Расчет топливно-экономических показателей автомобиля

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра автомобилей

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная записка

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Теория автомобиля»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил

Студент группы ЗАТ -301c                                       _________/ И.С.Кафизов

 

Принял                                                                        __________/ В.П. Лялин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2013

 

Содержание

Введение …………………………….……………………………………………3

Выбор исходных данных   __________________________________________5

Тяговый расчет автомобиля ________________________________________5

Расчет топливно-экономических показателей автомобиля  ______________58

Вывод  __________________________________________________________66

Список литературы _______________________________________________67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Автомобильный транспорт играет значительную роль в развитии экономики России. Высокие темпы автомобилизации в последние два десятилетия объясняются большей, в сравнении с другими транспортными средствами, эффективностью и возможностью автономной работы и мобильностью автомобиля.

В курсе теории автомобиля тягово-динамический и топливно-экономический расчет является одним из важнейших разделов.

Эти расчеты позволяет по некоторым заданным параметрам определить остальные конструктивные и эксплуатационные параметры автомобиля и его динамические и топливно-экономические свойства. Такой расчет является проектировочным и производится для автомобиля, существующего лишь в проектном задании.

Другим видом расчета является определение тягово-динамических и топливно-экономических показателей уже спроектированной машины, когда все конструктивные параметры известны. Этот расчет является поверочным и выполняется с целью уточнения полученных показателей.

Вполне естественно, что во втором случае, результаты расчета дают более достоверные представления о тягово-динамических и топливно-экономических свойствах автомобиля.

Контрольная работа охватывает все важнейшие разделы курса.  Выполнение данной контрольной работы способствует закреплению теоретических знаний и позволяет применить полученные знания на практике при решении инженерных задач.

Цель работы:

– Обобщение и углубление знаний, полученных при изучении расчётного курса «Теория автомобиля»;

Тема контрольной работы направлена на понимание наиболее значимой проблемы эксплуатации автомобиля - обоснованного выбора конструктивных показателей автомобиля, обеспечивающих эффективную, экономичную и надежную работу.

– Закрепление навыков в использовании методов определения показателей эксплуатационных свойств автомобильной техники.

– Закрепление знаний по конструкции автомобиля;

– Развитие навыков в использовании специальной литературы и других источников;

– Стимулирование творческой инициативы студента в изучении и применении расчётных приёмов;

– Развитие умения критически оценивать полученные данные и сопоставлять их с результатами других работ.

Задачи работы:

– Внешняя скоростная характеристика ДВС (ВСХ ДВС).

– Тяговая характеристика автомобиля.

– Динамическая характеристика автомобиля.

– Характеристика ускорений автомобиля.

– Время разгона автомобиля.

– Путь разгона автомобиля.

– Топливно-экономическая характеристика автомобиля.

–  Вывод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГАЗ-3302

100

Гравий

 

Выбор исходных данных

 

Характеристики		Модели
		ГАЗ 3302 борт /шасси	ГАЗ 33027 борт /шасси	ГАЗ 330202 борт /шасси
			(4х4)	(удлиненная база)
Общее описание транспортного средства		Автомобиль бортовой с двухдверной металлической кабиной. Платформа металлическая с откидными боковыми и задним бортами, со съёмным тентом
Колесная формула		4х2	4х4	4х2
Общее число мест		3	3	3
Полная масса автомобиля, кг		3500	3500	3500
Минимальный радиус поворота, м (по оси следа переднего внешнего колеса)		5,5	07.май	6,7
Шины		175 R 16, 185/175 R 16	195 R 16, 185/175 R 16	175 R 16, 185/175R 16
Сцепление		Однодисковое, сухое, с гидравлическим приводом
Коробка передач		Механическая, пятиступенчатая.
Главная передача		Коническая, гипоидная.
Подвеска	Передняя	Зависимая, рессорная, с телескопическими амортизаторами
	Задняя	Зависимая, рессорная, с телескопическими амортизаторами, со стабилизатором поперечной устойчивости или без него
Рулевое	С гидроусилителем	Рулевой механизм типа «винт-шариковая гайка» с встроенным гидроусилителем. Рулевая колонка с двухшарнирным рулевым валом и компенсатором, с механизмом регулировки рулевого колеса
управление	Без гидроусилителя	Рулевой механизм типа «винт-шариковая гайка».
Тормозная система	Рабочая	Передние тормозные механизмы – дисковые, задние – барабанные. Привод гидравлический, двухконтурный, с вакуумным усилителем и регулятором давления в заднем контуре.
	Запасная	Каждый контур рабочей тормозной системы

 

 

Габаритные размеры

Размеры	Модели
	ГАЗ 3302 борт /шасси	ГАЗ 33027 борт /шасси	ГАЗ 330202 борт /шасси
		(4х4)	(удлиненная  база)
A) Габаритная длина, мм	5480/5140	5480/5140	6616/6130
B) Габаритная ширина  по	2380; 1998; 2066	2380; 1998; 2066	2380; 1998; 2066
зеркалам; по  кабине; по бортовой
платформе, мм
C) Габаритная высота  по кабине; по	2120 ; 2570	2120 ; 2570	2120 ; 2570
тенту, мм
D) Передний свес, мм	1030	1030	1030
E) Колесная база, мм	2900	2900	3500
F) Задний свес, мм	1550/1210	1550/1210	2086/1600
G) Ширина колеи  передних колес, мм.	1700	1720	1700
H) Ширина колеи  задних колес, мм	1560	1560	1560
I) Дорожный просвет, мм.	170	190	170
J) Внутренняя длина  грузовой	3056	3056	4166
платформы, мм
K) Внутренняя ширина  грузовой	1978	1978	1978
платформы, мм
L) Внутренняя высота  грузовой	380	380	380
платформы по  борту, мм
M) Внутренняя высота  грузовой	1565	1565	1565
платформы по тенту, мм
N) Погрузочная высота, мм	960	1060	960

Двигатель

Характеристики	Двигатели
	ЗМЗ-40524 бензиновый	Chrusler-2.4Lбензиновый	УМЗ-4216 бензиновый
Количество цилиндров	4 цилиндра, с рядным  расположением	4 цилиндра, с рядным  расположением/ 4 клапана на цилиндр	4 цилиндра, с рядным  расположением/ 2 клапана на цилиндр
	4 клапана на цилиндр
Система питания	многоточечный впрыск топлива	многоточечный впрыск топлива	многоточечный впрыск топлива
Система зажигания	микропроцес-сорная	микропроцес-сорная	микропроцес-сорная
Рабочий объем, куб. см	2464	2429	2890
Номинальная мощность нетто,	91 (123,8)/	98 (133,3)/	78,5 (106,8)/
кВТ, (л.с.) / об/мин.	4500	5000	4000
Экология	ЕВРО - 3	ЕВРО - 3	ЕВРО - 3
Максимальный крутящий момент, Нм / об/мин.	205/	204/	220,5/
	4000	4000	2500
Применяемое топливо	Аи 92-95	Аи 92-95	Аи 92-95

 

I. Тяговый расчет автомобиля

1.1 Исходные данные.

Рассчитываемый автомобиль ГАЗ-3302

Максимальная скорость vmax=100 км/ч

Дорожные условия: гравий, сухой.

Кузов
Тип кузова	Автомобиль бортовой с двухдверной металлической кабиной. Платформа металлическая с откидными боковыми и задним бортами, со съёмным тентом
Количество дверей	2
Число мест	3
Двигатель
Расположение двигателя	Спереди, продольно
Объем двигателя, см³	2445
Количество цилиндров	4
Расположение цилиндров	Рядный
Число клапанов на цилиндр	2
Система питания	Карбюратор
Мощность, л.с. (кВт) при об/мин	90(66,2) при 2600
Крутящий момент, Нм при об/мин	173 при 2600
Трансмиссия
Тип привода	задний
Тип коробки передач	Механическая
Число передач	5
Ходовая часть
Передняя подвеска	Зависимая, рессорная, с телескопическими амортизаторами
Задняя подвеска	Зависимая, рессорная, с телескопическими амортизаторами, со стабилизатором поперечной устойчивости или без него
Тормоза передние	Дисковые
Тормоза задние	Барабанные
Шины в стандартной комплектации	185/80 R16
Рулевое управление
Тип	Рулевой механизм типа «винт-шариковая гайка».
Размеры, масса, объемы
Длина, мм	5480
Ширина, мм	2380
Высота, мм	2120
Колесная база, мм
Колея колес, передних/задних, мм	1430/1400
Клиренс, мм	170
Диаметр разворота, м	12.0
Снаряженная масса, кг	1150
Допустимая полная масса, кг	1550
Объем топливного бака, л
Динамические характеристики
Разгон с места до 100 км/ч, с	23.0
Максимальная скорость, км/ч	132
Расход топлива и токсичность
Город, л/100 км	13.4
Тип и марка топлива	Бензин АИ-92

 

Полный вес автомобиля 1550кг = 15190 Н(F=m*g(9.8))

Собственный вес автомобиля 1150 кг =11270 Н

Тип двигателя бензиновый, карбюратор

Тип трансмиссии: тип привода механический, КПП механическая 4-х ступенчатая.

Максимальная скорость 95км/ч

Максимальная мощность при частоте вращения коленчатого вала:

75 л.с.(55 кВт)/5400 об/мин.

Статический радиус колеса 0,335м.

Число ступеней КПП: 4

Передаточные числа:

1передача- 3,242

2 передача- 1,989

3 передача- 1,289

4 передача- 1

Задний ход -3,34

Передаточное число главной передачи- 4,3

Передаточные числа раздаточной коробки:

Высшая передача- 1,2

Низшая передача – 2,135

Аэродинамические параметры автомобиля: KВ=0,20Н*с2/м4; Fa=1,6м2; Wа=0,3 Н*с2/м2.

Механический КПД ηтр=0,88

 

1.2. Параметры, заданные техническими условиями.

Коэффициент сопротивления качению.

.525

Коэффициент суммарного сопротивления дороги.

 

Максимальный коэффициент сопротивления дороги.

 max=f+tg30= 0,0525+0,26=0,785

Коэффициент сцепления.

 

Тип двигателя: рядный, 4-х цилиндровый, поршневой.

 Удельный расход топлива.

 

 

1.3 Расчет и  построение внешней скоростной  характеристики двигателя автомобиля

 

Определение подкапотной мощности двигателя необходимой для движения автомобиля с максимальной скоростью.

?

=52,19 кВт

 

где:           

- сила тяжести автомобиля      

g = 9,8 (м/с2) – ускорение свободного падения;

ma – масса автомобиля;

f0 = 0,025 – коэффициент, зависящий от состояния дороги;

Vmax=95  (км/ч) = 26,3 (м/с) – максимальная скорость автомобиля;

 КПД трансмиссии;

Kв = 0,35 – коэффициент обтекаемости автомобиля;

Fа = 2,8 (м2) – лобовая площадь сечения автомобиля;

 

Расчет стендовой мощности двигателя

где:

 Nv – подкапотная мощность двигателя;

- коэффициент потери мощности  двигателя на привод

вспомогательного оборудования;

 

Расчетные параметры.

Максимальная мощность двигателя Nmax= 55 кВт.

Эмпирические коэффициенты: С1=1,0, С2=1,0.

Рабочий объем двигателя Vh (литраж)

Vh =(30*τ*)/(peN*)

τ-тактность двигателя;

peN= 0,6– 1,0 МПа– среднее эффективное давление при максимальной мощности ;

Vh = (30*4*55)/(0,7*5400)=1,7 л.

 

Эффективная мощность двигателя.

 

N800=55*(1*(800/5400)+1*(800/5400)2-( 800/5400)3)=8,6=9кВт

N1200=55*(1*(1200/5400)+1*(1200/5400)2-( 1200/5400)3)=14,19=14 кВт

N1600=55*(1*(1600/5400)+1*(1600/5400)2-( 1600/5400)3)=19,25=19 кВт

N2000=55*(1*(2000/5400)+1*(2000/5400)2-( 2000/5400)3)=25,3=25 кВт

N2400=55*(1*(2400/5400)+1*(2400/5400)2-( 2400/5400)3)=29,7=30 кВт

N2800=55*(1*(2800/5400)+1*(2800/5400)2-(2800/5400)3)=35,2=35кВт

N3200=55*(1*(3200/5400)+1*(3200/5400)2-( 3200/5400)3)=40,15=40 кВт

N3600=55*(1*(3600/5400)+1*(3600/5400)2-( 3600/5400)3)=44 кВт

N4000=55*(1*(4000/5400)+1*(4000/5400)2-( 4000/5400)3)=48,4=48кВт