Эксплуатационные свойства автомобиля

Эксплуатационные свойства автомобиля

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский Государственный Университет

кафедра: «Автомобильный транспорт»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Потребительские свойства

на тему: «Эксплуатационные свойства автомобиля».

Выполнил: студент группы АТ-354

        Корсаков Д.И.

                                                   Проверил: Рождественский Ю.В.

Челябинск 2003

Аннотация.

Корсаков Д.И.  Эксплуатационные свойства автомобиля.- Челябинск: ЮУрГУ, АТ-2301,  2003,30 с.,11 рис. 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;

G₂-вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось, Н;

J_m-момент инерции вращающихся деталей двигателя, Н·мс^2;

J_k-момент инерции колёс, Н·мс²;

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/с²;

j_тор-максимальное замедление автомобиля при торможении, м/с²;

g- ускорение свободного падения, м/с²;

P_m-тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля, Н;

P_-сила сцепления ведущих колеса автомобиля с дорогой, Н;

P_ƒ-сила сопротивлению качению, Н;

P_ί-сила сопротивления подъёму, Н;

P_w-сила сопротивления воздуху, Н;

P_ψ-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_ψ-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;

ƒ-коэффициент сопротивления качению;

k-коэффициент обтекаемости автомобиля;

δ_p-коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при разгоне;

h-коэффициент полезного действия трансмиссии;

ψ-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 yувеличивается 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 0,75G_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·с².[1]

Момент инерции вращающихся частей двигателя J_m=0,62 H·м·с².[1]

Принимаем коэффициент обтекаемости автомобиля k=0,9 Н·с²/м⁴ [1] и лобовую площадь автомобиля F=4,68 м².[1]

1 Тяговый расчёт автомобиля

1.1 Определение полного веса автомобиля и подбор шин

G_a=G_o+G_г+ (g₁+g₂) ·n_n                                                                                         (1.1)

где  n_n-число мест в автомобиле, включая место водителя;

       g₁ -вес одного человека, принимаемый равным 750 Н [1];

       g₂ -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

G₂=0,75·G_a

G₂=0,75·227050=170288 Н

G₁=G_a·G₂=227050-170288=56763 Н

r_к=0,507 м [1].

Двигатель бензиновый.

Полная масса груженого автомобиля с прицепом

         G_aп=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 fV_max/1000+kFV³_max/1000)/ h                                           (1.3)

Коэффициент сопротивления качению.

f=f₀·(1+13V²/20000),                                                                          (1.4)

где   f₀ -  коэффициент сопротивления качению при движении со скорость меньше                                                                                        15…25м/с. Для шоссе, с асфальтобетонным покрытием, принимаем  f₀ =0,02[1].                

f=0,02·(1+13·625/20000)=0,025

N_v= (227050·0,02·25/1000+0,9·4,32·25³/1000)/0,9= 230,8 кВт

Максимальная мощность

N_max= N_v/(al+bl²-cl³)                                                                                          (1.5)   

   где      a,b,c – эмпирические коэффициенты [1].

               l - для бензиновых двигателей с ограничителем оборотов. l=0,9. [1]

N_max = 230,8 / (0,9+0,9²-0,9³) = 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

U₀=r_к·n_max/ (U_kV_max)                                                                             (1.8)

        U₀=0,495·360/ (1·25) = 7,301

1.4 Определение передаточных чисел коробки передач

    Передаточное число первой передачи

U₁=G_a·j_max·r_k/ (M_maxU₀h),                                                                       (1.9)        где      ψ_max – коэффициент максимального сопротивления дороги;

            M_max – максимальный крутящий момент двигателя.

U₁=92550·0,34·0,495/ (494,61·6,93·0,9) = 8,47

Проверка сцепления ведущих колёс с дорогой

                                M_max·U₁·U₀·h/r_k ≤ G_j·j                                                (1.10)                        

   где G_j  - сцепной вес автомобиля.

                                G_j= G₂·m₂,                                                          (1.11)

где    m₂ – коэффициент динамического перераспределения веса автомобиля                                                                

                  на заднюю ось при тяговом режиме. Принимаем m₂=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-1ÖU₁ⁿ                                                                                                      (1.12) 

где  m- порядковый номер рассчитываемой передачи;

                  n- число ступеней коробки передач, не считая ускоряющую передачу.

U₂=⁴Ö4,91³    =4,96

          U₃=⁴Ö4,91²   =2,23

U₄=⁴Ö4,91¹   =1,22

U₅=⁴Ö4,91⁰     =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=U₀·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_aп·y,                                                                         (2.4)

где      y= f +i;

             i – величина уклона дороги.

Сила сопротивления воздуха

                   P_w=kFV².                                                                        (2.5)

Применяем k=0,9 Н·с²/м⁴; F=4,68 м² .[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

V₁,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

V₂

1,12

1,68

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

V₃

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

V₄

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

V₅

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_aп,                                                                                                            (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

V₁

0,66

0,98

1,31

1,64

1,97

2,30

2,63

2,95

D₁

0,278

0,290

0,296

0,296

0,290

0,278

0,261

0,237

V₂

1,12

1,68

2,24

2,80

3,36

3,92

4,48

5,04

D₂

0,163

0,170

0,173

0,173

0,170

0,163

0,153

0,139

V₃

2,49

3,74

4,99

6,23

7,48

8,73

9,97

11,22

D₃

0,073

0,076

0,078

0,077

0,076

0,072

0,067

0,061

V₄

4,55

6,82

9,09

11,37

13,64

15,91

18,19

20,46

D₄

0,040

0,041

0,042

0,041

0,039

0,037

0,033

0,028

V₅

5,56

8,33

11,11

13,89

16,67

19,44

22,22

25,00

D₅

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= (Gm₂j -P_w)/G_aп,                                                                                                   (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.

Ψ ≤ 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

0,292

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

                      D₀=DG_aп/G₀,                                                                                             (2.8)                    

    где D₀ – динамический фактор ненагруженного автомобиля.

            a₀=a·D₀/D,                                                                                                          (2.9)            

     где a  и a₀ -  масштабы, отложенные по осям D и D₀.                        

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

D₀₁

0,66

0,68

0,70

0,70

0,68

0,65

0,61

0,56

D₀₂

0,44

0,46

0,47

0,47

0,46

0,44

0,41

0,37

D₀₃

0,30

0,31

0,31

0,31

0,30

0,29

0,27

0,24

D₀₄

0,20

0,20

0,21

0,20

0,20

0,18

0,17

0,15

D₀₅

0,13

0,13

0,13

0,13

0,12

0,10

0,08

0,06

      D_j0= G_j0*j / G₀^a,                                                                                               (2.10)     

где D_j0 – 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

V₁

0,66

0,98

1,31

1,64

1,97

2,30

2,63

2,95

N_y1

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

V₂

1,12

1,68

2,24

2,80

3,36

3,92

4,48

5,04

N_y2

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

V₃

2,49

3,74

4,99

6,23

7,48

8,73

9,97

11,22

N_y3

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

V₄

4,55

6,58

8,96

11,46

14,08

16,58

18,46

20,67

N_y4

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

V₅

5,56

8,33

11,11

13,89

16,90

19,71

22,00

25,00

N_y5

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+s₁·U_k²+s₂,                                                                                          (2.18)

где

          s₁=g·J_m·U_o²·h/(G_a· r_k²).                                                                              (2.19)

          s₁=9,8∙0,68·7,301²∙0,9/(302050∙0,507²)= 0,004;

          s₂=gSJ_k/(G_ar_k²).                                                                                          (2.20)

          s₂=9,8∙204,16/(302050∙0,507²)=0,026;

        SJ_k= J_k1+ J_k2,                                                                                                 (2.21)       

где           J_k1=z₁·J_k ,                                                                                                   (2.22)   

                                     где   z₁ – количество ведомых колёс.

                J_k2=1,1·z₂·J_k ,                                                                                                                          (2.23)

           где  z₂ – количество ведущих колёс.

J_k1=2·31,9=63,8;

J_k2=1,1·4·31,9=140,36;

SJ_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

160

200

240

260

300

360

V₁

0,66

0,98

1,31

1,64

1,97

2,30

2,63

2,95

J₁

1,93

2,01

2,06

2,06

2,01

1,93

1,79

1,62

1/J₁

0,52

0,50

0,49

0,49

0,50

0,52

0,56

0,62

V₂

1,12

1,68

2,24

2,80

3,36

3,92

4,48

5,04

J₂

1,25

1,31

1,34

1,34

1,31

1,25

1,16

1,04

1/J₂

0,80

0,76

0,74

0,74

0,76

0,80

0,86

0,96

V₃

2,49

3,74

4,99

6,23

7,48

8,73

9,97

11,22

J₃

0,50

0,53

0,54

0,53

0,51

0,48

0,43

0,37

1/J₃

2,01

1,90

1,86

1,87

1,94

2,08

2,32

2,73

V₄

4,55

6,28

9,09

11,37

13,64

15,52

17,08

19,00

J₄

0,19

0,20

0,19

0,18

0,16

0,13

0,09

0,04

1/J₄

5,36

5,08

5,13

5,47

6,24

7,78

11,38

28,17

V₅

5,56

8,33

11,07

14,10

17,07

19,61

22,28

25,39

J₅

0,115

0,118

0,111

0,092

0,063

0,025

0,02

0,00

1/J₅

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    V₁ – начальная скорость разгона.

              V₂ – конечная скорость разгона.

Результаты вычислений (2.25) занесены в таблицу 2.7

2.7 Определение пути разгона автомобиля.

                                                                                                 (2.26)

                S=V_ср(t₂-t₁),                                                                                              (2.27)

где     t₁ – время начала разгона,с.

          t₂ – время окончания разгона,с.

Результаты вычислений (2.27) занесены в таблицу 2.8.

3  Показатели топливной экономичности автомобиля

Путевой расход топлива

q_n= g_e(N_y+ N_w) / (Vr_mh),                                                                              (3.1)

где    r_m – плотность топлива, кг/л.

Для бензинового топлива r_m=0,8 кг/л. [2]

Степень использования мощности двигателя

И=(N_y+ N_w)/(N_eh).                                                                              (3.2)

Удельный эффективный расход топлива

g_e= g_N·K_и·К_об,                                                                                                (3.3)

где    К_и – коэффициент, учитывающий изменение g_e  в зависимости от степени                            использования мощности И; [1]

            К_об - коэффициент, учитывающий изменение g_e  в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя n_e; [1]

             g_N – удельный эффективный расход топлива при N_max.

            g_N =1,2· g_Nmin

         g_Nmin=0,2 кг/кВт·ч [2].

         g_N =1,2· 0,2=0,24

Результаты вычислений (3.1),(3.2) и (3.3) занесены в таблицу 3.1

Таблица 3.1

Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Параметр

Частота вращения коленчатого вала, n_e

80

120

160

200

240

260

300

360

n_e/n_N

0,22

0,33

0,44

0,56

0,67

0,78

0,89

1,00

К_об

1,09

1,03

0,98

0,95

0,96

0,95

1

1,04

V

5,56

8,33

11,11

13,88

16,66

19,44

22,20

25,00

И(0,02)

0,49

0,50

0,54

0,60

0,69

0,81

0,99

1,00

И(0,05)

0,9

0,76

0,73

0,73

0,74

0,79

0,95

1

К_и (0,02)

0,99

0,99

0,95

0,90

0,90

1,00

1,00

1,00

К_и (0,05)

0,85

0,7

0,6

0,6

0,6

0,9

0,99

1

g_e(0,02)

0,22

0,18

0,15

0,14

0,14

0,17

0,18

0,21

g_e(0,05)

0,29

0,24

0,22

0,21

0,21

0,23

0,24

0,41

q_{n 0,02}

12,9

12,7

12,2

11,9

13

15,4

17,6

20

q_{n 0,05}

31,7

30,5

28,4

26,8

28

32

35,1

38,1

По данным таблицы 3.1 построен график (см. рис. 10)

4  Определение динамических качеств автомобиля при                                                 торможении

Максимальное замедление находится из выражения:

j_mор=g*j.                                                                                                     (4.1)

Время торможения до остановки находится при интегрировании уравнения замедления автомобиля:

         t_mор=V_н/gj,                                                                                                  (4.2)

        где V_н – скорость автомобиля в момент начала торможения.

Путь торможения до остановки можно найти при интегрировании уравнения времени торможения:

         S_mор= V_н²/2 gj.                                                                                            (4.3)

Результаты вычислений (4.1),(4.2) и (4.3) занесены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Тормозные свойства автомобиля.

Параметры

Начальная скорость торможения, м/с.

2

10

13

15

17

20

22

25

j_тор(0,4)

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

j_тор(0,7)

6,86

6,86

6,86

6,86

6,86

6,86

6,86

6,86

t_тор(0,4)

0,41

2,04

2,65

3,06

3,47

4,08

4,49

5,10

t_тор(0,7)

0,29

1,46

1,90

2,48

2,92

3,21

3,64

S_тор(0,4)

0,41

10,20

17,24

22,96

29,49

40,82

49,39

63,78

S_тор(0,7)

0,29

7,29

12,32

16,40

21,06

29,15

35,28

45,55

По данным таблицы 4.1 построен график (см. рис. 4).

Заключение.

         В данной курсовой работе был проведён расчёт тяговых свойств автомобиля, скоростных его качеств, а так же топливной экономичности и динамических качеств. Полученные результаты были сравнены с автомобилями современного автопарка. За прототип рассчитываемого автомобиля был принят ЗИЛ-130

Расчётные данные

 (автомобиль с прицепом)

Данные принятой модели

V_max, км/ч

25

25

q_n, л/100км

(V=16,6 км/ч)

28

28

U₁

4,91

7,44

U₂

3,30

4,10

U₃

2,22

2,29

U₄

1,49

1,47

U₅

1

1

N_e, кВт

142,45

150

M_e, Нм

395,68

401,8

Расход топлива при y=0,05 и V=60км/ч составил 28 л/100км у расчётного автомобиля и 28л/100км у ЗИЛ-130.

.

Литература.

1.   Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.

2.   Автомобили ЗИЛ-130, ЗИЛ-138 и их модификации: Руководство по эксплуатации/ Московский автомобильный завод им. И.А. Лихачёва.- М.: Машиностроение, 1985.-280 с., ил.

3.   Краткий автомобильный справочник/ А.Н. Понизовкин, Ю.М. Власко, М.Б. Лябликов и др. – М.: Трансконсалтинг, НИИАТ, 1994. – 799 с.

4. Оформление пояснительной записки и графической части курсового и дипломного проектирования.

М.К. Ахтямов, А.А. Блюденов – Челябинск, ЧГТУ, 1989. – 86с.