Методические указания по курсовому

АВТОМОБИЛИ

Методические указания по курсовому

проектированию для студентов специальности

Автомобили и автомобильное хозяйство.

Для студентов заочной и заочно-ускоренной форм обучения

Часть 1

Издательство

Иркутского государственного технического университета

Иркутск 2003

Автомобили. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 150200 – Автомобили и автомобильное хозяйство. Составитель А.В. Глазунов - Иркутск: Издательство Иркутский государственный технический университет- 2002 г. - 24 С, Часть 1.

 

Дана последовательность тягового расчета и теоретические предпосылки для этого.

Предназначены для студентов специальности 150200 – Автомобили и автомобильное хозяйство

 

Рецензент: кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт» В. В. Нефедов.

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В первой части курсового проекта выполняется тяговый расчет автомобиля.

Задачей тягового расчета автомобиля является определение основных параметров двигателя, трансмиссии и компоновки автомобиля в целом, включенных в техническое задание по проектированию.

Тяговый расчет можно производить в виде проверочного расчета существующего автомобиля при исследовании его тяговых качеств, а также при проектировании нового автомобиля.

Тяговый расчет автомобиля следует проводить в следующей последовательности:

 

1. Определение полной массы автомобиля.

2. Подбор размера шин и расчет радиуса качения.

3. Подбор внешней скоростной характеристики двигателя.

4. Выбор передаточных чисел трансмиссии.

5. Построение тяговой характеристики автомобиля.

6. Определение основных показателей динамики автомобиля с механической трансмиссией.

7. Построение графика мощностного баланса.

 

В качестве исходных данных студент принимает следующие параметры:

 

1. Прототип автомобиля.

2. Максимальная скорость на прямой передаче на горизонтальном участке пути Vmax.

3. Максимальный коэффициент сопротивления дороги y_max=0,35.

4. Номинальная грузоподъемность m_H.

5. Продольная координата центра масс при полной нагрузке a.

6. Вертикальная координата центра масс при полной нагрузке h_g.

7. База автомобиля L.

 

В графической части студент отражает эскизную компоновку проектируемого автомобиля. Пояснительная записка оформляется в соответствие с требованиями соответствующих ГОСТов. В заключительной части проводится сравнение полученных результатов с существующими параметрами.

Определение полной массы автомобиля

 

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

Снаряженная масса может быть определена по формуле:

 

m_б = , (1)

 

где - коэффициент снаряженной массы, зависящий от номинальной грузоподъемности. Он колеблется в следующих пределах: легковые автомобили - 0,2-0,6; автобусы – 0,4-0,8; неполноприводные грузовые автомобили (4х2,6х4) – 0,8-1,2; полноприводные грузовые автомобили (4х4,6х6) – 0,6-0,8;

Полная масса легкового автомобиля определяется следующим образом из выражения:

 

m_а = m_б + 80 * z, (2)

 

где z – число мест в салоне, включая водителя.

Для городского автобуса:

 

m_а = m_б + 80 * (z+m+2), (3)

 

где z – число мест для сидения;

m – число мест для проезда стоя.

Для междугороднего автобуса:

 

m_а = m_б + 80 * (z+1), (4)

 

Для грузового автомобиля:

 

m_а = m_б (1+ )+ 80 *z, (5)

 

 

Частота вращения коленчатого вала двигателя

 

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

 

n_v = Vmax * , (17)

 

где - коэффициент оборотистости двигателя.

У существующих легковых автомобилей коэффициент оборотистости двигателя лежит в приделах 30…35, у грузовых с карбюраторным двигателем – 35…45; у грузовых с дизельным двигателем– 30…35.

 

Вращающий момент двигателя

 

Определим вращающий момент двигателя по формуле:

 

М_в = . (20)

 

 

Аналогично проводим расчет для следующих значений n_т и результаты расчетов сводим в Таблицу 2.

 

Таблица 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

Параметры двигателя

Скоростной режим работы двигателя, n мин^-1

Ne, кВТ

Me,кН*м

 

По полученным данным строится скоростная характеристика рис.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 . (31)

 

Производим расчет динамического фактора при движении автомобиля с 500 до 6500 мин^-1 оборотов коленчатого вала на первой передаче

Графическую зависимость динамического фактора от скорости на всех передачах называют динамической характеристикой автомобиля. Значения динамического фактора для различных передач заносят в табл.5, на основании которой строится диаграмма рис.4.

 

Таблица 5. – Динамический фактор

 

Передача	Параметр	Частота вращения коленвала двигателя, мин^-1
I	Vа, м/с
	D
II	Vа, м/с
	D
III	Vа, м/с
	D
IV	Vа, м/с
	D

 

 

Рисунок 4 – Динамическая характеристика автомобиля

 

Ускорение автомобиля

 

Ускорение на горизонтальной дороге определяется из выражения (м*с^-2):

 

j_a = (D - ) * g / , (32)

 

где - коэффициент сопротивления дороги = 0,015;

- коэффициент учета вращающихся масс.

Определим коэффициент учета вращающихся масс по формуле:

 

= ₁ + 1 + ₂ * U_к² , (33)

 

где U_к - передаточное число коробки передач;

₁ = 0,05;

₂ = 0.07.

Найдем коэффициент учета вращающихся масс на каждой передачи по формуле (33).

 

Найдем ускорение при движении автомобиля на горизонтальной дороге с 500 мин^-1 до 6500 мин^-1 оборотов коленчатого вала на первой передачи по формуле (32).

 

Данные расчета сводим в Таблицу 6, в которую также заносим значения величин обратных ускорению 1/ j_a. По данным табл.6 строим графики зависимости j_a = f (V_a) – рисунок 5 и зависимости 1/ j_a = f (V_a) – рисунок 6. На графике обратных ускорений для оси абсцисс необходимо принять масштаб - М_Va и на оси ординат - М_1/ja, с²*м^-1/мм.

 

Таблица 6. – Ускорение автомобиля

 

Передача	Параметр	Частота вращения коленвала двигателя, мин^-1
I	Vа, м/с
	ja, м/с^2
	1/ja, с^2/м
II	Vа, м/с
	ja, м/с^2
	1/ja, с^2/м
III	Vа, м/с
	ja, м/с^2
	1/ja, с^2/м
IV	Vа, м/с
	ja, м/с^2
	1/ja, с^2/м

 

 

Рисунок 5 – График ускорений

 

Рисунок 6 – График обратных ускорений

 

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 1/ j_a и разницу между концом и началом отрезков оси ординат подставим в формулу:

 

. (34)

 

Результаты измерений и расчетов по формуле (34) заносим в табл.4

 

Таблица 4. Интегрирование графика обратных ускорений

1/ ja, мм	, мм	, мм^2

 

Из таблицы 4 имеем:

 

мм² .

 

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

 

t = * a * b, (35)

 

где а – масштаб скорости М_Va,м*с^-1/мм;

b – масштаб обратного ускорения М_1/ja,с²*м^-1/мм.

Время разгона от скорости V₀ до скорости V₁ определяется по формуле:

 

t₁ = * a * b. (36)

 

 

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

 

t₂ = ( + ) * a * b. (37)

 

 

Аналогично находим t₃, t₄ и т.д. 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
Va, м/с

 

По значениям табл.7 строим график пути разгона – рисунок 7.

 

 

Рисунок 7 – График пути разгона

 

Путь разгона

 

Путь разгона можно определить с помощью интегрирования кривой t = f(V_a) по такому же принципу описанному в пункте 6.3.

Результаты измерений занесем в табл.6.

 

Таблица 6. Интегрирование графика пути разгона

t, мм	,мм	, мм^2

Из таблицы 6 имеем:

 

мм² .

 

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

 

S = * a * c, (38)

 

где а – масштаб скорости а, м*с^-1/мм;

с – масштаб времени с, с/мм.

 

АВТОМОБИЛИ

Методические указания по курсовому

проектированию для студентов специальности