ПОЛЕЗНОЕ

Как развить коммуникабельность Почему могут возникнуть ссоры между супругами, в то время как их отношения кажутся прочными Почему появляется страх? Как стать богатым и отойти от дел молодым Советы от доктора Айболита «Как быть здоровым» Как сделать приглашение правильно Точка зрения. Как сделать сотрудника вовлеченным? Лень и как с ней бороться. Психологические аспекты Способов заработать с помощью internet Лекции по Основам предпринимательства Последнее добавление

КАТЕГОРИИ

Определение полной массы автомобиля

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

Автомобили

1.0011.00.00 ПЗ

Выполнил студент группы

шифр подпись И.О. Фамилия

Нормоконтроллёр _______________

Иркутск 2006 г.

Задание на проектирование

Прототип автомобиля: ВАЗ-2108

Максимальная скорость на прямой передаче на горизонтальном участке пути: V_max=150 км/ч =42 м/с.

Максимальный коэффициент сопротивления дороги: y_max=0,35

Номинальная грузоподъёмность: m_Н=425 кг.

База автомобиля: L=2460 мм.

Вид топлива: бензин.

Удельный эффективный расход топлива: g_e=308 г/кВт*ч.

Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности: n_N=5400 мин^-1.

Содержание

Введение

1. Определение полной массы автомобиля

2. Подбор размера шин и расчет радиуса качения

3. Расчет внешней характеристики двигателя

3.1 Частота вращения коленчатого вала двигателя

3.2 Максимальная мощность двигателя

3.3 Построение внешней характеристики двигателя

3.4 Вращающий момент двигателя

4. Выбор передаточных чисел

4.1 Определение передаточного числа главной передачи

4.2 Подбор передаточных чисел коробки передач

4.3 Определение числа передач и передаточных чисел коробки передач

5. Построение тяговой характеристики автомобиля

6. Определение основных показателей динамики автомобиля с механической трансмиссией

6.1 Динамический фактор

6.2 Ускорение автомобиля

6.3 Время разгона

7. Построение графика мощностного баланса

8. Построение экономической характеристики автомобиля

Заключение

Список литературы

Введение

Целью курсовой работы является определение основных параметров двигателя, трансмиссии и компоновки автомобиля. А так же закрепление знаний по лабораторным работам по курсу "Автомобили".

Делая оценку тягово-скоростных свойств автомобиля, определяется конструктивные параметры, которые могут обеспечить заданные значения скоростей и ускорений в заданных дорожных условиях движения, а также нахождение предельных дорожных условий, т.е. выполню проектировочный тяговый расчёт.

Для проектирования нового автомобиля, за основу, т.е. за прототип, я взял легковой автомобиль-седан ВАЗ-2108. Я сделал свой выбор на этом автомобиле, потому что ВАЗ-2108 и вообще всё семейство автомобилей ВАЗ является одним из лидеров в Отечественном автомобилестроении. Автомобили ВАЗ-2108 и его модификации пользовались огромной популярностью у потребителя Отечественного автомобиля для семьи и работы.

Определение полной массы автомобиля

Полную массу m_a автомобиля определяют как сумму масс снаряженного автомобиля m_б и груза mн по номинальной грузоподъемности и число мест пассажиров, включая водителя.

Снаряженная масса определяется по формуле:

, (1)

где η_б - коэффициент снаряженной массы, зависящий от номинальной грузоподъемности. У легковых автомобилей η_б=0,2-0,6

m_б= 400/0,4 = 1000 кг

Полная масса легкового автомобиля определяется следующим образом из выражения:

m_a= m_б +80*z (2)

где z - число мест в салоне, включая водителя.

ma=1000+80*5=14000 кг

Полный вес автотранспортного средства определяется по формуле:

Gа=m_а*10, (3)

Gа=1400*10=14000 H.

Подбор размера шин и расчет радиуса качения

Для подбора шин и определения по их размерам радиуса качения колеса необходимо знать распределение нагрузки по мостам.

У легковых автомобилей распределение нагрузки от полной массы по мостам зависит в основном от компоновки. При классической компоновке на задний мост приходится 52…55% нагрузки от полной массы, для переднеприводных автомобилей 48%.

Радиус качения колеса r_к выбирается в зависимости от нагрузки на одно колесо. Наибольшая нагрузка на колесо определяется положением центра масс автомобиля, которое устанавливается по предварительному эскизу или прототипу автомобиля.

G2=Ga*48%=14000*48%=6720Н

G1=Ga*52%=14000*52%=7280Н

Следовательно, нагрузку на каждое колесо передней и задней оси автомобиля соответственно можно определить по формулам:

Р₁=G₁/2, (4)

Р₂=G₂/8. (5)

P1=7280/2=3360 Н

P2=6720/2=3640 Н

Расстояние от передней оси до центра масс найдем по формуле:

a=G2*L/Ga (6)

L-база автомобиля, мм.

a= (6720*2,46) /14000=1,18м.

Расстояние от центра масс до задней оси:

в=L-a (7)

в=2,46-1,18=1,27м

Тип шин (по таблице ГОСТов) - 165-13/6,45-13. По этим размерам можно определить радиус колеса, находящегося в свободном состоянии:

rc=d/2+b (8)

Где b-ширина профиля шины (165 мм)

d - диаметр обода шины (13 дюймов)

1дюйм=25,4мм

rc=13*25,4/2+165=330 мм

Радиус качения колеса rk определяется с учетом деформации, зависящей от нагрузки:

rk=0.5*d+ (1-k) *b (9)

где k - коэффициент радиальной деформации. Для стандартных и широкопрофильных шин k принимают 0,3

rk=0,5*330+ (1-0,3) *165=280мм=0,28м

Частота вращения коленчатого вала двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя n_v, соответствующая максимальной скорости автомобиля, определяется из уравнения мин^-1:

n_v= V_max*η_n (13)

где ηn - коэффициент оборотистости двигателя.

У существующих легковых автомобилей коэффициент оборотистости двигателя ηn лежит в приделах 30…35.

n_v=150*35= 5250 мин^-1

Вращающий момент двигателя

Определим вращающий момент двигателя по формуле:

M_в=30*N_e/ (n_T*π) (16)

M_в1=30*6,9*1000/ (500*3,14) =131,93 кН*м

М_в3=30*22.94/ (1500*3,14) =146,12 кН*м

Аналогично проводим расчет для следующих значений n_Т и результаты расчетов сводим в Таблицу 1.

Таблица 1 - Внешняя характеристика двигателя

Параметры двигателя	Скоростной режим двигателя


Ne, кВт	6,90	14,66	22,94	31,42	39,76	47,65	54,75	60,74	65,28	68,06
Me, кН*м	131,93	140,07	146,12	150,09	151,96	151,76	149,46	145,08	138,61	130,05

По полученным данным таблицы 1 строится внешняя скоростная характеристика рисунок 1.

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя

Выбор передаточных чисел

Динамический фактор

Универсальным измерителем динамических качеств автомобиля служит динамический фактор, представляющий отношение свободной тяговой силы к силе тяжести автомобиля, который находится по формуле:

D=P_св/G_a (25)

Производим расчет динамического фактора при движении автомобиля с 500 до 6000 мин^-1 оборотов коленчатого вала на первой передаче.

I D₁=6592/17701,25= 0,37

II D₁=4217,7/17701,25=0,24

Графическую зависимость динамического фактора от скорости на всех передачах называют динамической характеристикой автомобиля. Значения динамического фактора для различных передач заносят в таблицу 4

Таблица 4 - Динамический фактор

Передача	Параметр	Частота вращения коленвала двигателя, мин^-1

I	V_a, м/с	1,2	3,6	6,1	8,5		13,4
D	0,37	0,41	0,42	0,4	0,35	0,26
II	V_a, м/с	1,9	5,7	9,5	13,3	17,1
D	0,24	0,26	0,27	0,25	0,21	0,16
III	V_a, м/с	2,9	8,9	14,9	20,9	26,7	32,7
D	0,15	0,16	0,16	0,15	0,12	0,07
IV	V_a, м/с	4,7		23,4	32,7		51,4
D	0,096	0,1	0,09	0,06	0,03	- 0,02

На основании таблицы 4 строится динамическая характеристика автомобиля D=f (V_a) для каждой передачи рисунок 4.

Ускорение автомобиля

Ускорение на горизонтальной дороге определяется из выражения (м/с²)

j_a= (D-ψ) *g/δ, (26)

где ψ - коэффициент сопротивления дороги ψ=0,015;

δ - коэффициент учета вращающихся масс.

Определим коэффициент учета вращающихся масс по формуле:

δ= δ₁+1+ δ₂*U_k², (27)

где U_k - передаточное число коробки передач; δ₁=0,05; δ₂=0,07.

Найдем коэффициент учета вращающихся масс на каждой передаче:

I δ=0.05+1+0.07*3,8²=2,06

II δ=0.05+1+0.07*2,432²=1,465

Найдем ускорение при движении автомобиля на горизонтальной дороге с 500 до 5500 мин^-1 оборотов коленчатого вала на каждой передаче:

I j_a1= (0,37-0,015) *9,8/2,06=1,736

II j_a1= (0,24-0,015) *9,8/1,465=1,505

Данные расчета сводим в таблицу 5, в которую также заносим значения величин обратных ускорению 1/j_a

Таблица 5 - Ускорение автомобиля

Передача	Параметр	Частота вращения коленвала двигателя, мин^-1

I	V_a, м/с	1,2	3,6	6,1	8,5		13,4
j_a м/с	1,736	1,88	1,927	1,831	1,6	1,16
1/j_a с²/м	0,6	0,53	0,52	0,55	0,625	0,86
II	V_a, м/с	1,9	5,7	9,5	13,3	17,1
j_a м/с	1,505	1,64	1,706	1,57	1,304	0,97
1/j_a с²/м	0,66	0,61	0,59	0,64	0,77	1,03
III	V_a, м/с	2,9	8,9	14,9	20,9	26,7	32,7
j_a м/с	1,085	1,165	1,165	1,085	0,84	0,44
1/j_a с²/м	0,92	0,86	0,86	0,92	1,2	2,3
IV	V_a, м/с	4,7		23,4	32,7		51,4
j_a м/с	0,67	0,7	0,62	0,37	0,12	0,04
1/j_a с²/м	1,5	1,43	1,61	2,7	8,33

По данным таблицы 5 строим графики зависимостей j_a=f (V_a) рисунок 5 и 1/ j_a=f (V_a) рисунок 6 для каждой передачи.

Время разгона

Графически интегрируем график значений обратных ускорений. По графику величин обратных ускорений строим огибающую. Ее отрезок на промежутке от 0 до 27.7 м/с делим на равные части и из центра этих отрезков проводим линии до пересечения с огибающей, проецируя их на ось обратных ускорений. Далее значения отрезков на оси обратных ускорений и разницу между концом и началом отрезков оси ординат подставим в формулу:

Δt=1/ja*ΔV (28), Δt₁=5* (14-7) =35, Δt₂=5* (28-21) =35, Δt₃=6* (42-35) =42, Δt₄=10* (56-49) =70

Результаты измерений и расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6 - Интегрирование графика обратных ускорений

1/j_a, мм	ΔV мм	Δt мм²

Из таблицы 6 имеем:

∑ Δt=35+35+42+70=182 мм²

Определим время разгона до скорости 27,7 м/с по формуле:

t=∑ Δt*a*b, (29)

где a - масштаб скорости M_Va, м*с/мм; М_Va=0,5 м/с/мм

b - масштаб обратного ускорения M_1/_ja, с²*м/мм; М_1/_ja=0,1 с²/м/мм.

t=182*0,5*0,1=91с

Время разгона от скорости V_o до скорости V₁ определяется по формуле:

t₁= Δt₁*a*b. (30)

t₁=35*0,5*0,1=1,75c

Время разгона от скорости V₁ до скорости V₂ определяется по формуле:

t₂= (Δt₁+ Δt₂) *a*b. (31)

t₂= (35+35) *0,5*0,1=3,5c

Аналогично находим t₃, t₄, до скорости 27,7 м/с

По полученным значениям t и графику обратных ускорений определяем значения V_a и результаты приводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Время разгона

t, с	1,75	3,5	3,85	5,6
V_a, м/с				27,7

По значениям таблицы 7 строим график пути разгона - рисунок 7.

Путь разгона. Путь разгона можно определить с помощью интегрирования кривой t=f (Va). Результаты измерений занесем в таблицу 8.

Таблица 8 - Интегрирование графика пути разгона

t, мм	ΔV, мм	ΔS, мм²
	13,85	138,5
	13,85	401,65
	13,85	512,45
	13,85	609,4

Из таблицы 8 имеем:

∑ΔS=138,5+401,65+512,45+609,4=1662 мм²

Путь разгона до скорости 27,7 м/с определим по формуле:

S=∑ΔS*a*c; (32)

где a - масштаб скорости a, м*с/мм; a=4 м/с/мм; с - масштаб времени с, с/мм; c=0,1 с/мм.

S=1662*4*0,1=664,8 м.

Заключение

В результате проектирования нового автомобиля был конструктивно рассчитан автомобиль ГАЗ-31029.

Были определены все основные технические показатели автомобиля и подобраны шины (по ГОСТ).

Если сравнить полученные значения с прототипом, можно сделать вывод, что они практически совпадают

Список литературы

1. Глазунов А.В. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 150200-"Автомобили и автомобильное хозяйство". - Иркутск: 2003. - Ч.1.24с.

2. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплутационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

3. Главный конструктор АО “ГАЗ”Ю.В. Кудрявцев. Автомобили " Волга" ГАЗ-31029. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. Издательство “За рулём", 1997. - 184с.