Курсовая работа: Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ГАЗ-13

Министерство образования Украины

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Кафедра автомобилей

Курсовая работа по теме:

“Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Газ-13”

Выполнил: ст. гр. Д 24

Домовец М.С.

Харьков 2004

Содержание

1. Исходные данные для расчёта

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

3. Построение графиков силового баланса и динамической характеристики

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу Лейдермана, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики N_{e max} и n_N воспроизвести всю картину мощности:

,

где N_e , кВт – текущее значение мощности двигателя,

n, об/мин – соответствующая частота вращения вала двигателя,

N_{e max} , кВт – максимальная мощность двигателя, N_emax =161.8 кВт.

n_N , об/мин – частота вращения вала двигателя при максимальной мощности.

А₁ ,А2 – эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя.

А1 и А2 принимаем равные 1,0 соответственно т. к. двигатель на заданном автомобиле карбюраторный.

Для выбора текущее значение n диапазон вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов n_min до n_N разбивается на произвольное число участков с постоянным интервалом Δn, кратным 50 или 100. Интервал выбираем по формуле:

,

Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничителя частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала n_N при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10-20% превышать частоту n_N , для него берут ещё одно значение n после n_N с тем же интервалом Δn.

Минимальную частоту вращения коленчатого вала n_min выбирают в пределах 400…800 об/мин. Меньшие значения принимают для дизелей, большие – для карбюраторных двигателей легковых автомобилей и АТС на их базе, средние – для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и АТС на их базе.

Nmin= 800 об/мин и Δn = об/мин.

,

Результаты расчётов занесены в таблицу 1 и с их помощью строем внешнюю

скоростную характеристику двигателя N_e =f(n) и M_e =f(n). Для дизельных двигателей и карбюраторных с ограничителями внешнюю скоростную характеристику строят до точки, соответствующей n_N .

3. Построение графиков силового баланса и динамической характеристикой

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса:

P_k -P_ψ -P_w -P_j =0, (4)

Тяговое усилие на ведущих колёсах определяют из выражения, Н:

, (5)

где: r_д – динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным r_ст , м.

Вторую составляющую силового баланса – силу суммарного дорожного сопротивления – определяют по формуле, Н:

P_ψ =ψ∙G,

где G=g∙m – полный вес автомобиля, Н. g=9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

В расчётах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивлению качению, в связи с чем полагаем ψ=const. Для автомобиля Газ-13 G=9,81∙3175=31146.75 Н, а при заданном ψ = 0,037 Р_ψ = 0,037 ∙ 31146,75=1152,430 Н.

Сила сопротивления воздуха, Н:

,

где: F – лобовая площадь автомобиля, м² .

V – скорость автомобиля, км/ч.

Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии – приближённо по выражению:

F=α∙B_r ∙H_r ,

где: α – коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей

α=0,78…0,8; для грузовых автомобилей α=0,75…0,9 (большее значение принимают для автомобилей с большей полной массой); для автобусов α=0,85…0,95 (меньшие значения принимаются для автобусов малой вместимости, а большие - большей).

F = 0,8 ∙ 1,61 ∙ 1,44 = 1,3552 м²

Сила сопротивления разгону, Н:

,

где: δ – коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс.

j – ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с² .

При построении и анализе графиков силового баланса величина P_j не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия P_k и суммы сопротивлений движению (P_ψ + P_w ).

График силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала n зависимостью:

,

где r_k – радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания, статистическому радиусу r_ст .

Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:

,

Для построения графика силового баланса рассчитываем сумму P_ψ + P_w , которая зависит только от скорости и не зависит от передаточного числа коробки передач. Поэтому расчёт выполняем применительно к скоростям, соответствующим высшей передачи.

Таблица 2. Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики автомобиля ЗАЗ-968М

Рисунок 1-Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя внутреннего сгорания

Рисунок 2. Силовой баланс автомобиля

Рисунок .3. Динамическая характеристика автомобиля

Таблица 1. Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя