Тяговый расчет прямолинейного движения автомобиля

СОДЕРЖАНИЕ

 ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………… 3

1 ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ  …………………………………………………..………. 4

1.1 Определение полной массы автомобиля и её распределения по осям .

1.2 Расчёт продольных координат центра масс автомобиля…….………….

1.3 Выбор шин для проектируемого автомобиля……………………………

1.4 Определение характеристик двигателя ………………………………….

1.5 Определение рабочего объёма двигателя ……………………………..

1.6 Определение конструктивных параметров автомобиля………………..

1.7 Расчёт тягового баланса автомобиля…………………………………….

1.8 Динамический паспорт автомобиля ……………………………………

1.9 Характеристика ускорений……………………………………………….

1.10 Определение пути и времени разгона автомобиля…………………….

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….

   СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ…………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Введение

 

Автомобильный транспорт играет существенную роль в общем грузовом и пассажирообороте нашей страны. От всех других видов транспорта он выгодно отличается мобильностью и меньшими капиталовложениями в его создании.

В последнее время автомобильный транспорт достиг нового уровня развития, заключающегося в специализации подвижного состава по назначению. Это вызвано в первую очередь экономической целесообразностью. Так для перевозок пассажиров по междугородним и международным маршрутам на автомобильном транспорте целесообразно применять автомобили большого класса. На внутригородских перевозках экономически рентабельно осуществлять перевозки пассажиров на автомобилях среднего и малого класса, имеющих более экономичный расход топлива, большую скорость перевозки, более высокую маневренность.

В городских условиях автомобили малого и среднего класса уже давно стали жизненно необходимыми, для передвижения населения в нашей стране. Для эксплуатационников необходимым становится и экономичность автомобильного транспорта. Таким образом, важной проблемой стоит создание автомобилей малого класса, обладающих низким расходом топлива, хорошими эксплуатационными свойствами.

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

При выполнении курсовой работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ГАЗ 2705. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля.            

Тип и класс автомобиля: легковой автомобиль(фургон)среднего класса.

Максимальная скорость движения на высшей передаче: 115 км/ч.

Тип двигателя: 4-х цилиндровый, 4-х тактный, рядный,      карбюраторный, расположение переднее продольное.

Коробка передач: механическая пятиступенчатая;

Колесная формула: 4х2.

Количество мест в автомобиле: 3.

Коэффициент сопротивлению качению колес выбираем для сухого асфальта, то есть f0 =0,012.

Массу водителя и пассажира принимаем равной 70 кг.

Максимальная частота вращения двигателя по внешней скоростной характеристике равна номинальной частоте вращения.

Масса снаряжённого автомобиля 2000 кг

Масса груза в багажнике 1250 кг.

Коэффициент обтекаемости автомобиля k=0,15.  Hс2/м4

 

 

 

 

1.1. Определение полной массы автомобиля и её распределения по осям

Величина полной массы автомобиля рассчитывается по формуле

 кг;

где - масса снаряжённого автомобиля, кг;

- номинальная грузоподъёмность  автомобиля, кг;

- расчётная масса водителя, пассажира, (принимается  кг);

- расчётная масса багажа  одного перевозимого человека, (принимается кг);

- количество перевозимых  в автомобиле человек.

Ма=2000+1250+(70+10)·3=3490 (кг)

Расчёт величины массы автомобиля приходящейся на переднюю ( ) и заднюю ( ) оси автомобиля рассчитывается соответственно по формулам

 кг;

 кг;

где - коэффициенты, учитывающие распределение массы соответственно между передней и задней осями автомобиля.

Величины принимаем самостоятельно на основе анализа величин аналогичных параметров для существующих однотипных автомобилей.

При этом следует иметь ввиду наличие следующих соотношений:  , .

                                    М аП=0,6∙3490=2094 (кг)

                                   М аз=0,4∙3490=1396 (кг)

 

 

1.2. Расчёт продольных  координат центра масс автомобиля

Величина расстояний от оси передних колёс (А) и оси задних (Б) до центра масс автомобиля рассчитываются по формулам

 мм;

 мм,

где L – колёсная база автомобиля (принимается на основе анализа конструкций аналогичных автомобилей), мм.

 мм

 мм

Величина высоты расположения центра масс относительно опорной поверхности определяется ориентировочно исходя из следующего соотношения

 мм.

 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Выбор шин  для проектируемого автомобиля

Размер шин для проектирования автомобиля выбираем исходя из величины максимальной осевой нагрузки, допускаемой максимальной скорости автомобиля, а также с учётом анализа конструкций аналогичных автомобилей.

Величины осевых нагрузок, действующих соответственно на передние и задние шины рассчитываются по формулам

;

,

где - ускорение свободного падения  ;

- соответственно количество  передних и задних шин  .

                                            РшП=10270 (Н)

                                           РшЗ=6847 (Н)

Размер шин выбираем из ГОСТ 4754-97 или 5513-97 в зависимости от типа проектируемого автомобиля, при этом указываем следующие параметры шины:

 175/80R16 МИ-166 Steel Radial Q85Tubeless ГОСТ 4754 3500 020426 Made in Russia, где:

175/80R16-обозначение (размер) шины,                                                  

 где 175 — номинальная ширина профиля шины в мм,                                     80 - серия (номинальное отношение высоты профиля к его ширине в процентах),                                                          

  R—буквенный индекс радиальной шины,                                                                  

16-обозначение посадочного диаметра шины, соответствующее номинальному диаметру обода в дюймах;

МИ-166-торговая марка (модель шины), где МИ - условное обозначение разработчика шины, 166 - порядковый номер разработки;

Steel - металлокорд в брекере;

Radial - радиальная шина;

Q - индекс категории скорости. Указывает, что эти шины можно  эксплуатировать с максимально допускаемой скоростью 160 км/ч;

85 - индекс несущей способности нагрузки. Указывает, что максимально допускаемая нагрузка на шину составляет 5150 Н;

Tubeless - бескамерная шина;

ГОСТ 4754 - обозначение стандарта, по которому производится шина;

3500 - дата изготовления (35-порядковый номер недели с начала года, 00 - последняя цифра года изготовления - 2000 г.);

020426 - порядковый номер шины;

Made in Russia - страна, где изготовлена  шина (Россия).

Статический радиус колеса:

где d – посадочный диаметр обода;

∆ - отношение высоты Н к ширине В обода;

λсм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

 

;

∆=0,80 ; В=175 мм.

Т.к. шины радиальные, то примем λсм=0,96 .

.

Радиус качения колеса:

.

 

 

1.4. Определение характеристик двигателя

Величина мощности двигателя , необходимая для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью по горизонтальной дороге рассчитывается по формуле

,

где  - сила тяжести автомобиля, Н;

- коэффициент сопротивления  качению автомобиля при его  движении с максимальной скоростью;

F – площадь поперечного сечения автомобиля, м2;

- коэффициент обтекаемости  автомобиля (для легковых автомобилей  ) ;

- коэффициент полезного  действия трансмиссии (для легковых  автомобилей  ).

Величины и рассчитываются по формулам

;

Ga=9.81∙3490=34236,9 (Н)

,

f vmax=0.012∙(1+0,018

где - коэффициент сопротивления для сухого асфальта при движении со скоростью 10-15 км/час ( ).

Величина площади поперечного сечения автомобиля может быть принята на основании анализа конструкций однотипных автомобилей или рассчитана ориентировочно по формуле:

,

где - соответственно габаритная ширина, и наибольшая габаритная высота автомобиля (принимаются самостоятельно), м.

F=0,75∙2,200∙2,020=3,333 (м2)

NVmax=21.8 (кВт)

Для данной марки автомобиля величина мощности двигателя равна 66,2 кВт.

Величина максимальной мощности двигателя определяется с учётом затрат на привод систем обслуживающих двигатель

.

Nвmax=71,18 ( кВт)

 Величины внешней эффективной  мощности двигателя 

в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя рассчитываются по формуле

Nei=Nеmax∙,кВт

nei – частота вращения коленчатого вала двигателя в рабочем диапазоне от 1000 до 6000 об/мин для -бензиновых и от 1500 до 3000 об/мин для дизельных четырёхтактных двигателей;

- интервал изменения  оборотов двигателя ( ).

Величина внешнего эффективного крутящего момента в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя рассчитываются по формуле

.

Величины принимаются для бензиновых двигателей от 1000 об/мин до 6000 об/мин с интервалом 500 об/мин, для дизельных четырёхтактных двигателей от 1500 до 3000 об/мин с интервалом 150 об/мин

Результаты расчётов величин и в зависимости от занесены в таблицу №1.

  Таблица 1 Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
	13,5	21,1	29,0	36,8	44,5	51,6	58,0	63,4	67,5	70,2	71,2
	128,9	135,6	138,4	140,5	141,6	140,7	138,4	134,5	128,9	121,8	113,3

 

На основании полученных данных строятся графики зависимостей: , .

 

 

                                                        Рисунок 1 – Внешняя скоростная характеристика

 

1.5. Определение рабочего объёма двигателя

Величина рабочего объёма двигателя рассчитывается по формуле

,

где - удельная литровая мощность двигателя, принимается 

.

                                    V∑=2,15 (дм3)

Величина хода поршня рассчитывается по формуле

,

где - соотношение между ходом поршня и диаметром цилиндра ,

принимается  ;

- константа, равная 3,14;

- число цилиндров  .

                                 SП=10∙=9,93 (см)

Величина диаметра цилиндра рассчитывается по формуле

.

Дц=8,26 (см)

 

1.6. Определение конструктивных параметров автомобиля

Передаточное число главной передачи рассчитывается по формуле

,         

где - радиус качения колеса, м;

- обороты двигателя при  максимальной скорости (мощности),