Анализ эксплуатационных свойств автомобиля УАЗ-316300 "Патриот"

Информация » Анализ эксплуатационных свойств автомобиля УАЗ-316300 "Патриот"

Принятые условные обозначения

ma – масса груженого автотранспортного средства, кг;

m0 – масса порожнего автотранспортного средства, кг;

m01 – масса, приходящаяся на переднюю ось порожнего автотранспортного средства, кг;

m02 – масса, приходящаяся на заднюю ось порожнего автотранспортного средства, кг;

Rmin – минимальный радиус поворота по оси внешнего переднего колеса, м;

rк – статический радиус колеса, м;

Jк – момент инерции колеса, кг*м2;

Jтр – момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, кг*м2;

Jд – момент инерции двигателя, подведенный к его выходному валу, кг*м2;

Ме – эффективный крутящий момент, Н*м;

nе – частота вращения вала ДВС, об/мин;

Nе – эффективная мощность, кВт;

i – количество цилиндров;

L – база автомобиля, м;

Вп – колея передних колес, мм;

Вз – колея задних колес, мм;

lк – длина кузова, мм;

bк – ширина кузова, мм;

hб – высота кузова, мм;

hП – погрузочная высота, мм;

zп – число посадочных мест;

δ – коэффициент учета вращающихся масс;

Fа – лобовая площадь АТС, м2;

Rz – нормальные реакции дороги, действующие на АТС;

g – ускорение силы тяжести, м/с2;

D – динамический фактор;

t – время, с;

S – путь, м;

Qt, Qs – соответственно часовой, кг/ч, и путевой, л/100км, расход топлива;

Rz, Rx – соответственно нормальная и касательные реакции, Н;

ѓ – коэффициент сопротивления качению;

φ – коэффициент сцепления;

ψ – коэффициент сопротивления дороги;

i – уклон;

Сх – коэффициент аэродинамического сопротивления;

uтр – передаточное число трансмиссии;

ηтр – КПД трансмиссии;

V – скорость, м/с;

j – ускорение, м/с2;

АТС – автотранспортное средство;

ДВС – двигатель внутреннего сгорания;

КПД – коэффициент полезного действия;

Таблица 1.1.1 – Техническая характеристика автомобиля УАЗ-316300 «Патриот» [3,5] Характеристика УАЗ-316300 «Патриот»

№ пп

Наименование параметра

Размерность

Значение

1

Грузоподъёмность

кг

600

2

Допустимая масса прицепа:

оборудованного тормозами

кг

1500

без тормозов

кг

750

3

Собственная масса, m0

кг

2050

в т. ч. на переднюю ось m01

кг

1110

на заднюю ось m02

кг

940

4

Полная масса, mа

кг

2650

в т. ч. на переднюю ось mа1

кг

1217

на заднюю ось mа2

кг

1433

5

Радиус поворота по оси внешнего переднего колеса

м

6,55

6

Максимальная скорость

км/ч

150

7

Контрольный расход топлива при скорости 90 км/ч

л/100 км

10,4

8

Передаточные числа коробки передач:

I передача

4,155

II передача

2,265

III передача

1,428

IV передача

1

V передача

0,88

задняя передача

3,827

главная передача

4,625

раздаточная коробка

I-1, II-1,94

9

Число ходовых колес

4

10

Размер шин

дюйм (мм)

225/75R16

11

Статический радиус колеса Rк

м

0,345

12

Момент инерции колеса

кг*м2

1,955

13

Масса агрегатов: двигатель

кг

190

14

База L

мм

2760

15

Колея колес:

передних колес Вп

мм

1600

задних колес Вз

мм

1600

16

Параметры кузова:

длина lк

мм

4647

ширина bк

мм

2080

высота hк

мм

2000

погрузочная высота hк

мм

667

Далее в таблице 1.1.2 представлена характеристика двигателя ЗМЗ-409.10, установленного на АТС УАЗ-316300 «Патриот».

Таблица 1.1.2 – Техническая характеристика двигателя ЗМЗ-409.10 Характеристика двигателя ЗМЗ-409.10

Наименование параметра

Размерность

Значение

Максимальная мощность Nе при nе=4400, об/мин

кВт

105

Максимальный крутящий момент Ме при nе=3900, об/мин

Нм (кг*см)

230 (23,5)

Момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, приведенный к колесам, Jтр

кг*м2

2,737

Момент инерции двигателя, приведенный к его выходному валу, Jд

кг*м2

0,232

Степень сжатия

9

Минимальный эффективный расход топлива

г/кВт*ч

265

Рабочий объём двигателя

л

2,7

м3

0,0027

Рабочий объем одного цилиндра

л

0,675

м3

0,000675

Внешняя скоростная характеристика Me=ѓ(ne)

ne, об/мин

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Me, Н*м

171

200

212

220

220

227

230

225

Далее представлен алгоритм расчета параметров, которые не указаны в технической характеристике автомобиля УАЗ-316300 «Патриот».

Момент инерции колеса

Jk=ρk*rk5 (1.1.1)

где Jk – момент инерции колеса, кг*м2; ρk=400 кг/м3; rk – радиус колеса, м.

Jk=400*0,3455=1,955

Момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, приведенный к колесам:

Jтр=Jk*zk*kтр (1.1.2)

где Jтр - момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, приведенный к колесам, кг*м2; Jk – момент инерции колеса, кг*м2; zk – число ведущих колес; kтр=0,35 корректирующий коэффициент [1, прил. 4].

Jтр=1,955*4*0,35=2,737

Момент инерции двигателя, приведенный к его выходному валу:

Jд=J0+((i*Vц)2*kд/) (1.1.3)

где Jд - момент инерции двигателя, приведенный к его выходному валу, кг*м2; J0=0,05, кг*м2 [1, прил. 4]; i – число цилиндров; Vц – рабочий объем одного цилиндра, м3; kд=50000, кг/м4, корректирующий коэффициент [1, прил. 4].

Jд=0,05+((4*0,000675)2*50000/)=0,232

Коэффициент учета вращающихся масс δ рассчитывается для каждой передачи коробки по формуле:

δ=1+((Jд*uтр2*ηтр+Jтр+Jк*zk)/mа*rk2) (1.1.4)

где δ - коэффициент учета вращающихся масс; Jд - момент инерции двигателя, приведенный к его выходному валу, кг*м2; uтр – передаточное число трансмиссии; ηтр – КПД трансмиссии; Jтр - момент инерции вращающихся элементов трансмиссии, приведенный к колесам, кг*м2; Jk – момент инерции колеса, кг*м2; zk – число ведущих колес; mа – масса груженого АТС, кг; rk - радиус колеса, м.

Для того что бы произвести расчет коэффициента учета вращающихся масс необходимо найти передаточные числа трансмиссии и КПД трансмиссии на всех передачах.

Передаточные числа трансмиссии рассчитываются по следующей формуле:

uтр= uгп*uкп*uрк (1.1.5)

где uгп – передаточное число главной передачи; uкп – передаточное число коробки передач на данной передачи; uрк – передаточное число раздаточной коробки.

Для первой передачи передаточное число трансмиссии равно:

uтр1=4,625*4,155*1=19,2

Для второй передачи передаточное число трансмиссии равно:

uтр2=4,625*2,265*1=10,48

Для третьей передачи передаточное число трансмиссии равно:

uтр3=4,625*1, 428*1=6,6

Для четвертой передачи передаточное число трансмиссии равно:

uтр4=4,625*1*1=4,625

Для пятой передачи передаточное число трансмиссии равно:

uтр5=4,625*0,88*1=4,07

КПД трансмиссии для передач коробки передач рассчитывается по формуле:

ηтр=ηгп*ηкп*ηрк (1.1.6)

где ηгп – КПД главной передачи; ηкп – КПД коробки передач; ηрк – КПД раздаточной коробки.

Для первой передачи КПД трансмиссии равно:

ηтр1=0,96*0,94*0,99=0,89

Для второй передачи КПД трансмиссии равно:

ηтр2=0,96*0,94*0,99=0,89

Для третьей передачи КПД трансмиссии равно:

ηтр3=0,96*0,94*0,99=0,89

Для четвертой передачи КПД трансмиссии равно:

ηтр4=0,96*0,99*0,99=0,94

Для пятой передачи КПД трансмиссии равно:

ηтр3=0,96*0,94*0,99=0,89

Теперь произведем расчет коэффициента учета вращающихся масс для каждой передачи:

Коэффициент учета вращающихся масс на первой передаче равен:

δ=1+((0,232*19,22*0,89+2,737+1,955*4)/2650*0,3452)=1+((0,232*368,6*0,89++2,737+7,82)/2650*0,119)=1+((76,1+2,737+7,82)/315,35)=1+(86,657/315,35)=1+0,27=1,27

Коэффициент учета вращающихся масс на второй передаче равен:

δ=1+((0,232*10,482*0,89 + 2,737 + 1,955 *4)/2650*0,3452)=1+((0,232*109,83 х х0,89+2,737+7,82)/2650*0,119)=1+((22,68+2,737+7,82)/315,35)=1+(33,237/315,35)==1+0,105=1,105

Коэффициент учета вращающихся масс на третьей передаче равен:

δ=1+((0,232*6,62*0,89+2,737+1,955*4)/2650*0,3452)=1+((0,232*43,56*0,89+2,737+7,82)/2650*0,119)=1+((8,99+2,737+7,82)/315,35)=1+(19,547/315,35)=1+0,06=1,06

Коэффициент учета вращающихся масс на четвертой передаче равен:

δ=1+((0,232*4,6252*0,94+2,737+1,955*4)/2650*0,3452)=1+((0,232*21,4*0,94+2,737+7,82)/2650*0,119)=1+((4,66+2,737+7,82)/315,35)=1+(15,217/315,35)=1+0,048=1,048

Коэффициент учета вращающихся масс на пятой передаче равен:

δ=1+((0,232*4,072*0,89+2,737+1,955*4)/2650*0,3452)=1+((0,232*16,56*0,89+2,737+7,82)/2650*0,119)=1+((3,419+2,737+7,82)/315,35)=1+(13,976/315,35)=1+0,044=1,044

Далее на странице 12 представлен график внешней скоростной характеристики двигателя ЗМЗ-409.10 взятой из источника [5].

Показатели скоростной характеристики представлены в таблице 1.1.2.

Рисунок 1.1.4 – График внешней скоростной характеристики двигателя ЗМЗ-409.10

Далее представляем характеристику полезной нагрузки. Для пассажирского автомобиля определяем массу одного человека из условия полного использования грузоподъемности:

mч=(ma-m0-mг)/Zч (1.1.6)

где mч – масса одного пассажира, кг; mа – масса груженого АТС, кг; m0 – масса порожнего АТС, кг; mг – масса груза, кг; Zч – число пассажиров.

Для автомобиля УАЗ-316300 «Патриот» грузоподъемностью 600 кг с грузом в багажнике массой 225 килограмм, масса одного пассажира будет равна:

mч=(2650-2050-225)/5=75

Ниже в таблице 1.1.3 представлена характеристика полезной нагрузки автомобиля УАЗ-316300 «Патриот»:

Таблица 1.1.3 – Характеристика полезной нагрузки

Наименование

Размерность

Значение

Груз

Масса БРУТТО

кг

225

Вид тары

Коробка

Габаритные размеры

длина

м

0,792

ширина

м

1,232

высота

м

0,8

Человек

Масса одного пассажира

кг

75

Число посадочных мест, включая водителя

ед

5

Общая масса пассажиров

кг

375

Блок производных исходных данных

Блок производных исходных данных формируется на базе первичных данных путем расчетов и соответствующих графических построений.

Определим координаты центра масс порожнего автомобиля следующим образом.

Ординату h0 принимаем равной:

h0=1,5*rk (1.2.1)

где h0 – ордината центра масс порожнего автомобиля, м; rk – радиус колеса АТС, м.

h0=1,5*0,345=0,5175

Абсцисса порожнего автомобиля x0 определяем из уравнения моментов, составленного относительно центра О (рисунок 1.2.1):

(m02*L-m0*x0)*g=0 (1.2.2)

где m02 - масса, приходящаяся на заднюю ось порожнего автотранспортного средства, кг; L – база АТС, мм; m0 – масса порожнего АТС, кг; x0 - абсцисса порожнего автомобиля, мм; g – ускорение силы тяжести,м/с2.

(940*2760-2050*x0)*9,8=0,

(2594400-2050*x0)*9,8=0,

x0=(2594400*9,8)/(2050*9,8)=1265,56.

Определим координаты центра масс груженого автомобиля.

Сначала определим допустимую массу одного пассажира:

m1п=mп/Zп (1.2.3)

где m1п - допустимая масса одного пассажира, кг; mп – общая масса пассажиров, кг; Zп – число посадочных мест.

m1п=375/5=75

Затем определяем массу людей, размещенных на каждом i-м ряду сидений:

mпi=m1п*Zпi (1.2.4)

где mпi - масса людей, размещенных на i-м ряду сидений, кг; m1п - допустимая масса одного пассажира, кг; Zпi – число посадочных мест на i-м ряду.

Масса пассажиров, размещенных на первом ряду (число посадочных мест равно двум):

mп1=75*2=150

Масса пассажиров, размещенных на втором ряду (число посадочных мест равно трем):

mп1=75*3=225

Далее определяем абсциссу груженого автомобиля xа из уравнения моментов, составленных относительно центра О (рисунок 1.2.1):

(m0*x0+mп1*x1+mп2*x2+mг*хг-ma*xa)*g=0 (1.2.5)

где m0 - масса порожнего АТС, кг; x0 - абсцисса порожнего автомобиля, мм; mп1 – масса пассажиров на первом ряду, кг; x1 – абсцисса центра масс пассажиров, расположенных на первом ряду, мм; mп2 - масса пассажиров на втором ряду, кг; x2 - абсцисса центра масс пассажиров, расположенных на втором ряду, мм; mг – масса груза, кг; хг – абсцисса груза, мм; ma – масса груженого АТС, кг; xa – абсцисса груженого АТС, мм; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

(2050*1265,56+150*1144+225*2076,8+225*3115,2-2650*xa)*9,8=0,

(2594398+171600+467280+700920-2650*xa)*9,8=0,

xa=3934198/2650=1484,6

Определяем ординату hа груженого автомобиля из уравнения моментов, составленного относительно центра О (рисунок 1.2.1):

(m0*h0+mп1*h1+mп2*h2+mг*hг-ma*ha)*g=0 (1.2.6)

где m0 - масса порожнего АТС, кг; h0 - ордината порожнего автомобиля, мм; mп1 – масса пассажиров на первом ряду, кг; h1 – ордината центра масс пассажиров, расположенных на первом ряду, мм; mп2 - масса пассажиров на втором ряду, кг; h2 - ордината центра масс пассажиров, расположенных на втором ряду, мм; mг – масса груза, кг; hг – ордината груза, мм; ma – масса груженого АТС, кг; ha – ордината груженого АТС, мм; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

(2050*517,5+150*809,6+225*844,8+225*968-2650*ha)*9,8=0,

(1060875+121440+190080+217800-2650*xa)*9,8=0,

xa=1590195/2650=600

Далее определим нормальные реакции дороги, действующие на АТС УАЗ-316300 «Патриот».

Реакции, действующие на порожний автомобиль УАЗ-316300 «Патриот» равны:

на переднюю ось:

Rz1=m01*g (1.2.7)

где Rz1 – нормальные реакции, действующие на переднюю ось порожнего автомобиля, Н; m01 – масса приходящаяся на переднюю ось порожнего автомобиля, кг; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

Rz1=1110*9,8=10878

на заднюю ось:

Rz2=m02*g (1.2.8)

где Rz2 – нормальные реакции, действующие на заднюю ось порожнего автомобиля, Н; m02 – масса приходящаяся на заднюю ось порожнего автомобиля, кг; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

Rz2=940*9,8=9212

Определим нормальные реакции дороги, действующие на груженый автомобиль.

на переднюю ось:

Rz1=mа1*g (1.2.9)

где Rz1 – нормальные реакции, действующие на переднюю ось груженого автомобиля, Н; mа1 – масса приходящаяся на переднюю ось груженого автомобиля, кг; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

Rz1=1217*9,8=11926,6

на заднюю ось:

Rz2=mа2*g (1.2.10)

где Rz2 – нормальные реакции, действующие на заднюю ось груженого автомобиля, Н; mа2 – масса приходящаяся на заднюю ось груженого автомобиля, кг; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

Rz2=1433*9,8=14043,4

Реакции, действующие на полноприводный груженый автомобиль равны:

Rz=mа*g (1.2.11)

где где Rz – нормальные реакции, действующие на груженый автомобиль, Н; mа – масса груженого автомобиля, кг; g - ускорение силы тяжести,м/с2.

Rz=2650*9,8=25970

Следующим шагом определим лобовую площадь автотранспортного средства УАЗ-316300 «Патриот».

Под лобовой понимают площадь (Fa) наибольшего вертикального поперечного сечения АТС, т.е. контура его фронтальной проекции, который рассчитывается с помощью графического построения или при помощи компьютерной программы

Лобовую площадь АТС рассчитываю с помощью программы Компас V8 3D F=2,76 м2

Полученные результаты занесу в таблицу 1.2.1

Таблица 1.2.1 – Блок производных исходных данных

Показатель

Размерность

Значение

Координаты центра масс порожнего АТС

хо

мм

1265,56

ho

мм

517,5

Координаты центра масс пассажиров

х1

мм

1144

h1

мм

809,6

х2

мм

2076,8

h2

 '); // -->

Еще по теме:

Передаточные числа трансмиссии
Диапазон передач должен охватывать скорости и тяговые усилия для всего разнообразия выполняемых трактором работ. Различают три группы передач. 1. Замедленные или вспомогательные передачи (технологические), на которых скорости движения ограничиваются условиями выполнения работ. Эти передачи использу ...

Характеристика комбината им. Ильича
Мариупольский металлургический комбинат (ММК) имени Ильича – одно из крупнейших предприятий Украины с полным циклом производства. Занимает второе место среди отечественных металлургических предприятий по производству чугуна, стали и проката. Комбинат производит продукцию широкого сортамента и поста ...

Анализ взаимодействия оператор – промышленная установка
Оператор размещается в кабине, оборудованной системой управления климатом и управляет транспортным средством таким образом, который в определенной степени напоминает управление автомобилем с автоматической трансмиссией. Имеются три педали: вперед, задний ход и тормоз и рычаг механического тормоза. ...


Навигация

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.transpexplore.ru