Расчет автомобиля

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………

1. Исходные данные…………………………………………………………..7
2. Компоновка ………………………………………………………………...8
1. Компоновка автомобиля…………………………………………………...8
2. Компоновка трансмиссии……………………………………………...…10
3. К.П.Д. трансмиссии ……………………………………………...……….11
4. Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией…………...11
1. Исходные данные для тягового расчёта…………………………...….…11
2. Определение полной массы автомобиля…………………………..…….11
3. Определение лобовой площади автомобиля………………………........12
4. Определение радиуса колеса………………..……………………...…….12
5. Определение максимальной мощности двигателя………………..…….12
5. Внешняя скоростная характеристика двигателя………………….…….13
1. Определение эффективной мощности…………………………….…….13
2. Определение эффективного крутящего момента………………….........14
6. Определение передаточных чисел………………………………….........15
1. Определение придаточного числа главной передачи…………..…........15
2. Определение придаточного числа коробки передач ……………..…….15
7. Тяговый и мощностной баланс автомобиля…………………………….16
1. Тяговый баланс автомобиля ……………………………………………..16
2. Мощностной баланс автомобиля………………………………………...20
8. Динамический паспорт автомобиля……………………………………..23
1. Динамический фактор…………………………………………………….23
2. График контроля буксования …………………………………………....24
9. Характеристика ускорений автомобиля…………………………...…….25
10. Тормозные свойства  автомобиля………...……………………..……….26
1. Тормозной путь автомобиля……………………………………………..26
2. Остановочный путь автомобиля………………………………….……...28
11. Устойчивость……………………………………………………….……..34
1. Критическая скорость по опрокидыванию……………………………...34
2. Критическая скорость по боковому скольжению……………………....34
12. Управляемость …………………………………………………………....35
13. Приложение……………………………………………………………….38
14. Список использованной литературы……………………………….........47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы

 Автомобиль как транспортное средство предназначен для перемещения в пространстве грузов и пассажиров. Его движение осуществляется за счёт взаимодействия ведущих колёс с опорной поверхностью (дорогой). Из-за сложных и разнообразных условий эксплуатации автомобили имеют различное конструктивное исполнение и, как следствие, различные эксплуатационные свойства. Созданный для перемещения с большой скоростью автомобиль, именно в силу своей подвижности, возможности быстро изменять положение на дороге относительно других объектов, как движущихся, так и неподвижных, представляет собой источник повышенной опасности. Инженер по организации дорожного движения должен знать, какими свойствами обладают автомобили, чтобы на дорогах различных категорий вероятность возникновения дорожно-транспортных происшествий была возможно меньше, а также какие ограничения должны накладываться на параметры движения в соответствии с эксплуатационными свойствами автомобилей и их конструкцией.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Исходные данные

В качестве автомобиля прототипа  выбираем автомобиль Heibao HFJ1020GV

Технические характеристики прототипа

Длинна/ширина/высота – 3935/1415/1835м.

Длинна/ширина/высота кузова – 2480/1325/285м.

Масса автомобиля снаряженная/полная – 910/1000кг.

Двигатель: дизельнвй,  4-х  цилиндровый, 4-х тактный

Рабочий объём: 1308 см³

Мощность: 58л.с./5400 об/мин.

Максимальный крутящий момент: 108/3500-4000 об/мин.

Степень сжатия: 9,3

Колея передних/задних колёс: 1400/1400 мм.

Колёсная база: 2200 мм.

Колёса: 250-330см.

Пассажировместимость:  2 человека

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данный автомобиль был  выбран в качестве прототипа т.к. он отвечает следующим требованиям – простота конструкции, небольшие габариты, дизельный двигатель и достаточная вместимость кабины.

 

2. Компоновка

2.1 компоновка автомобиля

 

 

 

 

 

 

 

 

Преимущества компоновки:

1. Автомобиль имеет небольшие габариты по сравнению с автомобилем с аналогичными параметрами но с капотной компоновкой
2. Лучший обзор с места водителя
3. Больший объём грузовой платформы
4. Более лучшая теплозащита двигателя в холодное время года и в зонах с невысокими и низкими среднегодовыми температурами.
5. Уменьшение снаряжённой массы
6. Уменьшение минимального радиуса поворота
7. Улучшенная манёвренность

 

 

 

 

 

Недостатками данной компоновки

1. Неудачная развесовка по осям в состоянии без нагрузки, когда на ведущую ось приходится менее 50% веса автомобиля. Это ограничивает проходимость автомобиля с колесной формулой 4x2 в порожнем состоянии, поэтому указанная компоновочная схема используется для автомобилей, эксплуатирующихся в условиях благоустроенных дорог.
2. Усложняется привод управления коробкой передач, что может вызвать и         затруднение управления автомобилем.
3. Двигатель занимает значительный объем в средней части кабины, поэтому в салоне удается разместить только два места: одно водительское и одно для пассажира.
4. Затрудняется доступ к двигателю, поэтому часто приходится выполнять кабину откидывающейся вперед и предусматривать соответствующий подъемный механизм, что усложняет и удорожает конструкцию.
5. Водитель и пассажир находятся в некомфортной зоне с точки зрения вертикальных, продольных и поперечных колебаний, которые имеют максимальные (или близкие к максимальным) амплитуды в надколесной зоне. Для улучшения ситуации при такой компоновке автомобиля приходится иногда создавать собственную подвеску кабины, не говоря уже о подрессоривании водительского сиденья.
6. Затрудняется процесс занятия места в кабине и выхода из нее ввиду высокого уровня пола, который должен располагаться на 100-150 мм выше верхней точки переднего колеса (необходимый запас на динамический ход подвески). Указанное обстоятельство приводит к тому, что у данного типа компоновки высота расположения панели крыши получается самой большой из всех других компоновок.
7. Необходима хорошая шумо- и теплоизоляция салона от находящегося под кабиной двигателя.

 

2.2 Компоновка трансмиссии

Преимущества заднеприводной компоновки трансмиссии

1. Больший угол поворота колёс
2. Более рациональное использование массы перевозимого груза
3. Простота передней подвески
4. Технологически, задний привод зачастую проще по сравнению с передним; в частности, не требует обязательного использования относительно сложных и дорогостоящих шарниров равных угловых скоростей, даже в случае независимой задней подвески; однако, себестоимость очень сильно зависит от конкретной компоновки, что рассмотрено ниже, и конкретной реализации;

 

Недостатки заднеприводной компоновки трансмиссии 

1. Наличие карданного вала
2. Усложнение заднего моста
3. На заднеприводном автомобиле повёрнутые передние колеса создают эффект торможения, а толкающие задние — избыточную толкающую силу, поэтому заднеприводные автомобили тяготеют к заносу (скольжению задней оси в повороте), что называется избыточной поворачиваемостью.

 

 

 

 

 

 

3.КПД трансмиссии

η_тр.                                   (1)

где

К-количество цилиндрических пар

l- количество конических пар

m- количество карданных шарниров

  тогда

η_тр.

4.Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией

4.1 Исходные данные для тягового расчёта

Тип автомобиля: грузовик

Пассажировместимость: 2 человека

Максимальная скорость: 120 км/ч

Коэффициент сопротивления  дороги: ψ=0,4

Тип двигателя: дизельный

Тип трансмиссии: механическая

Грузоподъёмность: 1 тонна

4.2 Определение полной массы автомобиля

Снаряженная масса автомобиля выбирается по технической характеристике существующего автомобиля аналогичного типа (Heibao)

m_a=m₀+m_п+m_п.г.=910+250+1000=2160кг.

 

 

где

m₀-снаряженная масса автомобиля

m_п- масса пассажиров

m_п.г.- масса перевозимого груза

4.3 определение лобовой площади автомобиля

F=0.8*B*H=0.8*1.415*1.835=2.07м²

где

В- колея автомобиля

Н- высота автомобиля

4.4 Определение радиуса колеса

r=13́=,3302 м.

 

4.5 Определение максимальной мощности двигателя

N_v=                                      ₍₂₎

где

Сх- коэффициент обтекаемости автомобиля= 0,35

Ρ_в- плотность воздуха = 1,225

V_тах –максимальная скорость автомобиля м/с

f- коэффициент сопротивления качению, скорректированный по скорости движения

f=f₀

N_v= кВт

 

 

5.Внешняя скоростная характеристика двигателя

5.1 Определение эффективной  мощности

Внешнюю скоростную характеристику двигателя строят, используя формулу  С.Р. Лейдермана

N_e=                            (3)

где

a,b,c- эмпирические коэффициенты (а=0,87, b=1,13, с=1)

N_e- текущее значение мощности

N_{e 900}=6,87  кВт

N_e1800=15,14кВт

N_{e 2700}=23,7 кВт

N_{e 3600}=31,43кВт

N_{e 4500}=37,24кВт

N_{e 5400}=40кВт

N_{e 6300}=38,6 кВт

 

 

 

 

 

 

5.2 Определение эффективного крутящего момента

 

M_e=                                                   (4)

где

N_е- текущее значение мощности

n_e-текущие обороты двигателя

 

M_e= =72,93 Нм

M_e= =80,36 Нм

M_e= 83,86   Нм

M_e= =83,431  Нм

M_e= =79,067  Нм

M_e= =70,77  Нм

M_e= =58,54  Нм

Данные расчётов внесём в  таблицу 1 и построим по данным этой таблицы скоростную характеристику

 

Таблица 1

ne	900	1800	2700	3600	4500	5400	6300
Ne	6,87037	15,14074	23,7	31,43704	37,24074	40	38,6037
Me	72,93387	80,36487	83,86412	83,43163	79,06739	70,77141	58,54368

 

 

 

6.Определение передаточных чисел

6.1 Определение передаточного числа главной передачи

U₀=                                                          (5)

где

r-радиус колеса – 0,3302 м.

U_кв – передаточное число коробки передач на высшей передаче=1

V_max-максимальная скорость=33,33 м/с

 

U₀==6,535

6.2 Определение придаточного числа коробки передач

U₁=                                                                                                  (6)

где

ψ-коэффициент сопротивления  дороги =0,4

Мmax-максимальный крутящий момент= 83,864Нм

m_а-масса автомобиля приходящаяся на ведущие колеса =1600кг.

 

U₁==2,942

Полученное придаточное  число 1 передачи не гарантирует отсутствия буксования ведущих колёс автомобиля. Чтобы не было буксования ведущих  колёс при движении на первой передаче, необходимо выполнить проверку.

U₁^φ=        (7)

m_в- масса приходящаяся на ведущие колёса автомобиля =1600 кг

φ-коэфициент сцепления колёс  с дорогой =0,2

U₁^φ=

 

U₁^φ=4,539> U₁=2,942

Условие выполняется

Определим придаточные числа других передач

U_k=

U₂=

U₃=

U₄=

U₅=

 

7.Тяговый и мощностной баланс автомобиля

7.1 Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля- это зависимость тяговой силы на ведущих колёсах для различных передаточных чисел в трансмиссии, а также сил сопротивления движению от скорости автомобиля.

Уравнение тягового баланса  автомобиля при неравномерном движении имеет вид

P_T=P_f+P_W+P_j                                                                                        (9)