеса
Шины	12.00 R20 154/149J
Характеристики автомобиля полной массы
Максимальная скорость, км/ч

ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙСКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Общие сведения

Основой для тягового расчета автомобиля является внешняя скоростная характеристика двигателя (рис. 1.1), которые показывают изменения эффективной мощности двигателя , крутящего момента и удельного расхода топлива от угловой скорости вращения коленчатого вала .

Рисунок 1.1 – Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя

По оси абсцисс откладывают в масштабе соответствующие значения угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя:

- - минимально устойчивая работа двигателя, для дизельных двигателей( );

- - при максимальном крутящем моменте( );

- - при максимальной мощности (номинальная угловая скорость) определяется по прототипу или дается в задании ( = 190 );

- - максимальной при полной подаче топлива, для двигателей без ограничителей угловой скорости, дизельных ( ).

Определение крутящего момента для характерных точек

Крутящий момент двигателя для характерных точек определяют по соответствующим этим точкам значениям и :

(2.7)

Определение удельного расхода топлива

Удельный расход топлива на режимах, соответствующих характерным точкам определяют по формуле:

(2.8)

где - эмпирические коэффициенты для дизелей( ); - минимальный удельный расход топлива (принимается по прототипу), ( =198 ).

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА СЦЕПЛЕНИЯ

Определяем средний радиус трения:

(3.1)

где – коэффициент запаса зацепления, ( =2,5); – максимальное значение крутящего момента двигателя, ( = 1274 Нм); – давление на фрикционную накладку, ( = 0,2 МПа); – коэффициент трения фрикционных поверхностей, ( = 0,3); z – количество поверхностей трения (у трехдисковых – z = 6); к – коэффициент ширины фрикционной накладки, (к = 0,6)

Определяем внешний диаметр фрикционной накладки:

(3.2)

где b – ширина фрикционной накладки

(3.3)

Вычисленную величину D округляем с ГОСТ 1786-88:

Внеш. (D = 350 мм); Внутр. (d = 200 мм); Толщина (δ = 4,7 мм); Давление на фрикционную накладку ( =0,2МПа); Тип накладки – 1; Допустимая температура нагревания, постоянная - 200 С⁰; временная – 350 С⁰.

Определяем действительное значение среднего радиуса трения:

(3.4)

Определяем нормальную силу, действующую на поверхности трения:

(3.5)

13271

Расчет деталей

Нажимной диск:

Проверка по величине окружной скорости:

(3.6)

Цилиндрическая нажимная пружина:

Определяем силу упругости (нажимное усилие) каждой пружины:

(3.7)

где – количество пружин,

(3.8)

Определяем прочность пружины

(3.9)

где, К – коэффициент, учитывающий неравномерность нагружения пружин по причине их неодинаковой длины и жесткости (К = 1,1)

Определяем индекс пружины:

(3.10)

Определяем коэффициент, учитывающий кривизну витков и влияние поперечной силы:

(3.11)

Определяем диаметр проволоки пружины по ГОСТ 14963-78:

(3.12)

Определяем средний диаметр пружины:

(3.13)

Определяем жесткость пружины:

(3.14)

где – деформация пружины ( = 0,003)

Определяем число рабочих витков пружины:

(3.15)

где G – модуль упругости при кручении ( = 80 ГПа)

Определяем полное количество витков пружины:

(3.16)

Определяем зазор между витками:

(3.17)

Определяем шаг пружины в свободном состоянии:

(3.18)

Определяем высоту полностью сжатой пружины:

(3.19)

Определяем высоту пружины в свободном состоянии:

(3.20)

Определяем высоту пружины при предварительной деформации:

(3.21)

Определяем предварительный момент затяжки пружин:

(3.22)

Определяем максимальное напряжение пружины демпфера:

(3.23)

где n – число ведомых дисков сцепления (n = 2)

Определяем усилие, сжимающее одну пружину демпфера:

(3.24)

где R – радиус приложения усилия к пружине (R = 0,08 м)

Определяем кривизну витка и влияние поперечной силы:

(3.25)

где к – коэффициент, учитывающий кривизну витков и влияние поперечной силы (к = 1,18 [τ] = 700 – 900 МПа)

Расчет привода сцепления

Выбираем оптимальную величину перемещения педали - не более [S_пед] – 190 мм

Выбираем максимальную величину усилия на педали, не более [Р_пед] – 250 Н

Определяем усилие на педаль:

(3.30)

где – общее передаточное число привода сцепления с диафрагменной пружиной ( = 30); – передаточное число гидравлического привода ( = 4); – КПД привода сцепления ( = 0,8)

Определяем усилие пружины при выключении сцепления:

(3.31)

Определяем полный ход педали:

(3.32)

где – зазор в механизме выключения ( =3); – ход нажимного диска ( = 2,8 мм)

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Автомобили. Основы конструкции [Текст] : учеб.для вузов / В. К. Вахламов. - М. : Академия, 2004. - 528 с

2. Автомобили: устройство автотранспортных средств [] : учебник / А. Г. Пузанков. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2006. - 560 с. : ил. - (Среднее профессиональное образование).

3. Конструкция и расчет автомобиля [Текст] : учебное пособие / В. И. Бейлин [и др.]. - М. : Изд-во МГОУ, 2002. - 235 с. : ил.

4. Совершенствование конструкции, теории и расчета тракторов, автомобилей и двигателей внутреннего сгорания [Текст] : межвузовский сборник научных трудов юбилейной XV региональной научно-практической конференции вузов Поволжья и Предуралья. - Киров : Вятская ГСХА, 2004. - 330 с.

5. Энциклопедия грузовых автомобилей. Фирмы. Модели. Конструкции [Текст]. - М. : За рулем, 2001. - 576 с. : ил.

Автомобили: устройство автотранспортных средств [] : учебник / А. Г. Пузанков. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2006. - 560 с.

ВВЕДЕНИЕ

Может быть не самый популярный, но достаточно известный грузовой автомобиль в сегодняшнее время – это Урал-63685. Он имеет прекрасные рабочие данные. Вдобавок, машина получила действительно большой ресурс, она весьма вынослива, ибо с самого начала, она производилась для тяжелых и экстремальных ситуаций. Грузовой автомобиль прекрасно себя зарекомендовал в Российской Федерации и за ее пределами, как вездеходная машина, преимущественно военного содержания. Также данный автомобиль имеет чрезвычайно большой ресурс, он очень вынослив, так как изначально проектировался для тяжелых и экстремальных условий эксплуатации.На прошедшей в Санкт-Петербурге выставке "Авто + Автомеханика - 2008" самосвал Урал-63685 был признан лучшим российским грузовиком. В 2005 в г.Омске он получил номинацию "Лучший гражданский продукт выставки ВТТВ-2005", а также получил звание «Лучший внедорожный грузовик», по мнению журнала «Коммерческий транспорт» в 2006 году.

Рисунок 1 – Автомобиль Урал-63685 (внешний вид).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Автомобиль - Урал-63685:

Весовые параметры
Масса размещаемого груза, кг	20 000 кг
Масса снаряженного автомобиля-самосвала, кг	13 350 кг
Полная масса, кг	33 500 кг
Двигатель
Модель	ЯМЗ-7601.10
Номинальная мощность при 1900 об.в мин., л.с.	300л.с (220 кВт)
Максимальный крутящий момент, Нм
Коробка передач
Модель	ЯМЗ-239
Тип	механическая,9 ступенчатая
Колеса
Шины	12.00 R20 154/149J
Характеристики автомобиля полной массы
Максимальная скорость, км/ч

ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙСКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Общие сведения

Основой для тягового расчета автомобиля является внешняя скоростная характеристика двигателя (рис. 1.1), которые показывают изменения эффективной мощности двигателя , крутящего момента и удельного расхода топлива от угловой скорости вращения коленчатого вала .

Рисунок 1.1 – Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя

По оси абсцисс откладывают в масштабе соответствующие значения угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя:

- - минимально устойчивая работа двигателя, для дизельных двигателей( );

- - при максимальном крутящем моменте( );

- - при максимальной мощности (номинальная угловая скорость) определяется по прототипу или дается в задании ( = 190 );

- - максимальной при полной подаче топлива, для двигателей без ограничителей угловой скорости, дизельных ( ).