Расчет эксплуатационных свойств автомобиля ВАЗ-2103

Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Методика и этапы расчета сил сопротивления движению, тяговой силы, ускорений и разгона автомобиля, топливной экономичности, тормозных свойств исследуемой машины. Построение динамического паспорта.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 17.02.2012
Размер файла 178,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пояснительная записка к курсовой работе

на тему «Расчет эксплуатационных свойств автомобиля ВАЗ-2103»

Введение

В дисциплине «Техника транспорта, обслуживание и ремонт» изучаются эксплуатационные свойства автомобиля, определяющие его движение. Дисциплина является базовой, она необходима для изучения других дисциплин специальности «Организация и безопасность движения» (ОиБД). Для освоения дисциплины студент должен знать основы конструкции автотранспортных средств (АТС).

Знание эксплуатационных свойств АТС необходимо инженеру по специальности ОиБД для оптимизации дорожного движения, для организации контроля технического состояния АТС, для расследования и экспертизы дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Инженер должен владеть: методами расчета процесса разгона, торможения, движения АТС на повороте и при выполнении различных маневров, а также методами расчета устойчивости автомобиля.

Теория эксплуатационных свойств автомобиля создавалась известными Российскими учеными: Чудаковым Е.А, Зимелевым Г.В., Литвиновым А.С, Фалькевичем Б.С. и др.

В дисциплине рассматриваются следующие эксплуатационные свойства:

- тяговые свойства, отражающие способность автомобиля двигаться с высокой средней скоростью в различных дорожных условиях;

- тормозные свойства, отражающие способность автомобиля к снижению скорости с остановкой на кратчайшем пути и удержанию его на месте;

- топливная экономичность, характеризующая способность автомобиля рационально расходовать топливо для совершения транспортной работы;

- управляемость, характеризующая способность автомобиля к изменению и сохранению траектории, заданной водителем;

- устойчивость, характеризующая способность автомобиля двигаться без бокового скольжения и опрокидывания;

- проходимость, характеризующая способность автомобиля двигаться в плохих дорожных условиях и преодолевать различные препятствия.

- плавность хода, характеризующая способность автомобиля двигаться с высокой скоростью по неровной дороге с минимальными колебаниями кузова.

В настоящем курсе используется система единиц измерения СИ, что соответствует требованиям ГОСТов.

1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Построим внешнюю скоростную характеристику для режима полной подачи топлива.

Мощность двигателя вычислим по формуле Лейдермана:

Ne= Кв * Nmax * [a * + b * 2 - c * 3],

где a=b=c=1 - коэффициенты для карбюраторного двигателя;

- относительная угловая скорость вращения коленчатого вала;

Кв - коэффициент потерь мощности на привод вспомогательных агрегатов.

Nmax - максимальная мощность двигателя (Nmax = 56,6 кВт);

Относительную угловую скорость вращения коленчатого вала вычислим по формуле:

= e/N, где:

e - некоторые выбранные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя в секунду;

N - максимальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя (N =588 рад/с)

1 = 75/588 = 0,12

2 = 260/588 = 0,44

3 = 390/588 = 0,67

4 = 526/588 = 0,9

5 = 674/588 = 1,14

Для карбюраторного двигателя max превышает N = 588 рад/с:

max = 1,1…1,2 * N

Примем значение коэффициента равным 1,146, тогда max = 1,146 * 588 = 674 рад/с.

Минимальная угловая скорость вращения min коленчатого вала для всех двигателей задается по частоте его вращения на холостом ходе:

min = 50…100 рад/с

Примем значение min равным 75 рад/с.

Крутящий момент Me в Н*м двигателя вычислим по формуле:

Me = 1000 * (Ne/)

Разделим диапазон изменения скорости от min до n на три, примерно равные части и возьмем всего пять значений :1 = min, 2, 3, 4 = N, 5 = max.

Произведём вычисления мощности двигателя при выбранных значениях частоты вращения коленчатого вала двигателя в секунду, приняв значение Кв равным 0,9:

Ne1= 0,9 * 56,6 * [1* 0,12+ 1* (0,12)2 - 1* (0,12)3] = 6,8 кВт

Ne2= 0,9 * 56,6 * [1* 0,44+ 1* (0,44)2 - 1* (0,44)3] =27,9 кВт

Ne3= 0,9 * 56,6 * [1* 0,67+ 1* (0,67)2 - 1* (0,67)3] = 41,7 кВт

Ne4= 0,9 * 56,6 * [1* 0,9+ 1* (0,9)2 - 1* (0,9)3] = 49,9 кВт

Ne5= 0,9 * 56,6 * [1* 1,14+ 1* (1,14)2 - 1* (1,14)3] = 48,8 кВт

Пользуясь полученными значениями мощности, рассчитаем крутящий момент двигателя:

Me1 = 1000 * (6,8/75) = 90,7 Н*м

Me2 = 1000 * (27,9/260) = 107,3 Н*м

Me3 = 1000 * (41,7/390) = 106,9 Н*м

Me4 = 1000 * (49,9/526) = 94,8 Н*м

Me5 = 1000 * (48,8/674) = 72,4 Н*м

Полученные данные занесем в таблицу 1:

, рад/с

75

260

390

526

674

0,12

0,44

0,67

0,9

1,14

Ne, кВт

6,8

27,9

41,7

49,9

48,8

Me, Н*м

90,7

107,3

106,9

94,8

72,4

2. Расчет сил сопротивления движению

тяговый автомобиль ускорение тормозной

Для расчета сил нам понадобится полная масса автомобиля MП, которую мы вычислим по формуле:

MП = MC + 75 n + MБ,

где: n - число пассажиров, включая водителя;

75 - масса одного пассажира в кг;

MБ - масса груза в багажнике в кг.

Подставив в данную формулу значения величин, приведенные в задании

(MC = 1030 кг), найдем полную массу автомобиля:

MП = 1030 + 75 5 + 50 = 1455 кг.

Вес автомобиля в Н вычислим по его массе:

GC = g MС; GП = g MП, где g = 9,8 м/с2.

GC = 9,8 1030 =10094 Н = 10,09 кН;

GП = 9,8 1455 = 14259 Н = 14,26 кН.

Вычислим силу сопротивления подъему по формуле:

Pi = i GП.

В задании указано значение коэффициента сопротивления уклону, равное i = 0,015.

Для автомобиля ВАЗ-2103 имеем:

Pi = 0,015 14259 = 213,89 Н

Сила сопротивления качению зависит от скорости V в м/с автомобиля:

Pf = GП f0 (1 + k V2),

где k = 0,000144 Н/(м22) - коэффициент влияния скорости.

Для расчета силы найдем по справочнику максимальную скорость автомобиля, равную VN = 150 км/ч = 41,7 м/с и возьмем значение на 15% большее:

Vmax = 41,7 1,15 = 47,9 м/с

Разобьем интервал скорости (от 0 до максимальной) на пять значений (V1= 0 м/с,

V2= 13 м/с, V3= 24 м/с, V4= 36 м/с, V5= 48 м/с) и посчитаем значения Pf для каждого значения скорости на первом и на втором участке:

На I участке:

Pf1 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 02) = 213,89 Н;

Pf2 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 132) = 219,09 Н;

Pf3 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 242) = 231,63 Н;

Pf4 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 362) = 253,8 Н;

Pf5 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 482) = 284,85 Н.

На II участке:

Pf1 = 14259 0,012 (1+ 0,000144 02) = 171,1 Н;

Pf2 = 14259 0,012 (1+ 0,000144 132) = 175,28 Н;

Pf3 = 14259 0,012 (1+ 0,000144 242) = 185,3 Н;

Pf4 = 14259 0,012 (1+ 0,000144 362) = 203,05 Н;

Pf5 = 14259 0,012 (1+ 0,000144 482) = 227,88 Н.

Вычислим силу сопротивления воздуха по параметрам автомобиля-прототипа. Используя данные из справочника НИИАТ, примем значение коэффициента k обтекаемости равным 0,3 и найдем лобовую площадь автомобиля по следующей формуле:

F = 0,78 В Н,

где В, Н - высота и ширина автомобиля в м.

F = 0,78 1,611 1,446 = 1,82 м2.

Вычислим силу сопротивления воздуха для выбранных выше значений скорости по формуле:

PW = k F V2.

PW1 = 0,3 1,82 02 = 0 Н;

PW2 = 0,3 1,82 132 = 92,3 Н;

PW3 = 0,3 1,82 242 = 314,5 Н;

PW4 = 0,3 1,82 362 = 707,7 Н;

PW5 = 0,3 1,82 482 = 1258 Н.

Для облегчения построения графиков найдем значение Pc = Pi + Pf + PW на I и II участках:

На I участке:

Pc = 213,89+ 213,89 = 427,78 Н;

Pc = 213,89+ 219,09 + 92,3 = 525,28 Н;

Pc = 213,89+ 231,63 + 314,5 = 760,02 Н;

Pc = 213,89+ 253,8 + 707,7 = 1175,39 Н;

Pc = 213,89+ 284,85 + 1258 = 1756,74 Н.

На II участке:

Pc = 213,89+ 171,1 = 384,99 Н;

Pc = 213,89+ 175,28 + 92,3 = 481,47 Н;

Pc = 213,89+ 185,3 + 314,5 = 713,69 Н;

Pc = 213,89+ 203,05 + 707,7 = 1124,64 Н;

Pc = 213,89+ 227,88 + 1258 = 1699,77 Н.

Запишем результаты расчета в таблицу 2:

I участок

V, м/с

0

13

24

36

48

Pi, Н

213,89

213,89

213,89

213,89

213,89

Pf, Н

213,89

219,09

231,63

253,8

284,85

PW, Н

0

92,3

314,5

707,7

1258

Pc, Н

427,78

525,28

760,02

1175,39

1756,74

II участок:

V, м/с

0

13

24

36

48

Pi, Н

213,89

213,89

213,89

213,89

213,89

Pf, Н

171,1

175,28

185,3

203,05

227,88

PW, Н

0

92,3

314,5

707,7

1258

Pc, Н

384,99

481,47

713,69

1124,64

1699,77

3. Расчет тяговой силы

Перед расчетом тяговых сил найдем значение радиуса rко качения колес в ведомом режиме:

rк0 = d/2+ 0,85Н,

где: d - посадочный диаметр шины в м;

H - высота профиля шины в м.

Также нам понадобится В-ширина профиля шины.

Для автомобиля ВАЗ-2105 применяются шины 175/70R13.

Расшифровав маркировку мы можем сказать, что B = 175 мм, H = 70% (высота профиля процентах к ширине покрышки) и d = 13 дюймов.

Для удобства расчета переведем эти значения в систему СИ:

B = 175/ 1000 = 0,175 м;

d = 25,4 13/ 1000 = 0,33 м;

H = 70 0,2/ 100 = 0,14 м.

Найдем радиус качения:

rк0 = 0,33/ 2 + 0,85 0,14 = 0,28.

Тяговую силу рассчитаем по формуле:

,

где: тр - КПД трансмиссии; Me - крутящий момент двигателя Н*м;

iтр - передаточное число трансмиссии; rк0 - радиус качения в м.

Для этого сначала найдем передаточные числа трансмиссии:

iтр = iкп iрк i0 iкр.

iтр1 = 3,75 1 4,1 1 = 15,38;

iтр2 = 2,3 1 4,1 1 = 9,43;

iтр3 = 1,49 4,1 1 = 6,11;

iтр4 = 1 4,1 1 = 4,1.

Теперь можно найти Pк:

На I передаче:

Pк1 = 0,88 90,7 15,38/ 0,28 = 4384,2;

Pк2 = 0,88 107,3 15,38/ 0,28 = 5186,6;

Pк3 = 0,88 106,9 15,38/ 0,28 = 5167,2;

Pк4 = 0,88 94,8 15,38/ 0,28 = 4582,4;

Pк5 = 0,88 72,4 15,38/ 0,28 = 3499,6.

На II передаче:

Pк1 = 0,88 90,7 9,43/ 0,28 = 2688,1;

Pк2 = 0,88 107,3 9,43/ 0,28 = 3180,1;

Pк3 = 0,88 106,9 9,43/ 0,28 = 3168,2;

Pк4 = 0,88 94,8 9,43/ 0,28 = 2809,6;

Pк5 = 0,88 72,4 9,43/ 0,28 = 2145,7.

На III передаче:

Pк1 = 0,88 90,7 6,11/ 0,28 = 1741,7;

Pк2 = 0,88 107,3 6,11/ 0,28 = 2060,4;

Pк3 = 0,88 106,9 6,11/ 0,28 = 2052,8;

Pк4 = 0,88 94,8 6,11/ 0,28 = 1820,4;

Pк5 = 0,88 72,4 6,11/ 0,28 = 1390,3.

На IV передаче:

Pк1 = 0,88 90,7 4,1/ 0,28 = 1168,8;

Pк2 = 0,88 107,3 4,1/ 0,28 = 1382,6;

Pк3 = 0,88 106,9 4,1/ 0,28 = 1377,5;

Pк4 = 0,88 94,8 4,1/ 0,28 = 1221,6;

Pк5 = 0,88 72,4 4,1/ 0,28 = 932,9.

Занесем полученные данные в таблицу 3:

Передача

iтр

= 75

= 260

= 390

= 526

= 674

I

15,38

4384,2

5186,2

5167,2

4582,4

3499,6

II

9,43

2688,1

3180,01

3168,2

2809,6

2145,7

III

6,11

1741,7

2060,4

2052,8

1820,4

1390,3

IV

4,1

1168,8

1382,6

1377,5

1221,6

932,9

V = rк0/ iтр

На I передаче:

V1 = 75 0,28/ 15,38 = 1,3

V2 = 260 0,28/ 15,38 = 4,7

V3 = 390 0,28/ 15,38 = 7,1

V4 = 526 0,28/ 15,38 = 9,6

V5 = 674 0,28/ 15,38 = 12,3

На II передаче:

V1 = 75 0,28/ 9,43 = 2,2

V2 = 260 0,28/ 9,43 = 7,7

V3 = 390 0,28/ 9,43 = 11,6

V4 = 526 0,28/ 9,43 = 15,6

V5 = 674 0,28/ 9,43 = 20

На III передаче:

V1 = 75 0,28/ 6,11 = 3,4

V2 = 260 0,28/ 6,11 = 11,9

V3 = 390 0,28/ 6,11 = 17,9

V4 = 526 0,28/ 6,11 = 24,1

V5 = 674 0,28/ 6,11 = 30,9

На IV передаче:

V1 = 75 0,28/ 4,1 = 5,1

V2 = 260 0,28/ 4,1 = 17,7

V3 = 390 0,28/ 4,1 = 26,6

V4 = 526 0,28/ 4,1 = 35,9

V5 = 674 0,28/ 4,1 = 46

Запишем полученные данные скоростей в таблицу 4:

Передача

iтр

= 75

= 260

= 390

= 526

= 674

I

15,38

1,3

4,7

7,1

9,6

12,3

II

9,43

2,2

7,7

11,6

15,6

20

III

6,11

3,4

11,9

17,9

24,1

30,9

IV

4,1

5,1

17,7

26,6

35,9

46

Рис. 2. График силового баланса автомобиля ВАЗ-2103

4. Расчет ускорений автомобиля

Ускорение автомобиля полной массы будем рассчитывать по формуле:

j = (Pк - Pf - Pi - Pw)/ MП/ ,

где - коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент вычислим по приближенной формуле:

= 1,03 + б iкп2

где б для легковых автомобилей принимает значения 0,05…0,07.

1 = 1,03 + 0,06 3,752 = 1,88

2 = 1,03 + 0,06 2,32 = 1,3

3 = 1,03 + 0,06 1,492 = 1,16

4 = 1,03 + 0,06 12 = 1,09

Используя значения тяговых сил из таблицы 3 рассчитаем ускорения для каждой передачи груженого автомобиля. Также рассичаем снова силы Pf и PW для скоростей, взятых из таблицы 4.

На I передаче:

*Здесь и далее все вычисления выполняются только для I участка:

Pf1= 14259 0,015 (1+ 0,000144 (1,3)2) = 213,9

Pf2= 14259 0,015 (1+ 0,000144 (4,7)2) = 214,6

Pf3= 14259 0,015 (1+ 0,000144 (7,1)2) = 215,4

Pf4= 14259 0,015 (1+ 0,000144 (9,6)2) = 216,7

Pf5= 14259 0,015 (1+ 0,000144 (12,3)2) = 218,5

На II передаче:

Pf1 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (2,2)2) = 214

Pf2 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (7,7)2) = 215,7

Pf3 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (11,6)2) = 218

Pf4 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (15,6)2) = 221,4

Pf5 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (20)2) = 226,2

На III передаче:

Pf1 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (3,4)2) = 214,2

Pf2 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (11,9)2) = 218,2

Pf3 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (17,9)2) = 223,7

Pf4 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (24,1)2) = 231,8

Pf5 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (30,9)2) = 243,3

На IV передаче:

Pf1 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (5,1)2) = 214,7

Pf2 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (17,7)2) = 223,5

Pf3 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (26,6)2) = 235,7

Pf4 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (35,9)2) = 253,6

Pf5 = 14259 0,015 (1+ 0,000144 (46)2) = 279

Теперь найдем значения силы сопротивления воздуха на каждой передаче:

На I передаче:

PW1 = 0,3 1,82 (1,3)2 = 0,92

PW2 = 0,3 1,82 (4,7)2 = 12,06

PW3 = 0,3 1,82 (7,1)2 = 27,52

PW4 = 0,3 1,82 (9,6)2 = 50,32

PW5 = 0,3 1,82 (12,3)2 = 82,6

На II передаче:

PW1 = 0,3 1,82 (2,2)2 = 2,64

PW2 = 0,3 1,82 (7,7)2 = 32,37

PW3 = 0,3 1,82 (11,6)2 = 73,47

PW4 = 0,3 1,82 (15,6)2 = 132,88

PW5 = 0,3 1,82 (20)2 = 218,4

На III передаче:

PW1 = 0,3 1,82 (3,4)2 = 6,31

PW2 = 0,3 1,82 (11,9)2 = 77,32

PW3 = 0,3 1,82 (17,9)2 = 174,94

PW4 = 0,3 1,82 (24,1)2 = 317,12

PW5 = 0,3 1,82 (30,9)2 = 521,33

На IV передаче:

PW1 = 0,3 1,82 (5,1)2 = 14,2

PW2 = 0,3 1,82 (17,7)2 = 171,06

PW3 = 0,3 1,82 (26,6)2 = 386,33

PW4 = 0,3 1,82 (35,9)2 = 703,7

PW5 = 0,3 1,82 (46)2 = 1155,34

Используя полученные величины сил можем найти значения ускорения на каждой передаче:

На I передаче: j = (Pк - Pf - Pi - Pw)/ MП/ ,

j1 = (4384,2 - 213,9 - 213,89 - 0,92)/ 1455/ 1,88= 1,45

j2 = (5186,6 - 214,6 - 213,89 - 10,32)/ 1455/ 1,88 = 1,74

j3 = (5167,2 - 215,4 - 213,89 - 29,61)/ 1455/ 1,88 = 1,72

j4 = (4582,4 - 216,7 - 213,89 - 59,03)/ 1455/ 1,88 = 1,5

j5 = (3499,6 - 218,5 - 213,89 - 77,63)/ 1455/ 1,88 = 1,1

На II передаче:

j1 = (2688,1 - 214 - 213,89 - 2,64)/ 1455/ 1,3= 1,20

j2 = (3180,1 - 215,7 - 213,89 - 32,37)/ 1455/ 1,3 = 1,44

j3 = (3168,2 - 218 - 213,89 - 73,47)/ 1455/ 1,3 = 1,4

j4 = (2809,6 - 221,4 - 213,89 - 132,88)/ 1455/ 1,3 = 1,2

j5 = (2145,7 - 226,2 - 213,89 - 218,4)/ 1455/ 1,3 = 0,79

На III передаче:

j1 = (1741,7 - 214,2 - 213,89 - 6,31)/ 1455/ 1,16 = 0,78

j2 = (2060,4 - 218,2 - 213,89 - 77,32)/ 1455/ 1,16 = 0,92

j3 = (2052,8 - 223,7 - 213,89 - 174,94)/ 1455/ 1,16 = 0,85

j4 = (1820,4 - 231,8 - 213,89 - 317,12)/ 1455/ 1,16 = 0,63

j5 = (1390.3 - 243,3 - 213,89 - 521,33/ 1455/ 1,16 = 0,24

На IV передаче:

j1 = (1168,8 - 214,7 - 213,89 - 14,2)/ 1455/ 1,09 = 0,46

j2 = (1382,6 - 223,5 - 213,89 - 171,06)/ 1455/ 1,09 = 0,49

j3 = (1377,5 - 235,7 - 213,89 - 386,33)/ 1455/ 1,09 = 0,34

j4 = (1221,6 - 253,6 - 213,89 - 703,7)/1455/ 1,09 = 0,03

j5 = (932,9 - 279 - 213,89 - 1155,34)/ 1455/ 1,09 = -0,45

Запишем полученные данные в таблицу 5:

Ускорения на I передаче

V, м/с

1,3

4,7

7,1

9,6

12,3

Pf, Н

213,9

214,6

215,4

216,7

218,5

PW, Н

0,92

10,32

29,61

59,03

77,63

j, м/с

1,45

1,74

1,72

1,5

1,1

Ускорения на II передаче

V, м/с

2,2

7,7

11,6

15,6

20

Pf, Н

214

215,7

218

221,4

226,2

PW, Н

2,64

32,37

73,47

132,88

218,4

j, м/с

1,2

1,44

1,4

1,2

0,79

Ускорения на III передаче

V, м/с

3,4

11,9

17,9

24,1

30,9

Pf, Н

214,2

218,2

223,7

231,8

243,3

PW, Н

6,31

77,32

174,94

317,12

521,33

j, м/с

0,78

0,92

0,85

0,63

0,24

Ускорения на IV передаче

V, м/с

5,1

17,7

26,6

35,9

46

Pf, Н

214,7

223,5

235,7

253,6

279

PW, Н

14,2

171,06

386,33

703,7

1155,34

j, м/с

0,46

0,49

0,34

0,03

-0,45

5. Построение динамического паспорта

Результатом динамического расчёта является динамический паспорт - основной технический документ автомобиля.

Динамическим паспортом автомобиля называют графически выраженную зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах.

Динамический фактор представляет собой отношение избыточной касательной силы, необходимой для преодоления сопротивления дороги, к силе тяжести автомобиля:

D = (Pк - PW)/ GП

на 1 передаче

на 2 передаче

на 3 передаче

на 4 передаче

0,31

0,19

0,12

0,08

0,37

0,22

0,14

0,08

0,36

0,21

0,13

0,07

0,32

0,18

0,11

0,04

0,24

0,13

0,06

-0,01

Занесем полученные значения в таблицу 6:

Динамический фактор на I передаче

V, м/с

1,3

4,7

7,1

9,6

12,3

Pк, Н

4384,2

5186,6

5167,2

4582,4

3499,6

PW, Н

0,92

10,32

29,61

59,03

77,63

D

0,31

0,37

0,36

0,32

0,24

Динамический фактор на II передаче

V, м/с

2,2

7,7

11,6

15,6

20

Pк, Н

2688,1

3180,1

3168,2

2809,6

2145,7

PW, Н

2,64

32,37

73,47

132,88

218,4

D

0,19

0,22

0,21

0,18

0,13

Динамический фактор на III передаче

V, м/с

3,4

11,9

17,9

24,1

30,9

Pк, Н

1741,7

2060,4

2052,8

1820,4

1390,3

PW, Н

6,31

77,32

174,94

317,2

521,33

D

0,12

0,14

0,13

0,11

0,06

Динамический фактор на IV передаче

V, м/с

5,1

17,7

26,6

35,9

46

Pк, Н

1168,8

1382,6

1377,5

1221,6

932,9

PW, Н

14,2

171,06

386,33

703,7

1155,34

D

0,08

0,08

0,07

0,04

-0,01

Рис. 3. График, отражающий зависимость динамического фактора автомобиля ВАЗ-2103 от скорости

Динамический фактор ограничен сцеплением шин с дорогой и это определяется следующей формулой:

D = ( GB - PW)/GП,

где - коэффициент сцепления.

Рассчитаем значения динамического фактора для значений коэффициента сцепления равных = 0,2, 0,4, 0,6, приняв значение GB (нагрузка на заднюю ось) равным 7448 Н:

Для = 0,2:

D1 = (0,2 7448 - 0)/ 14259 = 0,10

D2 = (0,2 7448 - 92,3)/ 14259 = 0,09

D3 = (0,2 7448 - 314,5)/ 14259 = 0,08

D4 = (0,2 7448 - 707,7)/ 14259 = 0,05

D5 = (0,2 7448 - 1258)/ 14259 = 0,02

Для = 0,4:

D1 = (0,4 7448 - 0)/ 14259 = 0,21

D2 = (0,4 7448 - 92,3)/ 14259 = 0,2

D3 = (0,4 7448 - 314,5)/ 14259 = 0,19

D4 = (0,4 7448 - 707,7)/ 14259 = 0,16

D5 = (0,4 7448 - 1258)/ 14259 = 0,12

Для = 0,6:

D1 = (0,6 7448 - 0)/ 14259 = 0,31

D2 = (0,6 7448 - 92,3)/ 14259 = 0,3

D3 = (0,6 7448 - 314,5)/ 14259 = 0,29

D4 = (0,6 7448 - 707,7)/ 14259 = 0,26

D5 = (0,6 7448 - 1258)/ 14259 = 0,22

Запишем результаты в таблицу 7:

V, м/с

0

13

24

36

48

PW, Н

0

92,3

314,5

707,7

1258

D, = 0,2

0,10

0,09

0,08

0,05

0,02

D, = 0,4

0,21

0,2

0,19

0,16

0,12

D, = 0,6

0,31

0,3

0,29

0,26

0,22

По данным таблицы построим график:

Рис. 4. Ограничение динамического фактора по сцеплению

6. Расчет топливной экономичности

Расчет топливной экономичности будем выполнять для движения автомобиля на третьей и четвертой передачах для груженого автомобиля.

В расчете будем использовать скорости движения автомобиля, найденные выше на указанных передачах, постоянную силу Pi сопротивления подъему, силу сопротивления качению Pf и силу сопротивления воздуха PW.

Для начала вычислим мощность NП в кВт, требуемую для движения автомобиля с постоянной скоростью:

NП = (Pi + Pf + PW)*V/тр/1000,

где тр - коэффициент полезного действия трансмиссии.

На III передаче:

NП = (213,89 + 214,2+ 6,31)*3,4/ 0,88/ 1000 = 1,68

NП = (213,89 + 218,2+ 77,32)*11,9/ 0,88/ 1000 = 6,89

NП = (213,89 + 223,7+ 174,94)*17,9/ 0,88/ 1000 = 12,46

NП = (213,89 + 231,8+ 317,12)*24,1/ 0,88/ 1000 = 20,89

NП = (213,89 + 243,3+ 521,33)*30,9/ 0,88/ 1000 = 34,36

На IV передаче:

NП = (213,89+ 214,7+ 14,2)*5,1/ 0,88/ 1000 = 2,57

NП = (213,89+ 223,5+ 171,06)*17,7/ 0,88/ 1000 = 12,24

NП = (213,89+ 235,7+ 386,33)*26,6/ 0,88/ 1000 = 25,27

NП = (213,89+ 253,6+ 703,7)*35,9/ 0,88/ 1000 = 47,78

NП = (213,89+ 279 + 1155,34)*46/ 0,88/ 1000 = 86,16

Возьмем из таблицы 1 значение относительной угловой скорости вращения коленчатого вала = kw выражает коэффициент загрузки двигателя по скорости вращения коленчатого вала.

Вычисляем коэффициент kN загрузки двигателя по мощности:

kN = NП/(Nmax*Kв).

На III передаче:

kN = 1,68/ (56,6 * 0,9) = 0,03

kN = 6,89/ (56,6 * 0,9) = 0,14

kN = 12,46/ (56,6 * 0,9) = 0,25

kN = 20,89/ (56,6 * 0,9) = 0,4

kN = 34,36/ (56,6 * 0,9) = 0,67

На IV передаче:

kN = 2,57/ (56,6 * 0,9) = 0,05

kN = 12,24/ (56,6 * 0,9) = 0,24

kN = 25,27/ (56,6 * 0,9) = 0,5

kN = 47,78/ (56,6 * 0,9) = 0,94

kN = 86,16/ (56,6 * 0,9) = 1,7

По графикам находим значения Kw = f(kw) и KN = f(kN) и записываем их в таблицу 8.

Затем находим дорожный расход топлива:

QS = qe * NП*KN*KW/ (36 * * V)

Так как в автомобиле ВАЗ 2103 установлен карбюраторный двигатель, то принимаем

qe = 330 г./(кВт*ч), = 0,74 г./см3.

Таблица 8. Расчет дорожного расхода топлива автомобиля ВАЗ 2103

На III передаче

V, м/с

3,4

11,9

17,9

24,1

30,9

Pi, Н

213,89

213,89

213,89

213,89

213,89

Pf, Н

214,2

218,2

223,7

231,8

243,3

PW, Н

6,31

77,32

174,94

317,12

521,33

NП, кВт

1,68

6,89

12,46

20,89

34,46

?

0,12

0,44

0,67

1

1,14

Kw

1,25

0,98

0,96

1

1,1

kN

0,03

0,14

0,25

0,4

0,67

KN

2,2

1,8

1,3

0,9

0,8

QS, л/100 км

16,83

12,65

10,76

9,66

12,15

На IV передаче

V, м/с

5,1

17,7

26,6

35,9

46

Pi, Н

213,89

213,89

213,89

213,89

213,89

Pf, Н

214,7

223,5

235,7

253,6

279

PW, Н

14,2

171,06

386,33

703,7

1155,34

NП, кВт

2,57

12,24

25,27

-

-

?

0,12

0,44

0,67

-

-

Kw

1,25

0,98

0,96

-

-

kN

0,05

0,24

0,5

-

-

KN

2,2

2

0,85

-

-

QS, л/100 км

17,17

16,79

9,6

-

-

Рис. 5. График топливной экономичности

7. Расчет процесса разгона автомобиля

Расчет процесса разгона выполнялся на компьютере по программе.

Полученные в процессе расчета значения j, V, S и t отображены в таблице 9.

Таблица 9. Данные, полученные при расчете процесса разгона

t

j

v

s

0,000

2,934

0,000

0,000

1,000

2,931

2,930

1,470

2,000

2,921

5,860

5,860

2,210

2,918

6,470

7,150

2,210

1,751

6,470

7,150

3,210

1,657

8,180

14,480

4,210

1,501

9,760

23,470

5,210

1,306

11,170

33,950

6,120

1,115

12,280

44,680

6,120

-0,249

12,280

44,680

7,120

-0,247

12,030

56,840

7,120

1,424

12,030

56,840

12,120

1,019

18,230

133,350

14,050

0,835

20,010

170,210

14,050

-0,347

20,010

170,210

15,050

-0,342

19,670

190,070

15,050

0,856

19,670

190,070

20,050

0,712

23,600

298,540

25,050

0,557

26,770

424,790

30,050

0,416

29,190

564,990

34,780

0,306

30,890

707,390

34,780

-0,564

30,890

707,390

35,780

-0,550

30,330

738,030

35,780

0,300

30,330

738,030

40,780

0,255

31,710

893,230

45,780

0,215

32,890

1054,820

50,780

0,179

33,870

1221,790

55,780

0,149

34,690

1393,240

60,780

0,122

35,360

1568,420

65,780

0,100

35,920

1746,660

66,620

0,097

36,000

1776,800

Рис. 6. Ускорение автомобиля

Рис. 7. Время и путь разгона

8. Расчет тормозных свойств автомобиля

Тормозные свойства автомобиля его способность снижать скорость движения по желанию водителя, при необходимости быстро останавливаться, а также удерживать на уклоне во время стоянки.

Для расчета мы взяли данные из справочника НИИАТ. Нашли по прототипу значения масс, приходящиеся на переднюю и заднюю оси автомобиля в снаряженном (M1C = 556 кг, M2C =474 кг) и груженом (M = 656 кг, M = 774 кг) состояниях, и базу (L = 2,424 м) автомобиля.

Вычисляем расстояния от центра масс до передней a и задней b оси автомобиля:

Для автомобиля с полной массой МП:

bП = L * М/ (М + М) = L* М/МП;

аП = L * М/МП.

bП = 2,424* 656/1430 = 1,12 м;

аП = 2,424 * 774/1430 = 1,32 м.

Для снаряженного автомобиля с собственной массой МС:

bС = L * М/ (М + М) = L * М/МС;

аС = L * М/МС.

bС = 2,424 * 556/1030 = 1,31 м;

аС = 2,424 * 474/1030 = 1,12 м.

Принимаем высоту расположения центра масс для груженого (hП = 0,6 м) и для снаряженного (hC = 0,54 кг) автомобиля.

Рассчитаем нормальные нагрузки на переднюю RZ1C, RZ и заднюю RZ2C, RZ автомобиля с полной массой при различных интенсивностях торможения автомобиля:

RZ = (bП + * hП) * g * МП/L; RZ = (aП - * hП) * g * МП/L.

1. RZ = (1,12 + 0 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6430 Н = 6,43 кН

2. RZ = (1,12 + 0,1 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6776 Н = 6,78 кН

3. RZ = (1,12 + 0,2 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7123 Н = 7,12 кН

4. RZ = (1,12 + 0,3 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7469,5 Н = 7,47 кН

5. RZ = (1,12 + 0,4 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7816,4 Н = 7,82 кН

6. RZ = (1,12 + 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 =8163,2 Н = 8,17 кН

7. RZ = (1,12 + 0,6 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 8510 Н = 8,51 кН

8. RZ = (1,12 + 0,7 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 8857 Н = 8,9 кН

9. RZ = (1,12 + 0,8 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 9204 Н = 9,2 кН

1. RZ = (1,32 - 0 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7590 Н = 7,59 кН

2. RZ = (1,32 - 0,1 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7239 Н = 7,24 кН

3. RZ = (1,32 - 0,2 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6892 Н = 6,9 кН

4. RZ = (1,32 - 0,3 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6545 Н = 6,55 кН

5. RZ = (1,32 - 0,4 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6198 Н = 6,2 кН

6. RZ = (1,32 - 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5851 Н = 5,86 кН

7. RZ = (1,32 - 0,6 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5504 Н = 5,5 кН

8. RZ = (1,32 - 0,7 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5158 Н = 5,16 кН

9. RZ = (1,32 - 0,8 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 4811 Н = 4,82 кН

Вычислим значения тормозных сил РТП1И и РТП2И, идеально соответствующих нормальным нагрузкам для полной массы автомобиля:

РТП1И = RZ1П * ; РТП2И = RZ2П * .

1. РТП1И = 6,43 * 0 = 0 кН

2. РТП1И = 6,78 * 0,1 = 0,678 кН

3. РТП1И = 7,12 * 0,2 = 1,43 кН

4. РТП1И = 7,47 * 0,3 =2,24 кН

5. РТП1И = 7,82 * 0,4 = 3,13 кН

6. РТП1И = 8,17 * 0,5 = 4,09 кН

7. РТП1И = 8,51 * 0,6 = 5,1 кН

8. РТП1И = 8,9 * 0,7 = 6,23 кН

9. РТП1И = 9,2 * 0,8 = 7,36 кН

1. РТП2И = 7,59 * 0 = 0 кН

2. РТП2И = 7,24 * 0,1 = 0,724 кН

3. РТП2И = 6,9 * 0,2 = 1,38 кН

4. РТП2И = 6,55 * 0,3 = 1,97 кН

5. РТП2И = 6,2 * 0,4 = 2,48 кН

6. РТП2И = 5,86 * 0,5 = 2,93 кН

7. РТП2И = 5,5 * 0,6 = 3,3 кН

8. РТП2И = 5,16 * 0,7 = 3,6 кН

РТП2И = 4,82 * 0,8 = 3,86 кН

Выберем значение интенсивности торможения, при которой для автомобиля с полной массой тормозные силы РТ1 и РТ2, создаваемые тормозными механизмами, идеально соответствуют нормальным нагрузкам на оси, и обозначим это значение 0.

Полагаем, что при увеличении интенсивности тормозные силы линейно возрастают:

РТ1 = R*Z1П * ; РТ2 = R*Z2П *

Значения R*Z и R*Z равны значениям RZ и RZ при = 0,5:

R*Z = (1,12 + 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 =8163,2 Н = 8,17 кН

R*Z = (1,32 - 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5851 Н = 5,86 кН

1. РТ1 = 8,17 * 0 = 0 кН

2. РТ1 = 8,17 * 0,1 = 0,817 кН

3. РТ1 = 8,17 * 0,2 = 1,63 кН

4. РТ1 = 8,17 * 0,3 = 2,45 кН

5. РТ1 = 8,17 * 0,4 = 3,27 кН

6. РТ1 = 8,17 * 0,5 = 4,08 кН

7. РТ1 = 8,17 * 0,6 = 4,9 кН

8. РТ1 = 8,17 * 0,7 = 5,72 кН

9. РТ1 = 8,17 * 0,8 = 6,54 кН

1. РТ2 = 5,86 * 0 = 0 кН

2. РТ2 = 5,86 * 0,1 = 0,586 кН

3. РТ2 = 5,86 * 0,2 = 1,17 кН

4. РТ2 = 5,86 * 0,3 = 1,76 кН

5. РТ2 = 5,86 * 0,4 = 2,34 кН

6. РТ2 = 5,86 * 0,5 = 2,93 кН

7. РТ2 = 5,86 * 0,6 = 3,51 кН

8. РТ2 = 5,86 * 0,7 = 4,1 кН

9. РТ2 = 5,86 * 0,8 = 4,69 кН

Таблица 10.1. Расчет тормозных свойств автомобиля ВАЗ 2103 с полной массой

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

RZ1П, кН

6,43

6,78

7,12

7,47

7,82

8,17

8,51

8,9

9,2

RZ2П, кН

7,59

7,24

6,90

6,55

6,2

5,86

5,5

5,16

4,82

PTП1И, кН

0

0,678

1,43

2,24

3,13

4,09

5,1

6,23

7,36

PTП2И, кН

0

0,724

1,38

1,97

2,48

2,93

3,3

3,6

3,86

PT1, кН

0

0,817

1,63

2,45

3,27

4,08

4,9

5,72

6,54

PT2, кН

0

0,586

1,17

1,76

2,34

2,93

3,51

4,1

4,69

Рассчитаем нормальные нагрузки на оси автомобиля с собственной массой:

RZ = (bС + * hС) * g * МС/L; RZ = (aС - * hС) * g * МС/L

1. RZ = (1,31 + 0 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 5448,8 Н = 5,45 кН

2. RZ = (1,31 + 0,1 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 5673,7 Н = 5,68 кН

3. RZ = (1,31 + 0,2 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 5898,5 Н = 5,9 кН

4. RZ = (1,31 + 0,3 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6123,4 Н = 6,13 кН

5. RZ = (1,31 + 0,4 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6348,3 Н = 6,35 кН

6. RZ = (1,31 + 0,5 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6573,2 Н = 6,58 кН

7. RZ = (1,31 + 0,6 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6797,9 Н = 6,8 кН

8. RZ = (1,31 + 0,7 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 7022,9 Н = 7,03 кН

9. RZ = (1,31 + 0,8 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 7247,8 Н = 7,25 кН

1. RZ = (1,12 - 0 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 4,65 кН

2. RZ = (1,12 - 0,1 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 4,43 кН

3. RZ = (1,12 - 0,2 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 4,2 кН

4. RZ = (1,12 - 0,3 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,98 кН

5. RZ = (1,12 - 0,4 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,75 кН

6. RZ = (1,12 - 0,5 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,53 кН

7. RZ = (1,12 - 0,6 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,3 кН

8. RZ = (1,12 - 0,7 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,08 кН

9. RZ = (1,12 - 0,8 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 2,85 кН

Вычислим значения тормозных сил РТС1И и РТС2И, идеально соответствующих нормальным нагрузкам для полной массы автомобиля:

РТС1И = RZ1С * ; РТС2И = RZ2С * .

1. РТС1И = 5,45 * 0 = 0 кН

2. РТС1И = 5,68 * 0,1 = 0,568 кН

3. РТС1И = 5,9 * 0,2 =1,18 кН

4. РТС1И = 6,13 * 0,3 = 1,84 кН

5. РТС1И = 6,35 * 0,4 = 2,54 кН

6. РТС1И = 6,58 * 0,5 = 3,29 кН

7. РТС1И = 6,8 * 0,6 = 4,08 кН

8. РТС1И = 7,03 * 0,7 = 4,92 кН

9. РТС1И = 7,25 * 0,8 = 5,8 кН

1. РТС2И = 4,65 * 0 = 0 кН

2. РТС2И = 4,43 * 0,1 = 0,443 кН

3. РТС2И = 4,2 * 0,2 = 0,84 кН

4. РТС2И = 3,98 * 0,3 = 1,19 кН

5. РТС2И = 3,75 * 0,4 = 1,5 кН

6. РТС2И = 3,53 * 0,5 = 1,76 кН

7. РТС2И = 3,3 * 0,6 = 1,98 кН

8. РТС2И = 3,08 * 0,7 = 2,15 кН

9. РТС2И = 2,85 * 0,8 = 2,28 кН

Полагаем, что при увеличении интенсивности тормозные силы линейно возрастают:

РТ1 = R*Z * ; РТ2 = R*Z2С *

Значения R*Z и R*Z2С равны значениям RZ и RZ2С при = 0,5:

R*Z = (1,31 + 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1030/2,424 =6573,2 Н = 6,58 кН


Подобные документы

  • Построение динамического паспорта автомобиля. Определение параметров силовой передачи. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя. Мощностной баланс автомобиля. Ускорение при разгоне. Время и путь разгона. Топливная экономичность двигателя.

    курсовая работа [706,7 K], добавлен 22.12.2013

  • Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. КПД и передаточные числа трансмиссии. Построение динамического паспорта. Исчисление показателей тяговой характеристики. Оценка разгонных свойств АТС. Топливно-экономическая характеристика.

    курсовая работа [892,4 K], добавлен 12.01.2016

  • Расчет массы, силового и мощностного баланса, динамического паспорта, топливной экономичности, скоростной характеристики автомобиля. Выбор шины с учетом перераспределения нагрузки при разгоне и торможении. Определение ускорений, времени и пути разгона.

    курсовая работа [3,7 M], добавлен 01.10.2014

  • Определение полного веса автомобиля и подбор шин. Методика построения динамического паспорта автомобиля. Анализ компоновочных схем. Построение графика ускорений автомобиля, времени, пути разгона и торможения. Расчет топливной экономичности автомобиля.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 25.09.2013

  • Подбор и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточного числа главной передачи. Построение графиков ускорения, времени и пути разгона. Расчет и построение динамической характеристики. Тормозные свойства автомобиля.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.11.2017

  • Построение внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля с использованием эмпирической формулы. Оценка показателей разгона автомобиля, графики ускорений, времени и пути разгона. График мощностного баланса, анализ тягово-скоростных свойств.

    курсовая работа [146,1 K], добавлен 10.04.2012

  • Методика расчета основных тягово-скоростных свойств автомобиля. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя Урал-5323. Радиус качения колеса. Уравнение движения автомобиля. Частота вращения коленчатого вала. Расчет силы сопротивления воздуха.

    курсовая работа [7,1 M], добавлен 19.06.2012

  • Расчёт показателей эксплуатационных свойств автомобиля: внешней скоростной характеристики двигателя, передаточных чисел трансмиссии, тягового и мощностного баланса, времени и пути разгона, топливной экономичности, диапазон частоты вращения коленвала.

    курсовая работа [200,7 K], добавлен 13.05.2009

  • Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Построение графиков силового баланса. Оценка показателей разгона автомобиля Audi A8. Путь разгона, его определение. График мощностного баланса автомобиля. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля.

    контрольная работа [430,5 K], добавлен 16.02.2011

  • Изучение внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля Урал 65514. Определение коэффициента полезного действия трансмиссии на отдельных передачах, тягово-скоростных свойств. Построение разгонной характеристики. Топливная экономичность машины.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.04.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.