Теория эксплутационных свойств автомобиля

Государственный комитет по делам  науки

и высшей школы  РФ

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная

записка

  к курсовой работе

 

 

по дисциплине: «Теория  эксплутационных свойств автомобиля».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сургут 1999 г.

Содержание

 

1. Тяговый расчет  автомобиля      4

1.1.Определение полной  массы автомобиля 

и распределение ее по осям       4

1.2. Расчет координат  центра тяжести автомобиля   4

1.3. Выбор шин         4

1.4. Определение характеристик  двигателя    5

1.4.1. Определение подкапотной  мощности двигателя 

необходимой для движения автомобиля с максимальной

скоростью          5

1.4.2. Расчет стендовой  мощности двигателя    6

1.4.3. Построение внешней  скоростной характеристики 

двигателя          6

1.4.4. Определение крутящего  момента     6

1.4.5. Определение литража двигателя     7

1.4.6. Определение хода  поршня (S) и диаметра поршня(D)  7

1.5. Определение конструктивных  параметров автомобиля  8

1.5.1. Определение передаточного  числа главной передачи  8

1.5.2. Определение передаточного  числа 1-ой передачи  8

1.5.3.  Выбор количества передач      8

1.5.4.Определение передаточных  чисел промежуточных передач 8

1.5.5. Определение скорости  автомобиля на различных 

передачах          9

1.6. Расчет  тягового  баланса автомобиля     9

1.6.1. Определяем силу  сопротивления вспомогательного

оборудования         10

1.6.2. Сила сопротивления  дороги      10

1.6.3. Сила аэродинамического  сопротивления    11

1.6.4. Сила сопротивления  трансмиссии     11

1.7. Мощностной баланс  автомобиля     12

1.8. Динамический паспорт  автомобиля     13

1.8.1. Динамический фактор       13

1.8.2. Номограмма загрузки  автомобиля (D₀)    14

1.8.3. Номограмма контроля  буксования     15

1.9. Характеристика ускорений      15

1.10. Характеристика разгона       16

2. Топливная  характеристика установившегося

 движения  автомобиля       20

3. Сравнительная  характеристика и анализ    

спроектированного автомобиля     23

Литература          26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Тяговый расчет  автомобиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

					Тяговый расчет автомобиля
	Лист	№ докум.	Подпись	Дата
						Литер	Лист	Листов
							3	26

 

1.Тяговый расчет  автомобиля

1.1.Определение полной  массы автомобиля и распределение  ее по осям:

 

, где :

 

m_o=1020 (кг)- масса снаряженного автомобиля (прототип);

m_гр=150 (кг)- номинальная грузоподъемность автомобиля;

q_o=70 (кг)- расчетная масса пассажира;

q_бг=10 (кг)- расчетная масса багажа;

N_сум=5 (чел.)- кол-во перевозимых пассажиров (суммарно) с учетом водителя;

 

;

 

.

 

m_a1= 46% = 563,2(кг)- вес приходящийся на переднюю ось;

m_a2= 54% = 766,8(кг)- вес приходящийся на заднюю ось.

 

1.2. Расчет координат  центра тяжести автомобиля:

 

  - расстояние от передней балки

до центра тяжести;

 

 -расстояние от заднего моста

до центра тяжести;

 

h=(0,25)L = 0,25* 2424 = 606(мм) – высота центра тяжести;

где:

L=2424(мм)- колесная база автомобиля.

1.3. Выбор шин:

Определение осевой нагрузки, действующей на шину.

                                    

Изм.	Лист	№ докум	Дата	Подп	Тяговый расчет автомобиля	Лист
						4

 

 

 
 

где :

- количество шин на передней  балке ;

-количество шин установленных  на заднем мосту ;

.

 

Размеры шин :

175/70 S R13

где :

175 – ширина профиля (мм);

R – радиальная;

13 – диаметр диска;

S – индекс скорости допускает максимальную скорость 180 км/ч.

 

Статический радиус колеса:                        

Радиус качения:                    

 

Наружный диаметр:               = 600(мм) 

 

 

 

1.4. Определение  характеристик двигателя.

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

 

                            
 где:           

- сила тяжести автомобиля      g = 9,81 (м/с²) – ускорение свободного падения;

- коэффициент сопротивления  качению колеса;

Изм.	Лист	№ докум	Дата	Подп	Тяговый расчет автомобиля	Лист
						5

 

f₀ = 0,012 – коэффициент, зависящий от состояния дороги;

V_max=140  (км/ч) = 39 (м/с) – максимальная скорость автомобиля;

- КПД трансмиссии;

k = 0,28 – коэффициент обтекаемости автомобиля;

F = 0,78*1,443*1,62 = 1,82 (м²) – лобовая площадь сечения автомобиля;

где:

В_Г = 1,62 (м) – габаритная ширина автомобиля;

Н_Г = 1,443 (м) – наибольшая габаритная высота автомобиля;

 

1.4.2. Расчет  стендовой мощности двигателя

где:

 N_v – подкапотная мощность двигателя;

- коэффициент потери мощности  двигателя на привод

вспомогательного оборудования;

 

 

1.4.3.Построение  внешней скоростной характеристики  двигателя. 

мощность двигателя.

где:

- подкапотная мощность двигателя;

А=В=С=1 – коэффициенты;

n_e = 500 – 6000 (об/мин) – текущие обороты двигателя;

n_N = 5500(об/мин) – обороты при максимальной мощности двигателя;

 

1.4.4. Определение крутящего момента.

где:

N_e – мощность двигателя при текущих оборотах;

n_е – текущие обороты двигателя;

 

 

 

Изм.	Лист	№ докум	Дата	Подп	Тяговый расчет автомобиля	Лист
						6

 

 

 

Расчеты сводим в таблицу 1.1.

 

 

ne			Ne, кВт	Ме, Н м
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000	0,09 0,18 0,27 0,36 0,45 0,54 0,63 0,72 0,81 0,9 1 1,09	0,0081 0,0324 0,0729 0,1296 0,2025 0,2916 0,3969 0,5184 0,6561 0,81 1 1,1881	4,388 9,309 14,567 19,963 25,3 30,382 35,011 38,991 42,124 44,212 45,069 44,306	83,81 88,9 92,742 95,323 96,646 96,715 95,529 93,09 89,395 84,444 78,255 70,52

Табл. 1.1.                                          

 

1.4.5. Определение  литража двигателя. 

где:

-максимальная мощность двигателя;

- литровая мощность двигателя.

 

1.4.6. Определение хода  поршня (S) и диаметра поршня(D).

 

 
ход поршня.

где:

литраж двигателя;

i = 4 – число цилиндров.

Изм.	Лист	№ докум	Дата	Подп	Тяговый расчет автомобиля	Лист
						7

 

 

 

диаметр поршня.

 

1.5. Определение конструктивных параметров автомобиля.

1.5.1. Определение передаточного  числа главной передачи.

передаточное число главной  передачи;

 

где:

r_k = 285 мм = 0,285 м – статический радиус колеса;

n_v = 6000 об/мин. – обороты двигателя при максимальной скорости;

i_кв = 0,75 – передаточное отношение высшей передачи КПП;

V_amax = 140 км/ч = 39 м/с – максимальная скорость автомобиля;

 

1.5.2. Определение передаточного  числа 1-ой передачи.

передаточное число 1-ой передачи.

где:

Ga =13916 Н – сила тяжести автомобиля;

- КПД трансмиссии;

М_emax = 96,715 – максимальный крутящий момент (табл. 1.1.);

максимальное дорожное сопротивление;

r_к = 0,285 м – статический радиус колеса;

i₀ = 5,39 – передаточное число главной передачи.

 

1.5.3.  Выбор  количества передач.

У данного прототипа  ВАЗ-21047 имеется пятиступенчатая  коробка переключения передач.

 

1.5.4.Определение  передаточных чисел промежуточных  передач.

где:

к – порядковый номер рассчитываемой передачи; 

Изм.	Лист	№ докум	Дата	Подп	Тяговый расчет автомобиля	Лист
						8

 

n – общее число передач не учитывая ускоряющую передачу и              передачу заднего хода;

 

 

 

- передаточное число 2-ой передачи;

- передаточное число 3-ей передачи;

- передаточное число 4-ой передачи;

- передаточное число 5-ой передачи;

-передаточное число заднего  хода.

 

1.5.5. Определение  скорости автомобиля на различных  передачах.

-  скорость автомобиля.

где:

n_e – текущие обороты автомобиля;

r_к = 290 мм = 0,29 м – радиус качения колеса; 

i_к – передаточное число соответствующей передачи автомобиля;

i₀ = 5,39 – передаточное число главной передачи.

 

Расчеты сводим в таблицу 1.2.

 

 

ne об/мин.	Va   м/с
	1	2	3	4	5
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000	0,86 1,72 2,6 3,45 4,32 5,18 6,04 6,91 7,77 8,64 9,5 10,37	1,27 2,55 3,82 5,1 6,38 7,65 8,93 10,21 11,48 12,76 14,04 15,31	1,89 3,78 5,67 7,57 9,46 11,35 13,25 15,14 17,03 18,93 20,82 22,71	2,78 5,5 8,34 11,13 13,91 16,6 19,48 22,26 25,04 27,82 30,61 33,39	3,97 7,95 11,92 15,9 19,87 23,85 27,82 31,8 35,78 39,75 43,73 47,7