Теория автомобилей

Государственный комитет по делам науки

и высшей школы РФ

Расчетно-пояснительная

записка

к курсовой работе

по дисциплине: ВлТеория эксплутационных свойств автомобиляВ».

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.

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) тАУ высота центра тяжести;

где:

L=2424(мм)- колесная база автомобиля.

1.3. Выбор шин:

Определение осевой нагрузки, действующей на шину.

где :

- количество шин на передней балке ;

-количество шин установленных на заднем мосту ;

.

Размеры шин :

175/70 S R13

где :

175 тАУ ширина профиля (мм);

R тАУ радиальная;

13 тАУ диаметр диска;

S тАУ 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) тАУ ускорение свободного падения;

- коэффициент сопротивления качению колеса;

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

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

- КПД трансмиссии;

k = 0,28 тАУ коэффициент обтекаемости автомобиля;

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

где:

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

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

1.4.2. Расчет стендовой мощности двигателя

где:

N_v тАУ 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 тАУ коэффициенты;

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

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

1.4.4. Определение крутящего момента.

где:

N_e тАУ мощность двигателя при текущих оборотах;

n_е тАУ текущие обороты двигателя;

Расчеты сводим в таблицу 1.1.

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 тАУ число цилиндров.

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 тАУ статический радиус колеса;

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

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

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

1.5.2. Определение передаточного числа 1-ой передачи.

передаточное число 1-ой передачи.

где:

Ga =13916 Н тАУ сила тяжести автомобиля;

- КПД трансмиссии;

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

максимальное дорожное сопротивление;

r_к = 0,285 м тАУ статический радиус колеса;

i₀ = 5,39 тАУ 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 тАУ порядковый номер рассчитываемой передачи;

n тАУ 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 тАУ текущие обороты автомобиля;

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

i_к тАУ передаточное число соответствующей передачи автомобиля;

i₀ = 5,39 тАУ передаточное число главной передачи.

Расчеты сводим в таблицу 1.2.

Табл. 1.2.

1.6. Расчет тягового баланса автомобиля

где:

P_e тАУ полная эффективная сила тяги;

1.6.1. Определяем силу сопротивления вспомогательного оборудования.

P_b- сила сопротивления вспомогательного оборудования;

где:

M_b тАУ момент сопротивления создаваемый вспомогательным оборудованием;

где:

M_b0 тАУ момент сопротивления вспомогательного оборудования при

низкой частоте вращения коленчатого вала;

b_E - коэффициент учитывающий влияние скоростного режима на

увеличение момента сопротивления;

где;

P_b0 = 0,01 мПа тАУ среднее расчетное давление газов, обеспечивающее

привод вспомогательных механизмов, на низкой частоте вращения

коленчатого вала;

b_E0 тАУ коэффициент скоростных потерь на привод вспомогательного

оборудования =

1.6.2. Сила сопротивления дороги.

где:

Ga тАУ сила тяжести автомобиля;

f₀ тАУ коэффициент сопротивления качению колеса;

V_a тАУ скорость автомобиля на высшей передачи.

1.6.3. Сила аэродинамического сопротивления.

где:

k тАУ коэффициент обтекаемости;

F тАУ площадь лобового сечения.

1.6.4. Сила сопротивления трансмиссии.

где:

n_тр = 2 тАУ количество агрегатов в трансмиссии;

- нагрузка на ведущий мост при полном использование грузоподъемности;

- коэффициент, учитывающий тип автомобиля;

Р_х0 = 30 (Н) тАУ сила сопротивления проворачивания валов, агрегата

трансмиссии;

- коэффициент скоростных потерь;

- коэффициент силовых потерь в трансмиссии.

Результаты сводим в таблицы 1.3. и 1.4.

Табл. 1.3.

продолжение табл. 1.3.

Табл. 1.3.

Силы сопротивления движению автомобиля (табл. 1.4.)

Табл. 1.4.

1.7. Мощностной баланс автомобиля.

на привод вспомогательного оборудования;

где:

V_a тАУ скорость автомобиля (м/с);

Р_b тАУ сила сопротивления вспомогательного оборудования;

N_e тАУ мощность двигателя;

Мощность, подводимая к колесу автомобиля (табл. 1.5.)

Табл. 1.5.

трансмиссии.

где:

Р_тр тАУ сила сопротивления трансмиссии;

- мощность, затраченная на преодоление

сопротивления воздуха;

где:

Р_Y - сила сопротивления дороги;

Р_W - сила аэродинамического сопротивления.

Мощность сопротивления движению автомобиля (табл. 1.6.)

Табл. 1.6.

1.8. Динамический паспорт автомобиля.

1.8.1. Динамический фактор.

D = [P_e - ( P_b + P_тр+ P_W)] / Ga

где:

Р_е и Р_b тАУ данные таблицы 1.3.

Р_тр и Р_W тАУ данные таблицы 1.4.

Расчеты динамического фактора сносим в таблицу 1.7.