Tеория автомобилей

Содержание

1. Тяговый расчет автомобиля
1.1.Определение полной массы автомобиля
и распределение ее по осям
1.2. Расчет координат центра тяжести автомобиля
1.3. Выбор шин
1.4. Определение характеристик двигателя
1.4.1. Определение подкапотной мощности двигателя
необходимой для движения автомобиля с максимальной
скоростью
1.4.2. Расчет стендовой мощности двигателя
1.4.3. Построение внешней скоростной характеристики
двигателя
1.4.4. Определение крутящего момента
1.4.5. Определение литража двигателя
1.4.6. Определение хода поршня (S) и диаметра поршня(D)
1.5. Определение конструктивных параметров автомобиля
1.5.1. Определение передаточного числа главной передачи
1.5.2. Определение передаточного числа 1-ой передачи
1.5.3.Выбор количества передач
1.5.4.Определение передаточных чисел промежуточных передач
1.5.5. Определение скорости автомобиля на различных
передачах
1.6. Расчеттягового баланса автомобиля
1.6.1. Определяем силу сопротивления вспомогательного
оборудования
1.6.2. Сила сопротивления дороги
1.6.3. Сила аэродинамического сопротивления
1.6.4. Сила сопротивления трансмиссии
1.7. Мощностной баланс автомобиля
1.8. Динамический паспорт автомобиля
1.8.1. Динамический фактор
1.8.2. Номограмма загрузки автомобиля (D0)
1.8.3. Номограмма контроля буксования
1.9. Характеристика ускорений
1.10. Характеристика разгона
2. Топливная характеристика установившегося
движения автомобиля
3. Сравнительная характеристика и анализ спроектированного автомобиля
Литература
где :
- количество шин на передней балке ;
-количество шин установленных на заднем мосту ;
Размеры шин :
175/70 S R13
где :
175 – ширина профиля (мм);
R – радиальная;
13 – диаметр диска;
S – индекс скорости допускает максимальную скорость 180 км/ч.
Статический радиус колеса:
Радиус качения:
Наружный диаметр: = 600(мм)

1.4. Определение характеристик двигателя.
1.4.1. Определение подкапотной мощности двигателя необходимой для движения автомобиля с максимальной скоростью.

где:
- сила тяжести автомобиляg = 9,81 (м/с2) – ускорение свободного падения;
- коэффициент сопротивления качению колеса;
Изм.
Лист
№ докум
Дата
Подп
Тяговый расчет автомобиля
Лист
f0 = 0,012 – коэффициент, зависящий от состояния дороги;
Vmax=140(км/ч) = 39 (м/с) – максимальная скорость автомобиля;
- КПД трансмиссии;
k = 0,28 – коэффициент обтекаемости автомобиля;
F = 0,78*1,443*1,62 = 1,82 (м2) – лобовая площадь сечения автомобиля;
где:
ВГ = 1,62 (м) – габаритная ширина автомобиля;
НГ = 1,443 (м) – наибольшая габаритная высота автомобиля;

1.4.2. Расчет стендовой мощности двигателя
где:
Nv – подкапотная мощность двигателя;
- коэффициент потери мощности двигателя на привод
вспомогательного оборудования;

1.4.3.Построение внешней скоростной характеристики двигателя.
мощность двигателя.
где:
- подкапотная мощность двигателя;
А=В=С=1 – коэффициенты;
ne = 500 – 6000 (об/мин) – текущие обороты двигателя;
nN = 5500(об/мин) – обороты при максимальной мощности двигателя;
1.4.4. Определение крутящего момента.
где:
Ne – мощность двигателя при текущих оборотах;
nе – текущие обороты двигателя;
1.4.5. Определение литража двигателя.
где:
-максимальная мощность двигателя;
- литровая мощность двигателя.
1.4.6. Определение хода поршня (S) и диаметра поршня(D).
ход поршня.
где:
литраж двигателя;
i = 4 – число цилиндров.
Изм.
Лист
№ докум
Дата
Подп
Тяговый расчет автомобиля
Лист
диаметр поршня.

1.5. Определение конструктивных параметров автомобиля.
1.5.1. Определение передаточного числа главной передачи.
передаточное число главной передачи;
где:
rk = 285 мм = 0,285 м – статический радиус колеса;
nv = 6000 об/мин. – обороты двигателя при максимальной скорости;
iкв = 0,75 – передаточное отношение высшей передачи КПП;
Vamax = 140 км/ч = 39 м/с – максимальная скорость автомобиля;
1.5.2. Определение передаточного числа 1-ой передачи.
передаточное число 1-ой передачи.
где:
Ga =13916 Н – сила тяжести автомобиля;
- КПД трансмиссии;
Мemax = 96,715 – максимальный крутящий момент (табл. 1.1.);
максимальное дорожное сопротивление;
rк = 0,285 м – статический радиус колеса;
i0 = 5,39 – передаточное число главной передачи.

1.5.3.Выбор количества передач.
У данного прототипа ВАЗ-21047 имеется пятиступенчатая коробка переключения передач.

1.5.4.Определение передаточных чисел промежуточных передач.
общее число передач не учитывая ускоряющую передачу ипередачу заднего хода;
- передаточное число 2-ой передачи;
- передаточное число 3-ей передачи;
- передаточное число 4-ой передачи;
- передаточное число 5-ой передачи;
-передаточное число заднего хода.

1.5.5. Определение скорости автомобиля на различных передачах.
-скорость автомобиля.
где:
ne – текущие обороты автомобиля;
rк = 290 мм = 0,29 м – радиус качения колеса;
iк – передаточное число соответствующей передачи автомобиля;
i0 = 5,39 – передаточное число главной передачи.

1.6.1. Определяем силу сопротивления вспомогательного оборудования.

Pb- сила сопротивления вспомогательного оборудования;

где:
Mb – момент сопротивления создаваемый вспомогательным оборудованием;

где:
Mb0 – момент сопротивления вспомогательного оборудования при
низкой частоте вращения коленчатого вала;
bE- коэффициент учитывающий влияние скоростного режима на
увеличение момента сопротивления;

где:
Ga – сила тяжести автомобиля;
f0 – коэффициент сопротивления качению колеса;
Va – скорость автомобиля на высшей передачи.

1.6.3. Сила аэродинамического сопротивления.

где:
k – коэффициент обтекаемости;
F – площадь лобового сечения.

1.6.4. Сила сопротивления трансмиссии.

где:
nтр = 2 – количество агрегатов в трансмиссии;
- нагрузка на ведущий мост при полном использование грузоподъемности;
- коэффициент, учитывающий тип автомобиля;
Рх0 = 30 (Н) – сила сопротивления проворачивания валов, агрегата
трансмиссии;
- коэффициент скоростных потерь;
- коэффициент силовых потерь в трансмиссии.
Результаты сводим в таблицы 1.3. и 1.4.
1.7. Мощностной баланс автомобиля.

на привод вспомогательного оборудования;
где:
Va – скорость автомобиля (м/с);
Рb – сила сопротивления вспомогательного оборудования;
Ne – мощность двигателя;

Мощность, подводимая к колесу автомобиля (табл. 1.5.)
Наим.
Показатели
Частота вращения коленчатого валаоб/мин.

трансмиссии.
где:
- мощность, затраченная на преодоление
сопротивления воздуха;
где:
Р? - сила сопротивления дороги;
РW- сила аэродинамического сопротивления.

Мощность сопротивления движению автомобиля (табл. 1.6.)

№п/п
Наим.
Обоз.
Разм.
Vaм/с
1.8.2. Номограмма загрузки автомобиля (D0).

где:
Ga – вес номинальной грузоподъемности;
G0 – вес без груза.
Изм.
Лист
№ докум
Дата
Подп
Тяговый расчет автомобиля
Лист

1.8.3. Номограмма контроля буксования.

где:
m? - коэффициент сцепной массы автомобиля;

mвед – масса на ведущие колеса;
mа – масса автомобиля;
? -коэффициент сцепления с дорогой (0,1 – 0,7);
k? - коэффициент изменения реакции на ведущие колеса при движении:

где:
h – высота центра тяжести автомобиля;
?Х = ?;

где:
mГ – масса перевозимого груза;
m0 h0 – cнаряженный автомобиль;
L – база автомобиля;
Задаваясь значением для ? от 0,1 до 0,7 рассчитывают D? для загруженного
и пустого автомобиля.

Динамический фактор по сцеплению ведущих колес (табл. 1.8.).

Нагрузка
Показат.
Коэффициент сцепления?Х

1.10. Характеристика разгона.
?Va = Vk+1 – Vk ;
где:
Vk+1 и Vk – приведены в табл. 1.9.

jr k и jr k+1 – приведены в табл. 1.7.
Изм.
Лист
№ докум
Дата
Подп
Тяговый расчет автомобиля
Лист
?tk = ?Va / jk- время разгона автомобиля;
?Sk = (Vk +Vk+1 / 2)* ?tk – путь проходимый автомобилем между
Vk и Vk+1;
Время переключения передач для бензинового двигателя составляетпримерно 0,4 – 0,5 с.
При эксплуатации переключение передач нужно осуществлять при max крутящем моменте.
В расчетах переключение передач осуществляется при частоте вращения
коленчатого вала 0,8 – 0,85 об/мин.

где:
ma – масса автомобиля;
Ртр и РW – взять из тягового баланса в момент переключения;
? - сопротивление качению дороги;
?пп – коэффициент учета вращающихся масс приведенных к колесам;

Все расчеты сносим в таблицу 1.10.

Табл. 1.10.(продолжение)
?пп = 1,04
?пп = 0,4 – 0,5 с. – время переключения передач.



?Vп1 = 0,1 м/с.
?Vп2 = 0,14 м/с.
?Vп3 = 0,23 м/с.Падение скорости при переключении.
?Vп4 = 0,48 м/с.
?Vп5 = 0,64 м/
Изм.
Лист
№ докум
Дата
Подп
2. Топливная характеристика установившегося
движения автомобиля.
2. Топливная характеристика установившегося движения автомобиля.

где:
?т = 0,74 кг/л – плотность топлива;
? = 0,35 индикаторный КПД ДВС;
Ни = 44 мДж/кг – теплотворная способность топлива;
Рм – силы внутренних потерь в ДВС;

где:
Мм0 – момент внутренних потерь в ДВС при работе на холостом ходе;

где:
Vh – литраж ДВС;
? = 4 – тактность ДВС;
Рм0 = 0,045 МПа – среднее давление механических потерь ДВС приработе на холостом ходу;
Вм – коэффициент увеличения механических потерь в ДВС;

где:
S – ход поршня (м);
bм0= 0,14 МПа/м – коэффициент учитывающий увеличение
механических потерь в ДВС при повышении частоты вращения кол. вала.


Расчеты сведем в таблицу 2.1.
Лист
№ докум
Дата
Подп
Топливная характеристика установившегося движения автомобиля
Лист
3. Сравнительная характеристика и анализ
спроектированного автомобиля.
Сравнительная характеристика и анализ спроектированного автомобиля

Из показанной выше таблицы можно сделать ряд выводов: во – первых объем у спроектированного автомобиля получился значительно низкий по сравнению с прототипом и зарубежным аналогом, а значит и расход топлива будет значительно ниже. Во - вторых при небольшой мощности двигателя автомобиль разгоняется до 100 км за 18 секунд и развивает максимальную скорость 140 км/ч. Спроектированный автомобиль положительно отличается от прототипа, так как практически при одинаковой максимальной скоростиони оба достигают ее почти за одно и тоже время. И это при объеме 1001 см3. Но все-таки как бы ни был хорош спроектированный автомобиль, зарубежные аналоги имеют положительные различия . При сравнении спр-ого автомобиля с зарубежным аналогом Fiat Brava мы видим различия в габаритных размерах, в весовых категориях, а так жеу них одинаковая пассажировместимость
При сравнении характеристик двигателей мы видим не значительные преимущества Fiata.
Из этого можно сделать вывод. Спроектированный автомобиль почти по всем параметрам превзошел свой прототип. И приблизился к уровню лучших зарубежных аналогов.


ЛИТЕРАТУРА
1.Краткий автомобильный справочник М. 1994, 779с.

2.Конспект лекций по курсу «Теория автомобилей»

3. Задание на курсовую работу по курсу «Теория эксплутационных свойств автомобиля».