Курсовая работа: Эксплуатационные свойства автомобилей

Иркутский Государственный Технический Университет

Курсовая работа

по предмету: «Автотранспортные средства»

Выполнил: ст-т гр.

1.Определение полной массы автомобиля и распределение её по мостам.

ma= mc+ mг + 80*z n;

где zn – число пассажиров, включая водителя

mc – масса снаряжённого автомобиля

mг - масса груза

ma= 8020+5500+80*3=13760 кг

Нагрузка на задний мост 2/3ma = 9174 кг

Нагрузка на передний мост равна 4586 кг

Нагрузка на одно колесо равна 2293,5 кг

Выбираем шины с регулируемым давлением и рисунком протектора повышенной проходимости (ГОСТ 13298 – 78) 370 – 508 (14,00 – 20) статический радиус rc=0,583 м

2. Подбор внешней характеристики двигателя

Расчёт начинаем с определения мощности двигателя, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью.

где Ga – полный вес автотранспортного средства, Н;

fv – коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости;

V – максимальная скорость, м\с;

К = 0,7 – коэффициент обтекаемости, нс2/н4

F – лобовая площадь автомобиля, м2;

hтр = 0,83 КПД трансмиссии;

Кр =0,95 – коэффициент коррекции, учитывающий особенность стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика.

Значения fv определяются выражением

где f = 0.2 – коэффициент сопротивлению качению

Лобовая площадь определяется:

F = Bk H

где Bk = 2 – колея автомобиля, м;

Н = 2.87 – наибольшая высота автомобиля, м;

Пользуясь эмпирической формулой С.Р. Лейдермана, находят максимальную мощность двигателя:

F =2000*2850=5,74 м2

где a,b,c, - эмпирические коэффициенты;

для четырехтактных дизелей a = 0.53; b = 1.56; c = 1.09;

- отношение частот вращения вала двигателя при максимальной скорости и максимальной мощности, 0,9 – 1 для грузовых автомобилей с дизельным двигателем

Для построения внешней характеристики при известной мощности и выбранных коэффициентах a,b,c, воспользуемся следующим выражением:

где ne – текущее значение частоты вращения вала двигателя

Кривая зависимости крутящего момента двигателя от частоты вращения вала рассчитываем по формуле:

М=9550*Nе/ne

М=9550*24/540=440.8 H*м

Результаты расчётов Ne и Me сводят в таблицу и строят график внешней скоростной характеристики, рис. 1.

Таблица 1

3. Выбор передаточных чисел трансмиссии.

Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения максимальной скорости на вышей передаче коробки передач.

где iкв = 0,7 - передаточное число коробки на высшей передаче;

iдк =1,3 - высшая передача дополнительной коробки

rк = 0,583– радиус качения колеса, м

4. Выбор ступеней и передаточных чисел коробки передач.

Передаточное число ступеней i первой передачи определяется из условия обеспечения движения по дорогам с заданным ymax

;

где ymax – суммарный коэффициент сопротивления дороги

Полученное передаточное число на первой передаче надо проверить по условиям отсутствия буксования. Буксования не будет если выполнено неравенство:

Me max= iгл * iдк * iк1 *тр * Kр /rk £ Pт сц

где Рт сц – сила тяги по сцеплению

Рт сц = 137600*0.7 = 96.32 кН

Me max=7,87*1,3*5,62*0,85*0,95/0,583 =79,64 Н*м

где Gb – вес, приходящийся на ведущие колеса;

jх - коэффициент сцепления шин с дорогой

Условие выполняется

где m – номер произвольной промежуточной передачи;

n – число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи и заднего хода.

5. Тяговый баланс автомобиля.

Расчёт и построение тягового баланса автомобиля выполняют в соответствии с формулой

Рт = Рf +РB +РП +РI

где Рт – тяговая сила, Н

Рf - сила сопротивления качению, Н;

РB – сила сопротивления воздуха, Н;

РП - сила сопротивления подъёму, Н;

Рj – сила инерции (ускорения или замедления), Н;

Составляющие тягового баланса определяются формулами:

;

Н

Pf = Ga * f * cos a

Pf = 137600*0,025*cosa =3440.6

PB = K * F * V2

PB = 0.7*5.74*0.62 = 1.3

PП = Ga* sin a

Для случая движения автомобиля по горизонтальному участку PП = 0

При построении тягового баланса необходимо определить скорость движения автомобиля для всех расчетных частей вращения коленчатого вала на различных передачах.

;

м/с

Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится тяговая характеристика автомобиля для всех ступеней рис.2

Таблица 2

6. Мощностной баланс автомобиля

Баланс мощности автомобиля рассчитывается по формуле

NT = Ne hTp = Nf + NB + Nn + Nj

где NT – мощность, приведенная к ведущим колесам автомобиля, кВт;

Nf - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

NB - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

NП - мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма, кВт;

Nj- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Составляющие мощностного баланса определяются:

Nf = Pf*V;

Nв = Pв*V;

Nп = Pп*V;

Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится график мощностного баланса рис.3.

Таблица 3

7. Динамический паспорт автомобиля.

Динамический паспорт представляет собой совокупность динамической характеристики с номограммой нагрузок. Динамическая характеристика определяется выражением:

;

Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменение веса от Ga до G0 (порожнего) D изменяется и его можно определить по формуле

;

Таблица 4

По результатам вычислений строят динамическую характеристику с номограммой нагрузок рис.4.

Масштаб шкалы D0 определяют по формуле

;

где а – масштаб шкалы D для автомобиля с полной нагрузкой

8. Ускорение автомобиля .

Ускорение находят по выражению:

;

;

- коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент определяют по выражению:

= 1,04 + 0,04 i2кп

= 1,04 + 0,04 5,692 = 2,34

Полученные результаты сводим в таблицу

Таблица 5

По полученным значениям ускорения строят j = f(V) для всех передач рис.5.

9. Время и путь разгона автомобиля.

Время разгона t с места до скорости V определяют интегрированием функции I/j(V)

;

Из-за отсутствия аналитической зависимости 1/j =f (V), его решают графическим методом, предварительно построив график 1/j =f (V).рис.6

Таблица 6

Время разгона определяется как выражение

t = av*ai/j*Ft;

t1 =0,2*0,2*25,5 =1,02 c

Путь разгона определяют как выражение

S = av*at*Fs

S1 =0.2*0.2*89 = 3,56 м

По результатам вычислений заносим в таблицу и строим график рис.7.

Таблица 7

10. Топливная экономичность автомобиля.

где ge – удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч;

rт = 850 г/л – плотность топлива;

N – мощность расходуемая для преодоления сопротивления дороги, кВт.

ge = (1.05~1.15)*gmin Kob*Kи

где Kob и Kи – коэффициенты, учитывающие соответственно изменения ge в зависимости от частоты вращения вала двигателя и степени использования мощности (табл. 1.2)

N = Ga *y* V;

При движении по горизонтальному участку дороги y = f

Таблица 8.

Степень использования мощности может быть рассчитана по формуле

И =

Таблица 9.

ge =1,1*235*1,12*0,95 = 275,044

Данные расчётов заносят в таблицу и строят топливо экономическую характеристику, графиком топливо экономической характеристики строят график динамической характеристики на высшей ступени рис.8

Таблица 10.

11. Тормозная динамичность автомобиля.

jуст = j*g/ kэ;

где kэ = 1,1~1.2– коэффициент, который учитывает степень теоретически возможной эффективности тормозной системы.

jуст2 =4.27

jуст1 =6.82

Тормозной путь определяют по формуле:

;

где V – начальная скорость автомобиля, м/с

tПР= 0.2 – время срабатывания тормозного привода, с

tУ =0.4 – время в течение которого замедление увеличивается от нуля до максимального значения

Результаты вычислений заносим в таблицу для j = 0,5 и j =0,8 соответственно.

Таблица 11.

По результатам вычислений строим график рис.9.

Список литературы

Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 2401 ИрГТУ.

Краткий автомобильный справочник НИИАТ – М.: Транспорт1.