Эксплуатационные свойства автомобиля

Скачать работу - Эксплуатационные свойства автомобиля

Библиография литературы наименований 4. В данной курсовой работе был произведён тяговый расчёт автомобиля, включающий в себя определение полного веса автомобиля и подбора шин, определение внешней скоростной характеристики двигателя, определения передаточного числа главной передачи и коробки передач. На основании полученных данных определяем тягово-скоростные характеристики автомобиля. В последнюю очередь рассчитываем показатели топливной экономичности и динамических качеств при торможении автомобиля. По данным расчёта строятся графики зависимости. Все полученные результаты сравниваются с показателями прототипа схожего транспорта. СОДЕРЖАНИЕ . Основные обозначения Введение Выбор и обоснование исходных данных 1 Тяговый расчёт автомобиля 1.1 Определение полного веса автомобиля и подбор шин 1.2 Определение внешней скоростной характеристики двигателя 1.3 Определение передаточного числа главной передачи 1.4 Определение передаточных чисел коробки передач 2 Определение тягово-скоростных качеств автомобиля 2.1 Тяговая диаграмма движения автомобиля 2.2 Динамическая характеристика автомобиля 2.3 Динамический паспорт автомобиля 2.4 Мощностная диаграмма движения автомобиля 2.5 Ускорение при разгоне 2.6 Определение времени разгона автомобиля 2.7 Определение пути разгона автомобиля 3 Показатель топливной экономичности автомобиля 4 Определение динамических качеств автомобиля при торможении Заключение Литература Основные обозначения F -лобовая площадь автомобиля, м; G o -вес автомобиля в снаряженном состоянии, Н; G a -полный вес автомобиля, Н; G п -вес прицепа, Н; G 2 -вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось, Н; J m -момент инерции вращающихся деталей двигателя, Н·мс 2; J k -момент инерции колёс, Н·мс 2 ; U o -передаточное число главной передачи; U k -передаточное число коробки передач; r k - радиус качения колеса, м; V - скорость движения автомобиля, м/с; V max - максимальная скорость движения автомобиля на высшей передаче, м/с; n e - частота вращения коленчатого вала двигателя,1/с; n N - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности,1/с; n max - максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя1/с; j - ускорение автомобиля, м/с 2 ; j тор -максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с 2 ; g - ускорение свободного падения, м/с 2 ; P m -тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля, Н; P -сила сцепления ведущих колеса автомобиля с дорогой, Н; P -сила сопротивлению качению, Н; P -сила сопротивления подъёму, Н; P w -сила сопротивления воздуху, Н; P -сила сопротивления дороги, Н; P j -сила инерции автомобиля, Н; M e -крутящий момент двигателя, Н·м; N e -эффективная мощность двигателя, кВт; N m -тяговая мощность, подведённая к ведущим колёсам, кВт; N -мощность сопротивления дороги, кВт; N w -мощность сопротивления воздуху, кВт; N j -мощность, расходуемая на разгон автомобиля, кВт; D -динамический фактор автомобиля по условиям тяги; D -динамический фактор автомобиля по условиям сцепления; g e - удельный эффективный расход топлива, кг/кВт·ч; q n - путевой расход топлива, л/м; S -путь движения автомобиля, м; S тор -путь торможения автомобиля, с; t - время движения автомобиля, с; t тор - время торможения автомобиля, с; -коэффициент сопротивления качению; k -коэффициент обтекаемости автомобиля; p -коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при разгоне; h -коэффициент полезного действия трансмиссии; -коэффициент сопротивления дороги.

Введение . Проектирование - это комплекс конструкторско - эксперементальных работ, необходимых для создания нового или модернизации выпускаемого автомобиля.

Решение о создании и использовании в народном хозяйстве конкретного автомобиля базируется на документе, содержащем номенклатуру автомобилей наиболее полно удовлетворяющих потребностям народного хозяйства с их основными технико-экономическими характеристиками, перспективном типаже.

Перспективный типаж автомобилей является результатом анализа трёх основных направлений проводимых отраслью опытно - конструкторских разработок перспективных образцов, экспериментальных и научно-исследовательских работ. В перспективном типаже заданы основные параметры автомобиля: грузоподъемность или пассажировместимость, основные массовые параметры, колесная формула и расположение ведущих колёс, максимальная скорость и параметры приемистости, нормативный пробег до капитального ремонта, нормативная трудоемкость обслуживания и текущего ремонта, мощность и рабочий объём двигателя. На последующих этапах проектирования эти данные уточняются для конкретных моделей и дополняются другими параметрами, число которых y увеличивается от этапа к этапу. На основании утверждённого перспективного типажа предприятием разработчиком создается техническое задание, которое служит основанием для разработки эскизного и технического проектов.

Техническое задание разрабатывается с учетом области применения новой модели на основании анализа обобщенных материалов по результатам испытаний и эксплуатации предшествующих моделей, общего развития техники, требований безопасности движения потребности рынка внутри страны и возможностей экспорта, законодательных предписаний, производственных возможностей предприятия - изготовителя и его смежников.

Техническое задание устанавливает основное назначение условия эксплуатации технические характеристики, показатели качества, специальные требования, предъявляемые к разрабатываемому автомобилю. В процессе разработки технического проекта окончательно определяют параметры позволяющие судить о компоновке автомобиля и конструктивном решении отдельных его узлов и агрегатов. Для окончательного выбора расчетных параметров двигателя и трансмиссии разрабатывают математическую модель автомобиля, которая позволяет учитывать влияние этих параметров как на тягово-скоростные, так и на топливно-экономические свойства проектируемого автомобиля в разнообразных дорожных, климатических и нагрузочных условиях. В качестве критериев оценки при этом обычно используются такие технико-экономические показатели как производительность приведённые затраты на перевозку, себестоимость перевозок.

В качестве прототипа принимаем Урал-377. Кабина - трёх местная, цельнометаллическая . Грузоподъёмность - 750 000 Н; собственная масса- 149500 Н. Выбор и обоснование исходных данных. При расчете курсовой работы были использованы следующие данные: 1) Заданные исходные данные: Вариант № 15: Грузоподъёмность автомобиля G =75000 Н. Максимальная скорость автомобиля V max =25 м/с. 2) Выбираемые параметры: Принятая компановка автомобиля 6 * 4. В связи с этим развесовка по осям будет на заднюю тележку 0,75 G a . [ 1 ] . В проектируемом автомобиле принимается: карбюраторный двигатель с ограничителем оборотов; механическая трансмиссия (простота конструкции, обслуживания и небольшие капиталовложения) принимаем h =0,9 . За прототип принимаем Урал-377. Радиус качения колеса r k =0,507 м. [ 1 ] Момент инерции колеса J k =31,9 H ·м·с 2 . [ 1 ] Момент инерции вращающихся частей двигателя J m =0,62 H ·м·с 2 . [ 1 ] Принимаем коэффициент обтекаемости автомобиля k =0,9 Н·с 2 /м 4 [1] и лобовую площадь автомобиля F =4,68 м 2 .[1] 1 Тяговый расчёт автомобиля 1.1 Определение полного веса автомобиля и подбор шин G a =G o +G г + (g 1 +g 2 ) ·n n (1.1) где n n -число мест в автомобиле, включая место водителя; g 1 -вес одного человека, принимаемый равным 750 Н [1]; g 2 -вес багажа, принимаемый равным 100 Н на человека. G a =149500+75000+ (750+100) ·3=227050Н Вес по осям (2оси). Вес, приходящийся на заднюю ось G 2 =0,75· G a G 2 =0,75·227050=170288 Н G 1 = G a · G 2 =227050-170288=56763 Н r к =0,507 м [1]. Двигатель бензиновый.

Полная масса груженого автомобиля с прицепом G a п =G a +G п (1.2) G ап =227050+75000=302050 Н. 1.2 Определение внешней скоростной характеристики двигателя Мощность, необходимая для преодоления сопротивления движению при максимальной скорости а/м. N v = ( G a f V max /1000+ kFV 3 max /1000)/ h (1.3) Коэффициент сопротивления качению. f = f 0 ·(1+13 V 2 /20000), (1.4) где f 0 - коэффициент сопротивления качению при движении со скорость меньше 15…25м/с. Для шоссе, с асфальтобетонным покрытием, принимаем f 0 =0,02 [1]. f =0,02·(1+13·625/20000)=0,025 N v = (227050·0,02·25/1000+0,9·4,32·25 3 /1000)/0,9= 2 30,8 кВт Максимальная мощность N max = N v /( a l + b l 2 - c l 3 ) (1.5) где a , b , c – эмпирические коэффициенты [1]. l - для бензиновых двигателей с ограничителем оборотов. l =0,9. [1] N max = 2 30,8 / (0,9+0,9 2 -0,9 3 ) = 235,27 кН Текущее значение эффективной мощности двигателя N e = N max (a (n e /n N ) +b (n e /n N ) 2 -c (n e /n N ) 3 ) (1.6) Текущие значения крутящего момента двигателя M e =1000· ( N e / n e ) (1.7) Результаты вычислений (1.6) и (1.7) занесены в таблицу 1.1 Таблица 1.1 Параметры внешней скоростной характеристики двигателя.

Параметры двигателя	Частота вращения коленчатого вала, n e ,1/с
80	120	160	200	240	280	320	360
N e , кВт	61,32	95,85	130,38	162,98	191,70	214,61	229,78	235,27
M e , Н·м	766,48	798,75	814,89	814,89	798,75	766,48	718,07	653,52

По данным таблицы 1.1 построен график (см. рис. 1). 1.3 Определение передаточного числа главной передачи U 0 = r к · n max / ( U k V max ) (1.8) U 0 =0,495·360/ (1·25) = 7,301 1.4 Определение передаточных чисел коробки передач Передаточное число первой передачи U 1 = G a · j max · r k / ( M max U 0 h ), (1.9) где max – коэффициент максимального сопротивления дороги; M max – максимальный крутящий момент двигателя. U 1 =92550·0,34·0,495/ (494,61·6,93·0,9) = 8,47 Проверка сцепления ведущих колёс с дорогой M max · U 1 · U 0 · h/ r k G j · j (1.10) где G j - сцепной вес автомобиля. G j = G 2 · m 2 , (1.11) где m 2 – коэффициент динамического перераспределения веса автомобиля на заднюю ось при тяговом режиме.

Принимаем m 2 =1,3, [ 1 ] j =0,5 сухой асфальт или цементобетон. [ 1 ] G j =170288·1,3=221374 Н 814,89·8,47·7,301·0,9 221374·0,6·0,5 45353,1 66412,2 - буксования не будет Выбор передаточных чисел коробки передач U m = n -1 U 1 n (1.12) где m - порядковый номер рассчитываемой передачи; n - число ступеней коробки передач, не считая ускоряющую передачу. U 2 = 4 4,91 3 =4,96 U 3 = 4 4,91 2 =2,23 U 4 = 4 4,91 1 =1,22 U 5 = 4 4,91 0 =1

2 Определение тягово-скоростных качеств автомобиля 2.1 Тяговая диаграмма движения автомобиля Уравнение движения автомобиля методом силового баланса: P m = P y + P w + P j . (2.1) P m = M e · U mp · h / r k , (2.2) где U mp = U 0 · U k - передаточное число трансмиссии автомобиля.

Скорость движения автомобиля определяется по формуле V = n e · r k / U mp (2.3) Сила сопротивления дороги P y = G a п · y, (2.4) где y= f + i ; i – величина уклона дороги. Сила сопротивления воздуха P w = kFV 2 . (2.5) Применяем k =0,9 Н·с 2 /м 4 ; F = 4,68 м 2 .[1] Результаты вычислений (2.2),(2.3),(2.4) и (2.5) занесены в таблицу 2.1 Таблица 2.1 Тяговый баланс автомобиля.

Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e ,1/с
80	120	160	200	240	280	320	360
M e , Нм	766,48	798,75	814,89	814,89	798,75	766,48	718,07	653,52
V 1 ,м/с	0,66	0,98	1,31	1,64	1,97	2,30	2,63	2,95
P m1	84089,81	87630,43	89400,74	89400,74	87630,43	84089,81	78778,87	71697,62
P y1	6042,69	6044,81	6047,76	6051,57	6056,22	6061,72	6068,06	6075,25
P w1	1,81	4,08	7,26	11,34	16,33	22,22	29,03	36,74
V 2	1,12	1,68	2,24	2,80	3,36	3,92	4,48	5,04
P m2	49300,30	51376,10	52414,00	52414,00	51376,10	49300,30	46186,60	42034,99
P y2	6045,92	6052,07	6060,68	6071,75	6085,28	6101,27	6119,72	6140,64
P w2	5,28	11,88	21,11	32,99	47,50	64,65	84,45	106,88
V 3	2,49	3,74	4,99	6,23	7,48	8,73	9,97	2,49
P m3	22131,99	23063,86	23529,80	23529,80	23063,86	22131,99	20734,18	18870,43
P y3	6065,41	6095,93	6138,66	6193,59	6260,73	6340,08	6431,63	6535,39
P w3	26,19	58,92	104,75	163,68	235,70	320,81	419,02	530,32
	Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e ,1/с
	80	120	160	200	240	280	320	360
	V 4	4,55	6,82	9,09	11,37	13,64	15,91	18,19	20,46
	P m4	12138,82	12649,93	12905,48	12905,48	12649,93	12138,82	11372,16	10349,94
	P y4	6122,16	6223,61	6365,63	6548,24	6771,43	7035,19	7339,54	7684,46
	P w4	87,06	195,88	348,23	544,10	783,51	1066,44	1392,90	1762,89
	V 5	5,56	8,33	11,11	13,89	16,67	19,44	22,22	25,00
	P m5	9933,57	10351,82	10560,95	10560,95	10351,82	9933,57	9306,18	8469,67
	P y5	6162,19	6313,68	6525,77	6798,46	7131,74	7525,61	7980,09	8495,16
	P w5	130,00	292,50	520,00	812,50	1170,00	1592,50	2080,00	2632,50

По данным таблицы 2.1 построен график (см. рис. 2). 2.2 Динамическая характеристика автомобиля Динамический фактор автомобиля D = ( P m - P w )/ G a п , (2.6) Результаты вычислений (2.6) занесены в таблицу 2.2 Таблица 2.2 Динамический фактор автомобиля .

Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e
80	120	160	200	240	280	320	360
V 1	0,66	0,98	1,31	1,64	1,97	2,30	2,63	2,95
D 1	0,278	0,290	0,296	0,296	0,290	0,278	0,261	0,237
V 2	1,12	1,68	2,24	2,80	3,36	3,92	4,48	5,04
D 2	0,163	0,170	0,173	0,173	0,170	0,163	0,153	0,139
V 3	2,49	3,74	4,99	6,23	7,48	8,73	9,97	11,22
D 3	0,073	0,076	0,078	0,077	0,076	0,072	0,067	0,061
V 4	4,55	6,82	9,09	11,37	13,64	15,91	18,19	20,46
D 4	0,040	0,041	0,042	0,041	0,039	0,037	0,033	0,028
V 5	5,56	8,33	11,11	13,89	16,67	19,44	22,22	25,00
D 5	0,032	0,033	0,033	0,032	0,030	0,028	0,024	0,019

По данным таблицы 2.2 построен график (см. рис. 3). Динамический фактор по сцеплению D j = ( Gm 2 j - P w )/ G a п , (2.7) где D j - динамический фактор по сцеплению.

Рассчитываем D j при j =0,2 и j =0,4 Результаты вычислений (2.7) занесены в таблицу 2.3. D D j - условие безостановочного движения автомобиля.

Таблица 2.3 Динамический фактор по сцеплению.

Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e ,1/с
80	120	160	200	240	280	320	360
D j 1 (0,2)	0,147	0,147	0,147	0,147	0,147	0,147	0,146	0,146
D j 1 (0,4)	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293
D j 2 (0,2)	0,147	0,147	0,147	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146
D j 2 (0,4)	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293	0,293
D j 3 (0,2)	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,145	0,145
D j 3 (0,4)	0,293	0,293	0,293	0,293	0,292	0,292	0,292	0,291
D j 4 (0,2)	0,146	0,146	0,145	0,145	0,144	0,143	0,142	0,141
D j 4 (0,4)	0,293	0,293	0,292	0,291	0,291	0,290	0,289	0,287
D j 5 (0,2)	0,146	0,146	0,145	0,144	0,143	0,141	0,140	0,138
D j 5 (0,4)	0,293	0,292	0,291	0,290	0,289	0,288	0,286	0,284

По данным таблицы 2.3 построен график (см. рис. 3). На первой передаче при j =0,4; на второй передаче при j =0,4; на третьей передачи при j =0,2, при j =0,4; и на пятой передаче при j =0,2, при j =0,4 условие безостановочного движения автомобиля выполняется. 2.3 Динамический паспорт автомобиля D 0 =DG a п /G 0 , (2.8) где D 0 – динамический фактор ненагруженного автомобиля. a 0 = a · D 0 / D , (2.9) где a и a 0 - масштабы, отложенные по осям D и D 0 . Результаты вычислений (2.8) занесены в таблицу 2.4 Таблица 2.4 Динамический фактор ненагруженного автомобиля.

Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e
80	120	160	200	240	280	320	360
D 01	0,66	0,68	0,70	0,70	0,68	0,65	0,61	0,56
D 02	0,44	0,46	0,47	0,47	0,46	0,44	0,41	0,37
D 03	0,30	0,31	0,31	0,31	0,30	0,29	0,27	0,24
D 04	0,20	0,20	0,21	0,20	0,20	0,18	0,17	0,15
D 05	0,13	0,13	0,13	0,13	0,12	0,10	0,08	0,06

D j 0 = G j 0 * j / G 0 a , (2.10) где D j 0 – динамический фактор для ненагруженного автомобиля. D j = G j * j / G a , (2.11) где D j – динамический фактор для нагруженного автомобиля. По результатам вычислений (2.8),(2.10) и (2.11) построен график (см. рис 4). 2.4 Мощностная диаграмма движения автомобиля N m = N e h = N y + N w + N j , (2.12) где N y = P y V /1000, (2.13) N w = P w V /1000 , (2.14) N j = P j V /1000 , (2.15) N j = N e h -( N y + N w ), (2.16) Результаты вычислений (2.12),(2.13),(2.14) и (2.16) занесены в таблицу 2.5. Таблица 2.5 Мощностной баланс автомобиля .

Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e
80	120	160	200	240	260	300	360
N e , кВт	61,32	95,85	130,38	162,98	191,70	214,61	229,78	235,27
N m	55,19	86,27	117,34	146,68	172,53	193,15	206,80	55,19
V 1	0,66	0,98	1,31	1,64	1,97	2,30	2,63	2,95
N y 1	3,99	5,92	7,92	9,92	11,93	13,94	15,96	17,92
N w1	0,00	0,00	0,01	0,02	0,03	0,05	0,08	0,11
N j1	51,20	80,34	109,41	136,74	160,57	179,16	190,77	193,71
V 2	1,12	1,68	2,24	2,80	3,36	3,92	4,48	5,04
N y 2	6,77	10,16	13,57	16,99	20,44	23,90	27,40	30,93
N w2	0,01	0,02	0,05	0,09	0,16	0,25	0,38	0,54
N j2	48,41	76,08	103,73	129,60	151,94	169,00	179,02	180,27
V 3	2,49	3,74	4,99	6,23	7,48	8,73	9,97	11,22
N y 3	15,12	22,80	30,61	38,61	46,83	55,33	64,15	73,33
N w3	0,07	0,22	0,52	1,02	1,76	2,80	4,18	5,95
N j3	40,00	63,24	86,21	107,05	123,93	135,02	138,48	132,46
V 4	4,55	6,58	8,96	11,46	14,08	16,58	18,46	20,67
N y 4	27,83	40,95	57,04	75,04	95,34	116,64	135,49	158,84
N w4	0,40	1,29	3,12	6,24	11,03	17,68	25,71	36,44
N j4	26,96	44,02	57,19	65,40	66,16	58,83	45,60	16,47
V 5	5,56	8,33	11,11	13,89	16,90	19,71	22,00	25,00
N y 5	34,23	52,61	72,51	94,42	120,53	148,33	175,56	212,38
N w5	0,72	2,44	5,78	11,28	19,77	31,39	45,76	65,81
N j5	20,23	31,21	39,06	40,97	32,23	13,43	-14,52	-66,45

По данным таблицы 2.5 построены графики (см. рис. 5 и 6). 2.5 Ускорение при разгоне автомобиля j = ( D - y ) · g / d p (2.17) Коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля: d p =1+ s 1 · U k 2 + s 2 , (2.18) где s 1 = g · J m · U o 2 · h /( G a · r k 2 ). (2.19) s 1 = 9,8 0,68·7,301 2 0,9/(302050 0,507 2 )= 0,004; s 2 = g S J k /( G a r k 2 ). (2.20) s 2 =9,8 204,16/(302050 0,507 2 )=0,026; S J k = J k 1 + J k 2 , (2.21) где J k 1 = z 1 · J k , (2.22) где z 1 – количество ведомых колёс. J k 2 =1,1 · z 2 · J k , (2.23) где z 2 – количество ведущих колёс. J k 1 =2·31,9=63,8; J k 2 =1,1·4·31,9=140,36; S J k =63,8 + 140,36 =204,16; Результаты вычислений (2.17) занесены в таблицу 2.6. Таблица 2.6 Ускорение при разгоне автомобиля.

Параметр	Частота вращения коленчатого вала, n e
80	120	160	200	240	260	300	360
V 1	0,66	0,98	1,31	1,64	1,97	2,30	2,63	2,95
J 1	1,93	2,01	2,06	2,06	2,01	1,93	1,79	1,62
1/J 1	0,52	0,50	0,49	0,49	0,50	0,52	0,56	0,62
V 2	1,12	1,68	2,24	2,80	3,36	3,92	4,48	5,04
J 2	1,25	1,31	1,34	1,34	1,31	1,25	1,16	1,04
1/J 2	0,80	0,76	0,74	0,74	0,76	0,80	0,86	0,96
V 3	2,49	3,74	4,99	6,23	7,48	8,73	9,97	11,22
J 3	0,50	0,53	0,54	0,53	0,51	0,48	0,43	0,37
1/J 3	2,01	1,90	1,86	1,87	1,94	2,08	2,32	2,73
V 4	4,55	6,28	9,09	11,37	13,64	15,52	17,08	19,00
J 4	0,19	0,20	0,19	0,18	0,16	0,13	0,09	0,04
1/J 4	5,36	5,08	5,13	5,47	6,24	7,78	11,38	28,17
V 5	5,56	8,33	11,07	14,10	17,07	19,61	22,28	25,39
J 5	0,115	0,118	0,111	0,092	0,063	0,025	0,02	0,00
1/J 5	8,71	8,47	9,02	10,84	18,34	40,16	126,38

По данным таблицы 2.5 построены графики (см. рис. 7 и 8). 2.6 Определение времени разгона автомобиля (2.24) (2.25) где V 1 – начальная скорость разгона. V 2 – конечная скорость разгона.

Результаты вычислений (2.25) занесены в таблицу 2.7 2.7 Определение пути разгона автомобиля. (2.26) S = V ср ( t 2 - t 1 ), (2.27) где t 1 – время начала разгона,с. t 2 – время окончания разгона,с.

оценка для вступления в наследство в Москве
оценка стоимости и доходности облигаций в Калуге
оценка кадастровая стоимость в Туле