Х1
|
Х2
|
1
|
-1
|
-1
|
2
|
1
|
-1
|
3
|
-1
|
1
|
4
|
1
|
1
|
5
|
-1
|
0
|
6
|
1
|
0
|
7
|
0
|
-1
|
8
|
0
|
1
|
Фактор X1 – мощность автомобиля;
Фактор X2 – число ступеней коробки передач.
В соответствии с уровнями варьирования изменяется количество ступеней и значения передаточных чисел КП.
Таблица 3.3 – Значения передаточных чисел КП при разном количестве ступеней
№Uкпi
|
4 ступеней
|
5 ступеней
|
6 ступеней
|
qср=1,499
|
qср=1,355
|
qср=1,275
|
1
|
3,3716
|
3,3716
|
3,3716
|
2
|
2,2492
|
2,4882
|
2,6444
|
3
|
1,5004
|
1,8362
|
2,0740
|
4
|
1
|
1,3551
|
1,6267
|
5
|
|
1
|
1,2758
|
6
|
|
|
1
|
В соответствии с матрицей спектра плана в программе «Razgon» получены следующие значения критериев оптимальности:
Таблица 3.4 – Значения критериев оптимальности
№ опыта
|
t400, с
|
t1000, с
|
tv, с
|
Qsk1, л/100 км
|
Qsk2, л/100 км
|
1
|
25,3
|
46,4
|
21,5
|
5,74902
|
7,49169
|
2
|
22,0
|
39,4
|
14,3
|
6,84445
|
8,88553
|
3
|
25,7
|
47,0
|
22,5
|
5,74902
|
7,49169
|
4
|
22,8
|
40,4
|
15,9
|
6,84445
|
8,88553
|
5
|
25,4
|
46,6
|
21,8
|
5,74902
|
7,49169
|
6
|
22,3
|
39,9
|
15,0
|
6,84445
|
8,88553
|
7
|
23,4
|
42,4
|
17,0
|
6,31873
|
8,23237
|
8
|
24,1
|
43,2
|
18,4
|
6,31873
|
8,23237
|
После проведения оптимизации в программе MathLab получены следующие значения управляемых параметров.
Мощность двигателя Pe=124.7836 кВт;
Число ступеней коробки передач ;
По мощности выберем двигатель кВт;
Таблица 3.5 − Значения критериев оптимальности, при оптимизированных управляемых параметрах
t400, с
|
t1000, с
|
tv, с
|
Qsk1, л/100 км
|
Qsk2, л/100 км
|
22.3001
|
39.8676
|
14.9664
|
6.84405
|
8.88999
|
Коэффициенты уравнения регрессии, полученные в результате эксперимента, представлены в таблице 3.3
Таблица 3.6 – Коэффициенты уравнений регрессии
|
|
|
| | |
|
23.650
|
42.750
|
17.550
| 6.319 | 8.240 |
|
-1.550
|
-3.383
|
-3.433
| 0.548 | 0.702 |
|
0.317
|
0.400
|
0.667
| -1.21e-12 | -0.005 |
|
0.100
|
0.100
|
0.150
| 0 | 0.007 |
|
0.200
|
0.500
|
0.850
| -0.022 | -0.051 |
|
0.100
|
0.050
|
0.150
| -7.276e-12 | -0.008 |
X1 – Pemax;
X2 – nк.п..
Рисунок 3.1 – График зависимости критерия оптимальности от факторов и
Из графика видно, что факторы X1 и X2 окажут большое влияние на функцию отклика.
X1 – Pemax;
X2 – nк.п..
Рисунок 3.2 – График зависимости критерия оптимальности от факторов и
Из графика видно, что фактор X1 оказывает большее влияние на функцию отклика, чем факторX2.
X1 – Pemax;
X2 – nк.п..
Рисунок 3.3 – График зависимости критерия оптимальности от факторов и
Из графика видно, что фактор X1 оказывает большее влияние на функцию отклика, чем факторX2.
X1 – Pemax;
X2 – nк.п..
Рисунок 3.4 – График зависимости критерия оптимальности от факторов и
Из графика видно, что фактор X1 оказывает большее влияние на функцию отклика, чем факторX2.
X1 – Pemax;
X2 – nк.п..
Рисунок 3.5 – График зависимости критерия оптимальности от факторов и
Из графика видно, что фактор X1 оказывает большее влияние на функцию отклика, чем факторX2.
.
В результате оптимизации получили: максимальная мощность=125 кВт и количество ступеней коробки передач=5.
3.2 Оптимизация передаточных чисел коробки передач
Осуществим поиск оптимальных значений передаточных чисел промежуточных ступеней коробки передач, ближайших к высшей ступени. Оптимизацию осуществляем тем же образом, что и на предыдущем этапе.
В качестве критериев оптимальности выбраны показатели:
время разгона на участке пути 400 м, ;
время разгона на участке пути 1000 м, ;
время разгона до заданной скорости, .
Значение факторов на разных уровнях варьирования приведены в таблице 3.6.
В качестве критериев оптимальности для второго этапа оптимизации выбираются время разгона на участке 400 м t400, время разгона на участке 1000 м t1000 и время разгона до заданной скорости tv. С помощью программы «PlanExp» проводится планирование полнофакторного эксперимента второго порядка.
Управляемыми параметрами являются передаточные числа второй, третьей и четвертой ступени коробки передач.
Таблица 3.6 – Значения управляемых параметров на уровнях варьирования
Фактор
|
Нижний уровень
|
Центр плана
|
Верхний уровень
|
Интервал варьирования, %
|
U2
|
2.239
|
2.4882
|
2.737
|
10
|
U3
|
1.652
|
1.8362
|
2.020
|
10
|
U4
|
1.220
|
1.3551
|
1.491
|
10
|
Таблица 3.7 – Матрица спектра плана
№ опыта
|
X1
|
X2
|
X3
|
1
|
-1
|
-1
|
-1
|
2
|
1
|
-1
|
-1
|
3
|
-1
|
1
|
-1
|
4
|
1
|
1
|
-1
|
5
|
-1
|
-1
|
1
|
6
|
1
|
-1
|
1
|
7
|
-1
|
1
|
1
|
8
|
1
|
1
|
1
|
9
|
-1
|
0
|
0
|
10
|
1
|
0
|
0
|
11
|
0
|
-1
|
0
|
12
|
0
|
1
|
0
|
13
|
0
|
0
|
-1
|
14
|
0
|
0
|
1
|
В соответствии с матрицей спектра плана в программе «Razgon» проведены опыты и получены следующие значения критериев оптимальности.
Таблица 3.8 – значения критериев оптимальности
№ опыта
|
t400, c
|
t1000, c
|
tv, c
|
1
|
22.2
|
44.0
|
14.9
|
2
|
22.4
|
44.2
|
15.0
|
3
|
22.5
|
44.3
|
15.3
|
4
|
22.7
|
44.5
|
15.3
|
5
|
22.5
|
44.3
|
15.3
|
6
|
22.7
|
44.5
|
15.4
|
7
|
22.6
|
44.4
|
15.3
|
8
|
22.7
|
44.5
|
15.3
|
9
|
22.4
|
44.2
|
15.0
|
10
|
22.5
|
44.3
|
15.0
|
11
|
22.4
|
44.2
|
15.0
|
12
|
22.5
|
44.3
|
15.1
|
13
|
22.3
|
44.1
|
15.0
|
14
|
22.6
|
44.3
|
15.2
|
Таблица 3.9 − Значения передаточных чисел коробки передач до и после оптимизации
№ передачи
|
uкп2
|
uкп3
|
uкп4
|
До оптимизации
|
2.4882
|
1.8362
|
1.3551
|
После оптимизации
|
2.4163
|
1.7119
|
1.3485
|
Таблица 3.10 – Значения критериев оптимальности до и после оптимизации
Критерий
|
t400, c
|
t1000, c
|
tv, c
|
До оптимизации
|
22.5
|
44.29
|
15.15
|
После
оптимизации
|
22.3433
|
44.132
|
14.9333
|
Коэффициенты уравнения регрессии, полученные в результате эксперимента, представлены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Коэффициенты уравнений регрессии
|
|
|
|
|
22.406
|
44.181
|
14.963
|
|
0.080
|
0.080
|
0.020
|
|
0.080
|
0.080
|
0.070
|
|
0.100
|
0.090
|
0.100
|
|
-0.012
|
-0.013
|
-0.025
|
|
-0.012
|
-0.013
|
-1.81e-12
|
|
-0.062
|
-0.062
|
-0.100
|
|
0.044
|
0.069
|
0.037
|
|
0.044
|
0.069
|
0.087
|
|
0.044
|
0.019
|
0.137
|
В результате проведения регрессионного анализа получим следующие уравнения критериев оптимальности, , , :
.
Графики результатов регрессионного анализа приведены на рисунках 3.6 – 3.8.
Х1 – u2;
Х2 – u3;
Х3 – u4;
Рисунок 3.6 – График зависимости критерия оптимальности от факторов
Х1 – u2;
Х2 – u3;
Х3 – u4;
Рисунок 3.7 – График зависимости критерия оптимальности от факторов
Х1 – u2;
Х2 – u3;
Х3 – u4;
Рисунок 3.8 – График зависимости критерия оптимальности от факторов
По результатам оптимизации составим таблицы, в которых приведем значения Pemax, nк.п., uкп.iдо оптимизации и после оптимизации, а также вычислим коэффициент улучшения показателей Wпо следующей формуле:
,
где yисх, yопт – значения соответствующего показателя до и после оптимизации параметров автомобиля.
Таблица 3.7 – Значения Pemax, nб.к.п., uкп.i до и после оптимизации
Параметр
|
До оптимизации
|
После оптимизации
|
W, %
|
Pemax, кВт
|
105
|
125
|
-20.19
|
nк.п
|
5
|
5
|
0
|
uкп.2
|
2.4882
|
2.4163
|
2.88
|
uкп.3
|
1.8362
|
1.7119
|
6.77
|
uкп.4
|
1.3551
|
1.3485
|
0.487
|
4. Характеристики тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля
Определим характеристики и показатели тягово-скоростных свойств и топливной экономичности проектируемого автомобиля и аналога. При этом приведем характеристики двигателей Pe=f(nд), Me=f(nд), динамические характеристики D=f(v) и характеристики разгона v=f(t), s=f(t).
Характеристики и показатели тягово-скоростных свойств и топливной экономичности проектируемого автомобиля и автомобиля аналога представлены на рисунках 4.1 – 4.6.
Рисунок 4.1 – График зависимости Pe=f(nд) для проектируемого автомобиля и для аналога
Рисунок 4.2 – График зависимости Me=f(nд) для проектируемого автомобиля и для аналога
Рисунок 4.3 – График зависимости D=f(v) для проектируемого автомобиля и для аналога
Рисунок 4.4 – График зависимости v=f(t) для проектируемого автомобиля и для аналога
Рисунок 4.5 – График зависимости s=f(t) для проектируемого автомобиля и для аналога
Рисунок 4.6 – График зависимости Q=f(v) для проектируемого автомобиля и для аналога
На основании полученных данных составим таблицу в которую занесем показатели тягово-скоростных свойств и топливной экономичности проектируемого автомобиля и аналога, и по формуле
,
где yисх, yопт – значения соответствующего показателя до и после оптимизации параметров автомобиля.
оценим достигнутый в процессе проектирования уровень их улучшения.
Таблица 4.1 – Сравнительная характеристика проектируемого автомобиля и аналога
Параметр
|
Проектируемый автомобиль
|
Автомобиль-аналог
|
W, %
|
Pemax, кВт
|
125
|
105
|
19.05
|
Мemax, Н·м
|
343
|
291
|
17.87
|
Dmax
|
0,55454
|
0,35835
|
54,7
|
vуmax, км/ч
|
135,45455
|
110,76923
|
22.29
|
Q, л
(при 90 км/ч)
|
9,99827
|
7,38370
|
35.41
|
Q, л
(при 120 км/ч)
|
13,51513
|
14,35931
|
5.8
|
t400, c
|
22.3433
|
25.5
|
12.37
|
t1000, c
|
44.132
|
47.29
|
6.68
|
tv, c
|
14.9333
|
17.15
|
12.93
|
Как видно из таблицы характеристики проектируемого автомобиля лучше характеристик автомобиля-аналога.
Заключение
При выполнении курсовой работы по функциональному проектированию автомобиля были определены основные параметры автомобиля, в том числе: массы автомобиля, количество мостов и колёсная формула, мощность двигателя, передаточные числа главной передачи и коробки передач, осуществили выбор шин и геометрических параметров, параметров тормозной системы и подвески, оценили управляемость, устойчивость и проходимость автомобиля. Также для достижения наилучших показателей была проведена оптимизация основных параметров автомобиля (мощность двигателя, количество ступеней коробки передач и её передаточные числа). Составили техническую характеристику проектируемого автомобиля. Все нормативы по показателям эксплуатационных свойств были выполнены. Автомобиль обладает большой мощностью (125 кВТ) и скоростью (140 км/ч). Уже выше сказанное даёт нам право сделать вывод о конкурентоспособности этого автомобиля. К тому же есть ещё большая перспектива к улучшению показателей качества, эффективности и комфортабельности данного автомобиля.
Список использованных источников
1 Гришкевич, А.И. Автомобили. Теория. – Мн.: Выш. шк., 1986. – 208 с.
2 Проектирование трансмиссий автомобилей. Справочник / А.И. Гришкевич, Б.У. Бусел, Г.Ф. Бутусов и др.; Под общ. ред. А.И. Гришкевича. – М.: Машиностроение, 1984. – 272 с.
3 Тарасик, В.П. Математическое моделирование технических систем. – Мн.: ДизайнПРО, 1997. – 640 с.
4 Тарасик, В.П. Методические указания по проектировочному тяговому расчету автомобиля с механической трансмиссией. – Могилев, 1985. – 10 с.
5 Тарасик, В.П. Оптимизация параметров технических объектов с учетом ограничений. Методические указания – Могилев, 1991. – 16 с.
6 Тарасик, В.П. Оптимизация параметров технических объектов с использованием максиминных критериев. Методические указания. – Могилев, 1991. – 12 с.
7 Тарасик, В.П. Теория движения автомобиля. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию – Белорусско-Российский Университет, 2005. – 26 с.
8 Крутолевич, С.К. Оценка тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля с механической трансмиссией. Методические указания. – Могилев, 1994. – 22 с.
9 ГОСТ 21398–89. Автомобили грузовые. Общие технические требования.
10 ГОСТ 22576–90. Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.
11 ГОСТ 20306–90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний.
12 ГОСТ 12.1.012–78. Вибрация. Общие требования безопасности.
13 ГОСТ 22895–77. Тормозные системы и тормозные свойства автотранспортных средств. Нормативы эффективности. Технические требования.
14 ГОСТ 4364–81. Приводы пневматические тормозных систем автотранспортных средств. Технические требования.
15 ГОСТ 22653–77. Автомобили. Параметры проходимости. Термины и определения.
16 ГОСТ 4754–80; ГОСТ 5513–86; ГОСТ 12715–90; ГОСТ 13298–90; ГОСТ 17393–82; ГОСТ 28837–90; ГОСТ 22374–77; ГОСТ 24985–81; ГОСТ 26585–85. Шины пневматические.
Достарыңызбен бөлісу: |