Внешняя скоростная характеристика двигателя.

ВАЗ-2108

 

 

 

Выполнил студент группы

 

Проверил

Реферат.

Курсовая работа содержит пояснительную записку на 25 листах формата А4, включающую 10 рисунков, 1 таблицу.

 

 

АВТОМОБИЛЬ, ДВИГАТЕЛЬ, СКОРОСТЬ, ПУТЬ, ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ,

УСКОРЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ, РАСХОД ТОПЛИВА.

 

Целью курсовой работы является расчет характеристик автомобиля и двигателя и сравнение их с требованиями ГОСТ 21398 – 75, то есть проводится анализ автомобиля ВАЗ-2108 и его эксплуатационных свойств.

 

В курсовой работе были рассчитаны: внешняя скоростная характеристика двигателя, тяговый баланс автомобиля, динамическая характеристика автомобиля, время и путь разгона, путевой расход топлива автомобиля, а также проведен сравнительный анализ тормозных механизмов.

 

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………………………………4

1 Расчет характеристик автомобиля и двигателя........................................................................... 5

1.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя.................................................................. 5

1.2 Тяговый баланс автомобиля...................................................................................................... 7

1.3 Мощностной баланс автомобиля.............................................................................................. 8

1.4 Динамический паспорт автомобиля........................................................................................ 9

1.5 Время и путь разгона автомобиля......................................................................................... 10

1.6 Путевой расход топлива автомобиля................................................................................... 13

2 Сравнительный анализ тормозных механизмов автомобиля ВАЗ – 2108......................... 15

2.1 Тормозные механизмы.............................................................................................................. 15

2.2 Оценка тормозного механизма автомобиля ВАЗ – 2108.................................................. 15

Список использованных источников….……………………………………………………………….18

Приложение………………………………………………………………………………………………..19
Введение

Автомобильный транспорт является частью транспортной системы РФ. Он выполняет основной объем перевозок грузов и пассажиров. От совершенства конструкции автомобилей, соответствие их определенным дорожно–эксплуатационным условиям во многом зависят эффективность и экономичность транспортного процесса.

В курсовой работе рассматриваются параметры и нормы, позволяющие оценивать эксплуатационные свойства автомобилей, рассматриваются расчетные методы определения параметров, характеризующих эти свойства, анализируется влияние различных конструктивных и эксплуатационных факторов на тяговые и тормозные свойства.

В данной курсовой работе рассчитаны основные характеристики тяговой динамики автомобиля ВАЗ-2108, а также проведен сравнительный анализ эксплуатационных свойств. Во второй части курсовой работы сделан сравнительный анализ тормозного механизма рабочей тормозной системы.

При выполнении курсовой работы были использованы основные параметры, дающие краткую характеристику заданного автомобиля, взятые из литературных источников.

1 Расчет характеристик автомобиля и двигателя.

Тяговый баланс автомобиля.

Тяговый баланс представляет собой совокупность тяговой характеристики автомобиля и сил сопротивления движению. Тяговая характеристика строится в координатах «тяговая сила – скорость» на различных передачах. График тягового баланса автомобиля показан на рисунке №2. Тяговая сила на колесах автомобиля рассчитывается по формуле ,

где Ме – крутящий момент двигателя по внешней скоростной характеристике, Н·м. Скорость автомобиля рассчитывается по формуле ,

где r_кин – кинетический радиус колеса. Он может быть принят равным динамическому радиусу r_д, м. К силам сопротивления движения относятся: сила сопротивления дороги ,

где ψ – суммарный коэффициент дорожного сопротивления, равный f·cosα ± sinα или f±i; сила сопротивления воздуха .

Скорость автомобиля при расчетах задаются произвольно, по max, чтобы каждая кривая имела 5 – 7 расчетных точек. На зависимости силы тяги от скорости на различных передачах наносят кривую силы сопротивления воздуха Рв=f(Va) и кривую суммарной силы сопротивления дороги и воздуха Рд+Рв=f(Vа).

Кривую Рд+в= f(Vа) для легкового автомобиля строят при весе с водителем, двумя пассажирами и багажом.Уравнение тягового баланса автомобиля имеет вид Рт=Рд+Рв+Ри,

где Ри – сила сопротивления разгону (приведенная сила инерции), Н. Приведенная сила инерции рассчитывается по формуле Ри=m_a·j_a·δ_вр,

где j_a – линейное ускорение автомобиля, м/с²;

δ_вр – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля и двигателя.

Этот коэффициент показывает во сколько раз сила, необходимая для разгона с заданным ускорением как поступательно движущихся, так и вращающихся масс автотранспортного средства больше силы необходимой для разгона только поступательно движущихся масс. Он рассчитывается по формуле .

, ,

где I_м – момент инерции маховика двигателя, кг·м²;

∑I_к – суммарный момент инерции колес, кг·м²;

m_a – масса автомобиля при номинальной нагрузке, кг;

m – масса автомобиля в пределах от снаряженной, кг.

Поскольку моменты инерции деталей двигателя, трансмиссии и колес не всегда известны, для одиночных автомобилей можно считать σ₁= σ₂=0,04.

С помощью метода тягового баланса производится оценка средних скоростей движения автомобиля в различных дорожных условиях. Максимальная скорость, с которой может двигаться автомобиль – точка пересечения кривых суммарной силы сопротивления дороги и воздуха и тяговой силы от скорости. Для ВАЗ-2108 точка пересечения находится на 36 м/с.
1.2 Мощностной баланс автомобиля.

Характеристика мощностного баланса автомобиля представляет собой кривые изменения мощности на колесах автомобиля Nт=Nд·η_тр от скорости движения V_a на различных передачах. На эти кривые наносят кривые мощности сопротивления воздуха Nв=f(Vа) и суммарной мощности сопротивления дороги и воздуха Nд+в=f(Vа). Мощностной баланс автомобиля показан на рисунке №3. Уравнение мощностного баланса получим, умножив обе части равенства на Nа/1000.

Nт=Nд+Nв+Nи,

где Nт – полная тяговая мощность на колесах, кВт.

Nд – мощность сопротивления дороги, кВт. ;

Nв – мощность сопротивления воздуха, кВт. ;

Nи – мощность, затрачиваемая на разгон поступательно и вращательно движущихся масс автотранспортного средства, кВт. ;

Uтр – передаточное отношение трансмиссии автомобиля, равное Uтр=Uк·Uд.к·Uг.п.

Характеристика мощностного баланса необходима для оценки правильности выбора мощности двигателя и передаточного числа главной передачи.

Введем понятие запаса мощности двигателя Nтз, который равен разности между полной тяговой мощностью Nт при работе двигателя с полной подачей топлива и суммой мощностей сопротивления движению, входящую в правую часть равенства (Nд+Nв+Nи), соответствующих работе двигателя на частичной характеристике.

Запас мощности так же, как и запас силы тяги, характеризует возможность работы автомобиля при повышения сопротивления движению без снижения скорости или с заданной интенсивностью её увеличения.

Отношение называют использованием мощности двигателя.

Тормозные механизмы.

Для оценки конструктивных схем тормозных механизмов служат следующие критерии:

Коэффициент тормозной эффективности – отношение тормозного момента, создаваемого тормозным механизмом, к условному приводному моменту ,

где М_тор – тормозной момент;

∑Р – сумма приводных сил;

r_тр – радиус приложения результирующей сил трения (в барабанных тормозных механизмах – радиус барабана r_б, в дисковых – средний радиус накладки r_ср).

Стабильность. Этот критерий характеризует зависимость коэффициента тормозной эффективности от изменения коэффициента трения. Эта зависимость представляется графиком статической характеристики тормозного механизма. Лучшей стабильностью обладают тормозные механизмы, характеризуемые линейной зависимостью.

Уравновешенность. Уравновешенными являются тормозные механизмы, в которых силы трения не создают нагрузку на подшипник колеса.

Так как имеются конструктивные различия тормозных механизмов передней и задней осей, необходимо провести сравнительный анализ обоих вариантов.

ВАЗ-2108

 

 

 

Выполнил студент группы

 

Проверил

Реферат.

Курсовая работа содержит пояснительную записку на 25 листах формата А4, включающую 10 рисунков, 1 таблицу.

 

 

АВТОМОБИЛЬ, ДВИГАТЕЛЬ, СКОРОСТЬ, ПУТЬ, ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ,

УСКОРЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ, РАСХОД ТОПЛИВА.

 

Целью курсовой работы является расчет характеристик автомобиля и двигателя и сравнение их с требованиями ГОСТ 21398 – 75, то есть проводится анализ автомобиля ВАЗ-2108 и его эксплуатационных свойств.

 

В курсовой работе были рассчитаны: внешняя скоростная характеристика двигателя, тяговый баланс автомобиля, динамическая характеристика автомобиля, время и путь разгона, путевой расход топлива автомобиля, а также проведен сравнительный анализ тормозных механизмов.

 

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………………………………4

1 Расчет характеристик автомобиля и двигателя........................................................................... 5

1.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя.................................................................. 5

1.2 Тяговый баланс автомобиля...................................................................................................... 7

1.3 Мощностной баланс автомобиля.............................................................................................. 8

1.4 Динамический паспорт автомобиля........................................................................................ 9

1.5 Время и путь разгона автомобиля......................................................................................... 10

1.6 Путевой расход топлива автомобиля................................................................................... 13

2 Сравнительный анализ тормозных механизмов автомобиля ВАЗ – 2108......................... 15

2.1 Тормозные механизмы.............................................................................................................. 15

2.2 Оценка тормозного механизма автомобиля ВАЗ – 2108.................................................. 15

Список использованных источников….……………………………………………………………….18

Приложение………………………………………………………………………………………………..19
Введение

Автомобильный транспорт является частью транспортной системы РФ. Он выполняет основной объем перевозок грузов и пассажиров. От совершенства конструкции автомобилей, соответствие их определенным дорожно–эксплуатационным условиям во многом зависят эффективность и экономичность транспортного процесса.

В курсовой работе рассматриваются параметры и нормы, позволяющие оценивать эксплуатационные свойства автомобилей, рассматриваются расчетные методы определения параметров, характеризующих эти свойства, анализируется влияние различных конструктивных и эксплуатационных факторов на тяговые и тормозные свойства.

В данной курсовой работе рассчитаны основные характеристики тяговой динамики автомобиля ВАЗ-2108, а также проведен сравнительный анализ эксплуатационных свойств. Во второй части курсовой работы сделан сравнительный анализ тормозного механизма рабочей тормозной системы.

При выполнении курсовой работы были использованы основные параметры, дающие краткую характеристику заданного автомобиля, взятые из литературных источников.

1 Расчет характеристик автомобиля и двигателя.

Внешняя скоростная характеристика двигателя.

Исходными данными для построения внешней скоростной характеристики двигателя является максимальная эффективная мощность Nе_max. График внешней скоростной характеристики показан на рисунке №1. Наименьшая устойчивая частота вращения карбюраторного двигателя n_{e min} =0,2 n_eN. Максимальная частота вращения коленчатого вала для двигателей различных автомобилей с данными табл.1. Если реальные внешние характеристики отсутствуют, то необходимые для их построения текущие значения могут быть рассчитаны.

Имеется ряд эмпирических формул, из которых наиболее употребительной является формула, предложенная С.Р. Лейдером. Согласно этой формуле текущее значение мощности Ne, соответствующее частоте n_e, определяется

где а, b, с – эмпирические коэффициенты.

Коэффициенты а, b, и с зависят от типа и особенностей конструкции двигателя. Обобщенные значения этих коэффициентов получают в результате статической обработки большого числа полученных экспериментально внешних характеристик однотипных двигателей. Однако в литературных источниках нет единого мнения о числовых значениях этих коэффициентов. Для расчета внешних скоростных характеристик карбюраторных двигателей рекомендуется принимать а=b=c=1.

Текущее значение эффективного крутящего момента двигателя Ме, соответствующие текущим значениям частот вращения n_е, определяются по формуле .

где Me_ном – номинальный крутящий момент, соответствующий максимальной эффективной мощности, Н·м. Номинальный крутящий момент определяется по формуле

.

Максимальный эффективный момент двигателя может быть определен с использованием эмпирических коэффициентов a, b, c по формуле , а соответствующая ему частота вращения коленчатого вала двигателя n_eм по формуле .

Текущие значения чисел оборотов n_e при расчете внешней скоростной характеристики двигателя выбираются в пределах (0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 0,9; 1,0; 1,2) от n_eN. Для построения внешней скоростной характеристики можно воспользоваться данными таблицы 2.

Значения коэффициентов, приведенных в таблице 2 определены по формулам , а=2-b, с=1.

Кривая удельного расхода топлива g_e=f(n) строится на основании зависимости

где g_eN – удельный расход топлива двигателем при Ne_max, который может быть принят равным 330-360 г/(кВт·ч) для карбюраторных двигателей;

d,e и f₁ – эмпирические коэффициенты. Коэффициенты d,e и f₁ зависят от типа двигателя. Так для карбюраторных двигателей d=1,2; e=1,0; f₁=0,8.

Если рассчитывается автомобиль с дизельным двигателем или карбюраторный с ограничителем частоты вращения, то при построении внешней скоростной характеристики необходимо нанести регуляторные ветви. При этом следует учесть, что регулятор (ограничитель) обладает нечувствительностью в зоне, равной 3-5% от расчетного значения частоты вращения коленчатого вала.

В дальнейшем регуляторная ветвь изображается на тяговой характеристике автомобиля, характеристике мощностного баланса и т.д.

где g_eN – удельный расход топлива g_eN=350 г/кВт·ч; n_eN=4500.

 

На внешней скоростной характеристике должны быть изображены также кривые фактических значений мощности и момента, полученные умножением их значений на К_р=0,9, учитывающий потери. Из расчета получаем Ме_max=99,9 Н·м, минимальный расход топлива gе_min=310,63 г/кВт·г, максимальную эффективную мощность Ne_max=47 кВт, зона переключения передач и зона устойчивой работы двигателя от nе_м=1120 до nе_max=5600 об/мин^-1.

Сравнивая полученные данные с техническими характеристиками автомобиля: М_max=94 Н·м при n=3500 об/мин^-1, N_max=47 кВт при n=5600 об/мин^-1, получаем, что рассчитанные данные соответствуют техническим характеристикам.

Тяговый баланс автомобиля.

Тяговый баланс представляет собой совокупность тяговой характеристики автомобиля и сил сопротивления движению. Тяговая характеристика строится в координатах «тяговая сила – скорость» на различных передачах. График тягового баланса автомобиля показан на рисунке №2. Тяговая сила на колесах автомобиля рассчитывается по формуле ,

где Ме – крутящий момент двигателя по внешней скоростной характеристике, Н·м. Скорость автомобиля рассчитывается по формуле ,

где r_кин – кинетический радиус колеса. Он может быть принят равным динамическому радиусу r_д, м. К силам сопротивления движения относятся: сила сопротивления дороги ,

где ψ – суммарный коэффициент дорожного сопротивления, равный f·cosα ± sinα или f±i; сила сопротивления воздуха .

Скорость автомобиля при расчетах задаются произвольно, по max, чтобы каждая кривая имела 5 – 7 расчетных точек. На зависимости силы тяги от скорости на различных передачах наносят кривую силы сопротивления воздуха Рв=f(Va) и кривую суммарной силы сопротивления дороги и воздуха Рд+Рв=f(Vа).

Кривую Рд+в= f(Vа) для легкового автомобиля строят при весе с водителем, двумя пассажирами и багажом.Уравнение тягового баланса автомобиля имеет вид Рт=Рд+Рв+Ри,

где Ри – сила сопротивления разгону (приведенная сила инерции), Н. Приведенная сила инерции рассчитывается по формуле Ри=m_a·j_a·δ_вр,

где j_a – линейное ускорение автомобиля, м/с²;

δ_вр – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля и двигателя.

Этот коэффициент показывает во сколько раз сила, необходимая для разгона с заданным ускорением как поступательно движущихся, так и вращающихся масс автотранспортного средства больше силы необходимой для разгона только поступательно движущихся масс. Он рассчитывается по формуле .

, ,

где I_м – момент инерции маховика двигателя, кг·м²;

∑I_к – суммарный момент инерции колес, кг·м²;

m_a – масса автомобиля при номинальной нагрузке, кг;

m – масса автомобиля в пределах от снаряженной, кг.

Поскольку моменты инерции деталей двигателя, трансмиссии и колес не всегда известны, для одиночных автомобилей можно считать σ₁= σ₂=0,04.

С помощью метода тягового баланса производится оценка средних скоростей движения автомобиля в различных дорожных условиях. Максимальная скорость, с которой может двигаться автомобиль – точка пересечения кривых суммарной силы сопротивления дороги и воздуха и тяговой силы от скорости. Для ВАЗ-2108 точка пересечения находится на 36 м/с.
1.2 Мощностной баланс автомобиля.

Характеристика мощностного баланса автомобиля представляет собой кривые изменения мощности на колесах автомобиля Nт=Nд·η_тр от скорости движения V_a на различных передачах. На эти кривые наносят кривые мощности сопротивления воздуха Nв=f(Vа) и суммарной мощности сопротивления дороги и воздуха Nд+в=f(Vа). Мощностной баланс автомобиля показан на рисунке №3. Уравнение мощностного баланса получим, умножив обе части равенства на Nа/1000.

Nт=Nд+Nв+Nи,

где Nт – полная тяговая мощность на колесах, кВт.

Nд – мощность сопротивления дороги, кВт. ;

Nв – мощность сопротивления воздуха, кВт. ;

Nи – мощность, затрачиваемая на разгон поступательно и вращательно движущихся масс автотранспортного средства, кВт. ;

Uтр – передаточное отношение трансмиссии автомобиля, равное Uтр=Uк·Uд.к·Uг.п.

Характеристика мощностного баланса необходима для оценки правильности выбора мощности двигателя и передаточного числа главной передачи.

Введем понятие запаса мощности двигателя Nтз, который равен разности между полной тяговой мощностью Nт при работе двигателя с полной подачей топлива и суммой мощностей сопротивления движению, входящую в правую часть равенства (Nд+Nв+Nи), соответствующих работе двигателя на частичной характеристике.

Запас мощности так же, как и запас силы тяги, характеризует возможность работы автомобиля при повышения сопротивления движению без снижения скорости или с заданной интенсивностью её увеличения.

Отношение называют использованием мощности двигателя.