Министерство общего и профессионального образования РФ

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Строительные и дорожные машины и оборудование»

Тягово-динамический расчет автотранспорта

Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Двигатели, автомобили, тракторы» для студентов специальности 190205 Подъемно-транспортные строительные и дорожные машины и оборудование

В методических указаниях приводятся методика выполнения курсовой работы по дисциплине «Двигатели, автомобили, тракторы», некоторые справочные данные и вопросы для закрепления теоретического материала.

Составитель Масленников Д.Г.

Целью выполнения курсовой работы является закрепление знаний по основному разделу дисциплины «Двигатели, автомобили, тракторы» - тяговые и динамические качества автомобиля и пневмоколесного тягача.

В процессе выполнения работы студент знакомится с реальными параметрами современных грузовых автомобилей и пневмоколесных тягачей, их конструкциями и измерителями эксплуатационных качеств, анализирует характер изменения этих качеств в зависимости от условий движения. Методические указания могут быть использованы также при курсовом и дипломном проектировании.

Для выполнения работы студент получает индивидуальное задание, содержащее необходимые сведения по исследуемой машине. Недостающую информацию он собирает самостоятельно в справочной /4/, учебной/1,2,3/, технической литературе.

Работа выполняется путем проведения расчетов и построения графиков. По результатам расчетов составляется расчетно - пояснительная записка в соответствии с требованиями ЕСКД. На листе формата А1 вычерчивается:

Кинематическая схема машины в соответствии с ГОСТ 2.77-68;

Внешняя скоростная характеристика двигателя;

Тяговая диаграмма;

Динамическая характеристика машины;

График баланса мощности;

Таблица с техническими данными машины.

Масштабы выбираются так, чтобы наиболее полно использовать поле чертежа и формат листа.

1. Внешняя скоростная характеристика

двигателя внутреннего сгорания .

Внешняя скоростная характеристика двигателя (рис.1) представляет собой зависимость его эффективных показателей - мощности N е , крутящего момента М д и удельного расхода топлива g e от частоты вращения n коленчатого вала при полном открытии дросселя карбюраторного двигателя или при полной подаче топлива для дизеля. Эта характеристика должна быть построена по материалам исходных данных двигателя машины. При отсутствии экспериментальных данных используют эмпирическую зависимость:

(кВт) и (об/мин) - текущие значения эффективной мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя;

(кВт) и
(об/мин) - максимальная эффективная мощность двигателя и соответствующее ей значение частоты вращения коленчатого вала;

a , b , c - экспериментальные коэффициенты.

для карбюраторных двигателей a = b = c =1 ;

для двухтактного дизеля a =0,87, b =1,13, c =1 ;

для четырехтактного дизеля a =0,53, b =1,56, c =1,09 ;

От двигателя к ведущему валу трансмиссии подводится свободная мощность N д , величина которой меньше эффективной мощности:

(1)

где
- текущие значения свободной мощности;

- текущие затраты мощности, связанные с работой обслуживающих двигатель агрегатов моторной установки.

Общие затраты мощности в моторной установке в режиме максимальной мощности составляют:

Большие значения
берутся для тяжелых и большегрузных машин.

С изменением частоты вращения коленчатого вала двигателя затраты мощности в моторной установке подсчитываются:

(3)

Крутящий момент на валу двигателя:

(4)

Удельный расход топлива:

(г/кВт) (5)

где
- часовой расход топлива, (кг/ч).

Если часовой расход топлива
(кг/ч) в справочной литературе найти не удалось, его можно рассчитать, зная контрольный расход топлива Q к (л/100км). Контрольный расход топлива Q к всегда даётся для определённой скорости к . Поэтому, зная к (км/ч), можно найти расстояние, которое проходит машина за 1 час и путем интерполяции определить объемный расход топлива при данной скорости за час (л/ч). Далее остается объемные единицы расхода перевести в массовые, т.е.: G Т =
, (кг/ч), где ≈ 0,7 (кг/л) – объемный вес нефтяных топлив.

Результаты расчетов сводят в таблицу (табл. 1) и строят графики (рис.1) зависимостей внешней скоростной характеристики двигателя:

Таблица 1

Внешняя скоростная характеристика двигателя.

n i об/мин параметры

На внешней характеристике двигателя должны быть отмечены величины максимальной мощности
,максимального крутящего момента
,минимального расхода топлива
и соответствующие этим величинам значения скорости вращения коленчатого вала двигателя.

Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко

Кафедра: « Технических систем и электрооборудования в АПК »

Курсовой проект

На тему: «Тяговый и динамический расчёт автомобилей»

Выполнил студент 402 группы Толоченко А.П.

«Механизация с/х»

Принял доцент Чернобрисов С.Ф.

Тирасполь 2015 г.

Исходные данные: Зил 157-КД (6х6)

Собственная масса 5540 кг (5800 кг)

В т.ч. на переднюю ось 2400 кг заднюю 3140 кг

Полная масса 8690 кг (9000кг)

На переднюю ось 2680 кг, заднюю 6010 кг

Максимальная скорость 60 км/ч

Максимальный приведенный коэффициент сопротивления дороги Ψ=0,04

Приведенный коэффициент дороги при максимальной скорости 0,025

Продольная база 3975 мм

Высота кабины 2480 мм

Число колес 6+1

Шины 12,00-18

Давление воздуха в шинах; передние 3,5 кгс/см- задние 3,5 кгс/см-Коэффициент обтекаемости К=0,06

Двигатель Зил-157 КД карбюраторный; 4-тактный; 6-цилиндровый; нижнеклапанный

Диаметр цилиндра и ход поршня 100*114,3 Рабочий объем 5,38л Степень сжатия 6,5

Порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4

Максимальная мощность при 2800 об/мин л.с.-110 (кВт-80,9) Максимальный крутящий момент при 1800-2000 об/мин кГс-41 м-402 Передаточные числа коробки передач 7,44;4,10;2,29; 1,47; 1,00

Главная передача 6,67

2.1 Определение массы автомобиля.

Полная масса автомобиля состоит из собственной массы и массы номинальной подлинной нагрузки.

т = т с +т н

Где:

т с - собственная масса слагается из конструктивной массы, смазки, топлива, охлаждающей жидкости, запасного колеса и дополнительного оборудования.

Грузоподъемность складывается из номинальной полезной нагрузки массы, водителя и пассажиров в кабине.

При расчетах собственная масса автомобиля находиться в зависимости от полезной нагрузки.

т с =

Где:

- коэффициент грузоподъемности. 6x6 – 0.8

5000

Для дальнейших расчётов принимаем m =9540

r 0 = + 304.8 = 533.4

Определяем динамический радиус колеса.

Под действием, приходящимся на колеса нагрузки шина подвергается деформации, поэтому динамический радиус будет отличаться от номинального.

r k = * 1СГ 3 мм

r k = 0.254 дюймы

Где:

k - коэффициент радиальной деформации шины 0,1... 0,16 (0,12)

r k = * 10~ 3 = 0.497м = 497 мм

2.2 Определение мощности двигателя и построения скоростной характеристики.

Мощность двигателя соответствует максимальной скорости автомобиля на прямой передачи и определяется из выражения:

G = m * g =9540*9.8=93587,4 Н

Ψ - привлеченный коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости автомобиля- коэффициент сопротивления качению.

Шоссе-0,02... 0,025

Сельская местность -0,03 5... 0,045 (0,04)

P w max —сила сопротивления воздуха при максимальной скорости

= * = 0,98 3 * 0,97 = 0,912

Определение центра тяжести

а * G = L * У п

Ширина задних колес (В) -1820, а высота (Н) -2480.

F = B * H = 1755 * 2915 = 5,1 м

v =60 км/ч =16,6 м/с

0.06 * 5.1 * 16.6 2 = 84. 32 Н

2.3 Определяем частоту вращения двигателя.

Где:

𝜼 -коэффициент оборотности двигателя 125... 160 (160)

2.4 Определение максимальной мощности двигателя.

Где:

α - отношение частоты вращения при максимальной скорости к частоте вращения соответствующей максимальной мощности.

2.5 Определяем частоту вращения вала двигателя соответствующей максимальной скорости.

2.6 Определение точки кривой мощности.

n x - 500; 1000; 1500...

2.7 Определяем кривую крутящего момента.

2.8 Определение передаточного числа главной передачи.

У автомобилей высокой проходимости и предлагаемых для работы в с/х для улучшения динамических качеств передаточное число назначают на 10-20 % больше чем у базовых моделей

2.9 Определяем передаточное число 1 передачи КПП

Чтобы буксование не происходило, необходимо, чтобы максимальная касательная сила, подводимая к ведущим колесам, была бы равна или меньше максимальной касательной силы тяжести по сцеплению.

Где:

Коэффициент сцепления (сухой грунт) шин с дорогой 0,4.. .0,6 (0,5) -коэффициент нагрузки ведущих колес автомобиля. Это та часть массы авто, которая приходится на ведущие колеса ()

Определение числа передач и передаточных чисел.

Для определения передаточного числа КПП находим знаменатель

геометрической прогрессии.

3. Построение динамической характеристики автомобиля. 3.1 Определение динамического фактора.

Касательная сила тяги Р к на ведущих колесах при движении автомобиля расходует на преодоление внешних сил сопротивления.

P k = Pf ± Pa ± Pj + P < o

Где:

Сила сопротивления качения;

Р а -сила сопротивления движения на подъем « + », а на спуск « - »;

Сила соответствует ускорению движения или замедлению;

Сила сопротивления воздуха.

В теории автомобиля принято - сумма сил сопротивления качению и сопротивления подъему заменить одной общей силой - суммарным сопротивлением дороги.

Запишем формулу в развернутом виде:

Где:

Коэффициент учета вращения масс;

j - ускорение автомобиля, м/с 2 ;

К- коэффициент обтекаемости; F -площадь лобового сопротивления, м 2 ;

V 2 - максимальная скорость, м/с.

Перенесем силу сопротивления воздуха из левой части в правую.

Разница представляет собой избыточную тяговую силу, которая может быть использована

для преодоления сопротивления дороги и увеличения скорости движения.

Для оценки тяговых качеств автомобиля предложен динамический фактор (Чудаковым).

Динамический фактор выражается избыточной тяги силы и полному весу автомобиля. Будучи безразмерным параметром, динамический фактор позволяет производителю сравнивать оценку динамических качеств по проходимости в различных дорожных условиях, с различными мысовыми и конструкционными показателями. Максимальный динамический фактор на первой передачи для современных автомобилей лежит в пределах 0,25...0,35.

Передачи	Расчётная формула	Частота вращения, об/мин
			1000	1500	2000	2500	2800
		Крутящий момент двигателя, Н/м
		0.43	0.87		1.73	2.17	2.43
		34230.17	36696.03	37269.24	35934.14	32696.9	29844.24
		0.0566	0.2316	0.5171	0.9158	1.4409	1.8069
		0.3658	0.3921	0.3982	0.384	0.3494	0.3189
		0.71	1.42	2.13	2.84	3.55	3.98
		20876.98	22382.61	22732.28	21917.89	19943.35	18203.38
		0.1542	0.617	1.388	2.4681	3.8564	4.8472
		0.223	0.239	0.242	0.234	0.213	0.194
		1.16	2.33		4.66	5.83	6.53
		12863.27	13790.96	14006.38	13504.63	12288.02	11215.94
		0.4118	1.6612	3.7485	6.645	10.4006	13.0481
		0.137	0.147	0.149	0.144	0.131	0.119
		1.91	3.82	5.73	7.65	9.56	10.71
		7766.21	8326.3	8456.36	8153.43	7418.9	6771.63
		1.1163	4.4653	10.0469	17.9079	27.9664	35.0995
		0.083	0.089	0.09	0.087	0.079	0.072
		3.13	6.27		12.54	15.68	17.56
		4736.79	5078.4	5157.734	4972.96	4524.96	4130.17
		2.998	12.03	27.038	48.119	75.2339	94.3562
		0.05	0.054	0.055	0.053	0.047	0.043

Передачи	Скорость			J , м/с	1/ j , м/
		0.326 0.3521 0.3582 0.344 0.31 0.2789	3.592	0,89 0,96 0,977 0,938 0,845 0,76	1,123 1,04 1,02 1,06 1,18 1,31
		0.183 0.199 0.202 0.194 0.173 0.154	1.9645	0,913 0,992 1,007 0,967 0,863 0,768	1,095 1,008 0,993 1,034 1,158 1,302
		0.097 0.107 0.109 0.104 0.091 0.079	1.3589	0,699 0,771 0,786 0,75 0,656 0,569	1,43 1,29 1,272 1,52 1,75
		0.043 0.049 0.05 0.047 0.039 0.032	1.1335	0,371 0,423 0,432 0,406 0,337 0,276	2,69 2,36 2,31 2,46 2,96 3,62
		0.01 0.014 0.015 0.013 0.007 0.003	1.0497	0,093 0,1307 0,14 0,12 0,065 0,028	10,75 7,65 7,14 15,38 35,71

Построение графика ускорения. Разгон автомобиля.

Ускорение которое может развивать автомобиль в значительной мере характеризует динамические качества автомобиля.

Чем больше ускорение автомобиля, тем выше его разгонные качества. Его средняя скорость, а следовательно его производительность.

Ускорение автомобиля при разгоне зависит от разности , а так же от величины коэффициента учета вращающихся масс.

Для нахождения значения (Д - Ψ) на динамической характеристики по оси

ординат в масштабе динамического фактора отложить значения приведенные

коэффициентом сопротивления дороги.

И через эту точку провести прямую параллельную абсцисс.

Для выбранных скоростей для каждой передачи найти разность

3.2 Определение времени разгона.

Время разгона автомобиля определяется по графику ускорения. Ускорение есть 1ая производная по времени.

График кривых обратных ускорений необходимо разбить на ряд отдельных участков, в которых происходит разгон автомобиля с постоянным средним ускорением.

Площадь ∆ ограничена кривой 1/ j осью абсцисс и 2мя ординатами определяет в известном масштабе время, затраченное на разгон.

Масштаб:

Скорость авто	№ площадки	Величина площадок	Масштаб времени	Время разгона, с
			0,026	1,95
				6,63
				10,322
				15,392
				29,822
				47,372
		1050		74,672
		1500		113,672

3.3 Определение пути разгона.

График пути разгона, так же как и график времени разгона служит для характеристики приемистости автомобиля. Если известно время разгона автомобиля, то по этому графику можно найти путь разгона. График пути разгона строится из графика времени согласно следующему:

Этот интеграл не может быть решен аналитически ввиду отсутствия зависимости между скоростью и временем.

Его можно решить графически с учетом, что площадь соответственно от t , до t n разбить на ряд отдельных участков ограниченную кривой и 2мя ординатами, дает путь разгона за бесконечно малое приращение времени.

№ площадки	Величина площадки, мм	Масштаб пути	Путь разгона, м
		0,065	45,5
	1400		136,5
	1700
	1900		370,5
	2100
	2200
	2300		799,5
	2400		955,5
	2500		1118
	2600		1287
	2700		1462,5
	1350		1550,25

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР. 201 5 . 402.268.ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР. 201 5 . 402.268.ПЗ

Толоченко А.П.

Введение

Тяговый расчет автомобиля производится с целью определения его тяговых и динамических качеств. Тяговый расчет подразделяется на:

Тяговый расчет проектируемой машины;

Поверочный тяговый расчет, производимый для существующей машины.

Поверочный тяговый расчет составляют следующие отдельные задачи:

1. Определение максимальной скорости движения в заданных условиях.

2. Определение сопротивления движению и углов подъема, которые может преодолеть автомобиль на данной передаче и скорости.

Для решения задач тягового расчета необходимо построить тяговую характеристику автомобиля.

Тяговой характеристикой автомобиля называется графическая зависимость удельной силы тяги от скорости движения автомобиля на каждой передаче.

Задаваемыми параметрами обычно являются: тип автомобиля; грузоподъемность или максимальное число пассажиров; максимальная скорость движения, по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления, максимальное дорожное сопротивление на низшей передаче трансмиссии. Указывается также тип двигателя (карбюраторный, дизельный).

Параметры, которыми задаются, могут иметь различные значения в некотором интервале. Чтобы правильно принять окончательное значение указанных выше параметров, необходимо понимать, как они влияю на тяговые качества автомобиля.

Построение тяговой характеристики автомобиля включает:

1.Определение полной массы автомобиля, кг.

2.Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса, м.

3.Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

4.Определение передаточного числа главной передачи.

5.Определение передаточных чисел коробки передач и дополнительной коробки.

6.Определение скорости движения.

7.Определение удельной силы тяги, построение тяговой характеристики.

ВЫПОЛНЕНИЕ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА

1. Определение полной массы машины

Полная масса автомобиля определяется по формуле

= 4300+75*3+6000=10525, кг (1)

где = 4300, кг - собственная масса машины;

п=3 - число мест в кабине;

=6000, кг - максимальная масса перевозимого груза.

Значения G 0 и берутся в соответствии с заданием. Для этого предварительно подбирают тип автомобиля, параметры которого соответствуют заданным.

2. Выбор шин

Для выбора шин надо определить нагрузку, приходящуюся на одно колесо автомобиля. У грузовых автомобилей типа 4x2 на переднюю ось при полном использовании грузоподъемности приходится около 25-30% нагрузки. На задней оси этих автомобилей обычно монтируются четыре шины, каждая из которых испытывает большую весовую нагрузку, чем шина переднего колеса, поэтому выбор производится по весовой нагрузке, приходящейся на одно заднее колесо. Передние и задние колеса каждого автомобиля по конструкции почти всегда одинаковы и взаимозаменяемы. Разница состоит лишь во внутреннем давлении воздуха в шинах.

= 10525*0,70/4= 1841,88, кг.

По приложению подбирают тип и размеры автомобильных шин, удовлетворяющих нагрузке, приходящейся на колесо 508*260.

Определяют статический радиус колеса, который в дальнейшем условно считают равным радиусу качения 0,488 м.

3. Расчет и построение внешней характеристики двигателя

Для расчета внешней характеристики двигателя вначале определяют мощность необходимую для обеспечения заданной максимальной скорости по дороге с минимальным коэффициентом сопротивления качению. (0,7*4,5*25*25*25+10525*9,81*0,03*25)=140,73, кВт (2) - коэффициент обтекаемости; - коэффициент сопротивления качению; - лобовая площадь автомобиля, равная для грузовых автомобилей 3,0-6,5 м 2 ,

для легковых автомобилей малого литража -1,5+2,0 м 2 ,

F B = КН (К- колея автомобиля, Н - наибольшая его высота);

- масса автомобиля, кг;

g - 9,81 м/с 2 - ускорение свободного падения.

1. Внешняя скоростная характеристика двигателя

В общем случае частота вращения коленчатого вала при максимальной скорости движения автомобиля не равна частоте вращения, соответствующей максимальной мощности двигателя, и, следовательно, мощность двигателя при максимальной скорости не равна максимальной мощности.

Максимальную мощность двигателя находим, пользуясь эмпирической формулой где а, b и с - эмпирические коэффициенты; для карбюраторных двигателей а = b = с = 1,0.

Для современных автомобилей отношение

=1,15-1,25.

Большее значение относится к легковым автомобилям, мень­шее - к грузовым. Следовательно, скорость, соответствующая максимальной мощности, будет равна:

=25*1.2=20,83, м/c=75 км/ч. (4)

Координаты (n max , N eV) и (n N , N max) дают две первые точки графика внешней скоростной характеристики. Для получения других точек используем формулу, представленную в следующем виде:

где N е и n e - текущие значения соответственно мощности двигате и частоты вращения коленчатого вала.

Задаваясь такими значениями п е, которые соответствуют зна­чениям отношения n е Jn N =0,2; 0,4; 0,6; 0,8, подсчитываем величины соответствующих мощностей N е, и заносим в таблицу. Затем определяем текущие значения крутящих моментов и заносим в таблицу.

, Н.м (6)

№ п/п	Показатели		Отношение
			0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
1	, об/мин (рад/с)		640 (67,02)	1280 (134,04)	1920 (201,06)	2560 (268,08)	3200 (335,10)	3840 (402,12)
2	, кВт		32,5	71,5	109,4	139,0	154,3	140,7
3	, Н.м		485,4	533,3	544,3	518,5	460,5	350,0
4	1 передача		2,9 (0,8) 0,34	5,8 (1,6) 0,37	8,7 (2,4) 0,38	11,6 (3,2) 0,36	14,5 (4,0) 0,32	17,4 (4,8) 0,24
5	2 передача		4,4 (1,2) 0,22	8,7 (2,4) 0,25	13,1 (3,6) 0,25	17,5 (4,9) 0,24	21,8 (6,1) 0,21	26,2 (7,3) 0,16
6	3 передача		6,6 (1,8) 0,15	13,2 (3,7) 0,16	19,8 (5,5) 0,17	26,4 (7,3) 0,16	32,9 (9,2) 0,14	39,5 (11,0) 0,10
7	4 передача		9,9 (2,8) 0,10	19,9 (5,5) 0,11	29,8 (8,3) 0,11	39,8 (11,0) 0,10	49,7 (13,8) 0,09	59,6 (16,6) 0,06
8	5 передача		15,0 (4,2) 0,07	30,0 (8,3) 0,07	45,0 (12,5) 0,07	60,0 (16,7) 0,06	75,0 (20,8) 0,05	90,0 (25,0) 0,03

По результатам расчетов (таблица, пункты 1, 2 и 3) строим внешнюю скоростную характеристику двигателя.

В дальнейшем те же значения N, и М е используем для определения скорости движения и удельной силы тяги на всех передачах и всех выбран­ных частотах вращения коленчатого вала.

Для построения внешней характеристики используем масштабы шкал в следующих пределах:

Частота вращения коленчатого вала6. 1 мм - (2,5…5,0) рад/с;

Мощность: 1 мм - (0,5…1,5) кВт;

Крутящий момент:. 1 мм = 2…8 Н.м.

Крайняя левая точка характеристики ограничивается частотой устойчивого вращения холостого хода (10…70 рад/с).

Максимальная мощность карбюраторного двигателя определяется точкой перегиба кривой (началом падения мощности).

4. Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяем из условия обеспечения максимальной скорости движения на прямой передаче в коробке передач

(7)

Предварительно выбирают передаточное число коробки передач на высшей передаче, В большинстве случаев высшей является прямая передача i кв = 1. В автомобилях с одной ведущей осью дополнительная коробка не ставится, тогда i Д = 1.

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА.

Кафедра "Тракторы и автомобили"

Эксплуатационные свойства автомобиля

Методические указания к курсовой работе

Пермь – 2011

Введение

Задачей курсовой работы является систематизация и закрепление знаний студентов по основным вопросам теории эксплуатационных свойств автомобилей, имеющим для инженера первостепенное значение.

В соответствие с этим предусматривается выполнение следующих разделов.

Тяговый расчет автомобиля:

определение собственной и полной массы (веса) автомобиля;

расчет номинальной мощности двигателя автомобиля;

расчет и построение теоретической скоростной (внешней) характеристики карбюраторного двигателя автомобиля;

расчет передаточных чисел трансмиссии автомобиля;

расчет и построение универсальной динамической характеристики автомобиля;

расчет и построение экономической характеристики автомобиля.

Все полученные расчетные характеристики анализируются в соответствии с методическими указаниями.

Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графиков.

Расчетно-пояснительная записка может быть написана от руки, и содержать ответы на вопросы, поставленные в задании; в ней приводятся формулы, используемые в каждом разделе задания, обосновываются выбранные для расчетов коэффициенты. Данные расчетов сводятся в таблицы, приведенные в методических указаниях. Допускается записку оформлять машинописным текстом.

На графиках должны быть проставлены масштабные шкалы с указанием соответствующих параметров и их размерностей. Масштабы должны быть приняты из рекомендуемого ряда масштабов.

На графических листах должны быть заполнены основные надписи в соответствии с ЕСКД.

Необходимые для расчетов автомобиля коэффициенты должны приниматься обоснованно, с соответствующими пояснениями и ссылками на литературу. Список использованной литературы приводится в конце пояснительной записки.

В.К. Вахламов. Автомобили. Эксплуатационные свойства. – М.: Академия, 2005.

Литвинов А.С., Фарубин Я.И. Автомобиль: Теория эксплутационных свойств. – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.

Проскурин А.И. Теория автомобиля: примеры и задачи. – Пенза, Изд. ПГАСА, 2002.

Копотилов В.И. Автомобили: теоретические основы. Тюмень, изд. Тюменского ГНГУ, 1999.

Нарбут А.Н. Теория автомобиля. Учебное пособие. М.: Изд. МАДИ (ТУ), Часть 1 – 2000 г., Часть 2 – 2001 г.

Селифонов В.В., Серебряков В.В. Проходимость автомобиля. – М.: Наука, 1999.

Тяговый расчет автомобиля

1. Определение собственной и полной массы автомобиля

Исходным параметром для определения собственной и полной массы автомобиля является заданная грузоподъемность или пассажиро-вместимость. Отношение грузоподъемности автомобиля М г к его собственной массе М о называется коэффициентом грузоподъемности

Тогда из выражения (2) имеем:

. (2)

Коэффициент грузоподъемности существенно влияет на динамические и экономические показатели автомобиля: чем он больше, тем лучше эти показатели. При проектировании автомобиля его значения определяются из технических возможностей и экономической целесообразности.

Значения коэффициента грузоподъемности зависят от типа и конструктивных особенностей автомобиля. Для легковых автомобилей  г =0,25...0,40, причем большему литражу автомобиля соответствует меньший коэффициент грузоподъемности. У грузовых автомобилей особо малой и малой грузоподъемности г = 0,4...0,6. Для грузовых автомобилей типа 42, 64 средней и большой грузоподъемности г = 0,9...1,4. С повышением грузоподъемности значения коэффициента растут. Для специальных автомобилей высокой проходимости коэффициент грузоподъемности ниже, чем для автомобилей общего назначения. Рекомендуется для автомобилей типа 44, 66 г = 0,5...0,8.

Полная масса автомобиля (без прицепа) определяется по формуле

где n- число пассажиров, включая водителя; 75 кг – масса одного человека.

1. Расчет номинальной мощности двигателя автомобиля

Мощность двигателя автомобиля должна быть достаточной для движения полностью нагруженного автомобиля с заданной максимальной скоростью в заданных дорожных условиях.

Мощность, необходимая для установившегося движения в заданных условиях определяется из выражения

, (4)

где V max - максимальная скорость движения автомобиля, км/ч;

 ТР - механический КПД трансмиссии, принимаемый для режима максимальной скорости ТР = 0,85...0,90 или рассчитываемый исходя из предполагаемой кинематической схемы трансмиссии;

G а - сила тяжести (вес) автомобиля с полной нагрузкой,
, Н;

 - приведенный коэффициент дорожного сопротивления, ; при движении по горизонтальному участку=0,=f;

k- коэффициент обтекаемости автомобиля (см. приложение);

F- площадь лобового сопротивления автомобиля, которая принимается исходя из данных прототипа или автомобиля подобного класса по грузоподъемности и габаритам (Приложение табл. 2).

Для обеспечения лучших тяговых и динамических качеств автомобиля номинальную (максимальную) мощность двигателя определяют по формуле

Угловая скорость коленчатого вала двигателя на номинальном режиме определяется через коэффициент оборотности двигателя

, с -1 (6)

или принимается с учетом данных прототипа. Значения коэффициента оборотности двигателя принимают в пределах 3...4.

3. Расчет и построение скоростной (внешней) характеристики карбюраторного двигателя

Скоростная характеристика двигателя показывает изменение эффективной мощности, крутящего момента, удельного и часового расходов топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Текущие значения мощности N ei и крутящего моментаM ki определяют по следующим формулам:

, (7)

, (8)

где  i , н - текущее и номинальное значения угловой скорости коленчатого вала двигателя.

значения коэффициентов С 1 и С 2 для карбюраторного двигателя равны:

При расчете скоростной характеристики карбюраторного двигателя необходимо задаться угловой скоростью, соответствующей 120, 100, 80, 60, 50, 40 и 20% от номинального значения, и определить текущие значения N ei иM ki , соответствующие этим угловым скоростям.

Данные расчетов заносим в табл. 1.

Для определения значений по расходу топлива следует, исходя из анализа расхода топлива существующих двигателей и перспектив развития, принять удельный расход топлива при 100%, а затем взять соответствующий процент (указанный в табл. 1) для остальных режимов. Для большинства современных карбюраторных двигателей удельный расход топлива 305...325 г/кВт ч.

Таблица 1

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

g е, г/кВт ч

Часовой расход топлива рассчитывают по формуле

, кг/ч (9)

Данные по g е иN е берут из соответствующих колонок табл. 1.

По данным табл. 1 строится график скоростной характеристики двигателя (рис. 1).

← Вернуться