Транспорт

Эксплуатационные свойства автомобилей


              Иркутский Государственный Технический Университет



                               Курсовая работа
                  по предмету: «Автотранспортные средства»



                                                          Выполнил: ст-т гр.



                                Иркутск 2003


     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.
                                    [pic]

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;
     (тр = 0,83 КПД трансмиссии;
       Кр =0,95 – коэффициент коррекции, учитывающий особенность стандарта,
по которому была снята внешняя скоростная характеристика.
Значения fv определяются выражением
                                    [pic]
                                    [pic]
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

                                    [pic]
                                    [pic]
где a,b,c, - эмпирические коэффициенты;
      для четырехтактных дизелей a = 0.53; b = 1.56; c = 1.09;
[pic]- отношение частот вращения вала двигателя при максимальной скорости и
                                                       максимальной
      мощности, 0,9 – 1 для грузовых автомобилей с дизельным двигателем

                                 [pic][pic]
Для построения внешней характеристики при известной мощности и выбранных
коэффициентах a,b,c, воспользуемся следующим выражением:
                                    [pic]
где ne – текущее значение частоты вращения вала двигателя
                                 [pic][pic]
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
|nV/nN   |0,2       |0,4         |0,6        |0,8        |1          |
|ne      |520       |1040        |1560       |2080       |2600       |
|(мин-1) |          |            |           |           |           |
|Ne (кВт)|24        |58,8        |96,6       |129,7      |150        |
|Me (Н*м)|440,8     |539,9       |591,4      |595,3      |551,0      |

                  3. Выбор передаточных чисел трансмиссии.

Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения
максимальной скорости на вышей передаче коробки передач.
                                    [pic]
где iкв = 0,7  - передаточное число коробки на высшей передаче;
   iдк =1,3 -  высшая передача дополнительной коробки
   rк = 0,583– радиус качения колеса, м
                                    [pic]
           4. Выбор ступеней и передаточных чисел коробки передач.

   Передаточное число ступеней  i  первой передачи определяется из условия
обеспечения движения по дорогам с заданным (max
                                   [pic];
где (max – суммарный коэффициент сопротивления дороги
                                    [pic]
   Полученное передаточное число на первой передаче надо проверить по
условиям отсутствия буксования. Буксования не будет если выполнено
неравенство:
              Me max= iгл * iдк * iк1 *[pic]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
                                    [pic]
где Gb – вес, приходящийся на ведущие колеса;
       (х - коэффициент сцепления шин с дорогой
                                    [pic]
Условие выполняется
                                    [pic]

где m – номер произвольной промежуточной передачи;
       n – число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи
и заднего хода.
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                        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:
                                   [pic];
                                   [pic]Н
                            Pf = Ga * f * cos  (
                       Pf = 137600*0,025*cos( =3440.6
                               PB = K * F * V2
                          PB = 0.7*5.74*0.62 = 1.3
                               PП = Ga* sin (
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.
                                 [pic][pic];
                                  [pic]м/с
Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится тяговая характеристика
автомобиля для всех ступеней рис.2
                                                                   Таблица 2
|значения\передач|1        |2          |3         |4         |5        |
|а               |         |           |          |          |         |
|РT              |36952,7  |20777,7    |11835,4   |6575,2    |3682,1   |
|                |45263,9  |25450,9    |14497,3   |8054,1    |4510,3   |
|                |49574,8  |27874,8    |15878,0   |8821,1    |4939,8   |
|                |49901,9  |28058,7    |15982,8   |8879,3    |4972,4   |
|                |46187,7  |25970,3    |14793,2   |8218,4    |4602,3   |
|V               |0,6      |1,0        |1,7       |3,1       |4,4      |
|                |1,1      |2,0        |3,5       |6,2       |8,9      |
|                |1,7      |3,0        |5,2       |9,3       |13,3     |
|                |2,2      |3,9        |6,9       |12,4      |17,8     |
|                |2,8      |4,9        |8,6       |15,6      |22,2     |
|Pf              |3440,0   |3440,0     |3440,1    |3440,2    |3440,4   |
|                |3440,0   |3440,1     |3440,2    |3440,8    |3441,6   |
|                |3440,1   |3440,2     |3440,5    |3441,7    |3443,5   |
|                |3440,1   |3440,3     |3440,9    |3443,0    |3446,2   |
|                |3440,2   |3440,5     |3441,5    |3444,8    |3449,7   |
|PB              |1,3      |4,0        |12,2      |39,6      |80,8     |
|                |5,0      |15,9       |48,9      |158,3     |323,0    |
|                |11,3     |35,7       |109,9     |356,2     |726,8    |
|                |20,0     |63,4       |195,4     |633,2     |1292,2   |
|                |31,3     |99,1       |305,3     |989,3     |2019,0   |

                       6. Мощностной баланс автомобиля
Баланс мощности автомобиля рассчитывается по формуле
                       NT = Ne (Tp = 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
|NT         |20,4       |49,98      |82,11      |110,2      |127,5      |
|Nf         |1904,4     |3387,0     |5946,2     |10703,5    |15291,6    |
|           |3808,9     |6774,1     |11892,9    |21410,5    |30593,5    |
|           |5713,4     |10161,5    |17840,9    |32124,7    |45916,2    |
|           |7617,9     |13549,2    |23790,7    |42849,5    |61269,9    |
|           |9522,6     |16937,3    |29743,0    |53588,5    |76665,1    |
|NB         |0,7        |3,9        |21,1       |123,1      |359,0      |
|           |5,5        |31,2       |168,9      |985,0      |2871,7     |
|           |18,7       |105,4      |570,0      |3324,3     |9691,9     |
|           |44,4       |249,7      |1351,1     |7879,9     |22973,4    |
|           |86,7       |487,7      |2639,0     |15390,4    |44870,0    |

                     7. Динамический паспорт автомобиля.
   Динамический паспорт представляет собой совокупность динамической
характеристики с номограммой нагрузок. Динамическая характеристика
определяется выражением:
                                   [pic];
   Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С
изменение веса от Ga до G0 (порожнего) D изменяется и его можно определить
по формуле
                                   [pic];
                                                                   Таблица 4
|D          |0,269     |0,151       |0,086      |0,047      |0,026     |
|           |0,329     |0,185       |0,105      |0,057      |0,030     |
|           |0,360     |0,202       |0,115      |0,062      |0,031     |
|           |0,363     |0,203       |0,115      |0,060      |0,027     |
|           |0,335     |0,188       |0,105      |0,053      |0,019     |
|D0         |4,607     |2,590       |1,474      |0,815      |0,449     |
|           |5,643     |3,171       |1,802      |0,985      |0,522     |
|           |6,180     |3,471       |1,966      |1,055      |0,525     |
|           |6,220     |3,491       |1,969      |1,028      |0,459     |
|           |5,755     |3,226       |1,806      |0,901      |0,322     |


По результатам вычислений строят динамическую характеристику с номограммой
нагрузок рис.4.
Масштаб шкалы D0 определяют по формуле [pic]
                                   [pic];
   где а – масштаб шкалы D для автомобиля с полной нагрузкой

                          8. Ускорение автомобиля.

   Ускорение находят по выражению:
                                   [pic];
                                      ;

   [pic]- коэффициент учета вращающихся масс.
   Коэффициент [pic] определяют по выражению:
                          [pic] = 1,04 + 0,04 i2кп
                      [pic] = 1,04 + 0,04 5,692 = 2,34
                                    [pic]

      Полученные результаты сводим в таблицу
                                                                   Таблица 5
|j          |1,057     |0,875       |0,521      |0,208      |0,058     |
|           |1,319     |1,110       |0,684      |0,300      |0,098     |
|           |1,455     |1,232       |0,766      |0,338      |0,100     |
|           |1,465     |1,240       |0,767      |0,323      |0,063     |
|           |1,348     |1,132       |0,686      |0,255      |0.012     |


   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)
                                   [pic];
   Из-за отсутствия аналитической зависимости 1/j =f (V), его решают
графическим методом, предварительно построив график 1/j =f (V).рис.6
                                                                   Таблица 6
|1/j        |0,9       |1,1         |1,9        |4,8        |17,2      |
|           |0,8       |0,9         |1,5        |3,3        |10,2      |
|           |0,7       |0,8         |1,3        |3,0        |10,0      |
|           |0,7       |0,8         |1,3        |3,1        |15,8      |
|           |0,7       |0,9         |1,5        |3,9        |81.7      |

   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
|t            |1.02      |2.42    |4.44   |6.92    |12.04   |18.08    |
|S            |3.56              |12.8              |25.56             |


                   10. Топливная экономичность автомобиля.
                                    [pic]
   где ge – удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч;
   (т = 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 *(* V;
   При движении по горизонтальному участку дороги ( = f
                                                                  Таблица 8.
|Ny           |значения ? = f                                           |
|             |0,02            |0,025                  |0,03            |
|             |12231,9         |15289,9                |18347,8         |
|             |24463,8         |30579,7                |36695,7         |
|             |36695,7         |45869,6                |55043,5         |
|             |48927,6         |61159,4                |73391,3         |
|             |61159,4         |76449,3                |91739,2         |

   Степень использования мощности может быть рассчитана по формуле
                                  И = [pic]
                                                                  Таблица 9.
|И            |61,7            |76,7                   |91,7            |
|             |54,7            |66,9                   |79,2            |
|             |56,5            |67,7                   |78,8            |
|             |65,2            |76,3                   |87,4            |
|             |83,2            |95,2                   |107,1           |

                       ge =1,1*235*1,12*0,95 = 275,044
                                    [pic]
   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.
|                 |y1               |y2               |y2               |
|Q                |30,3             |36,3             |43,9             |
|                 |30,1             |35,5             |40,2             |
|                 |32,4             |37,4             |42,2             |
|                 |36,5             |42,7             |47,9             |
|                 |43,3             |58,3             |73,2             |

                   11. Тормозная динамичность автомобиля.

                              jуст  = (*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:
                                   [pic];
   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
                                    [pic]
                                    [pic]
   Результаты вычислений заносим в таблицу для ( = 0,5 и ( =0,8
соответственно.
|ST                                                                      |
|( (( 0,5             |2,6    |5,8    |13,9      |37,7      |71,2      |
|( (( 0,8             |2,2    |4,7    |10,7      |27,1      |49,5      |


                                                                 Таблица 11.
   По результатам вычислений строим график рис.9.



                              Список литературы

     1. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов
        специальности 2401 ИрГТУ.
     2. Краткий автомобильный справочник НИИАТ – М.: Транспорт1.


смотреть на рефераты похожие на "Эксплуатационные свойства автомобилей"