Тяговый расчет автомобиля

V_ср51 = (32,89 + 65,77)/2 = 49,33 км/час

V_ср52 = (65,77+ 98,66)/2 = 82,22 км/час

V_ср53 = (98,66 + 131,55)/2 = 115,11 км/час

V_ср54 = (131,55 + 164,43)/2 = 147,99 км/час

Путь разгона

S₁₁ = (19,44Ч1,97)/3,6=10,61 м

S₁₂ = (32,39Ч1,89)/3,6=17,05 м

S₁₃ = (45,35Ч1,97)/3,6=24,83 м

S₁₄ = (58,3Ч2,24)/3,6=36,32 м

S₁₅ = (66,4Ч0,63)/3,6=11,65 м

S₁₆ = (71,42Ч1,44)/3,6=28,5 м

S₂₁ = (23,04Ч2,7)/3,6=17,28 м

S₂₂ = (38,4Ч2,64)/3,6=28,18 м

S₂₃ = (53,76Ч2,79)/3,6=41,64 м

S₂₄ = (69,12Ч3,2)/3,6=61,36 м

S₂₅ = (78,72Ч0,9)/3,6=19,68 м

S₂₆ = (84,68Ч2,1)/3,6=49,28 м

S₃₁ = (28,09Ч3,9)/3,6=30,4 м

S₃₂ = (46,81Ч3,81)/3,6=49,53 м

S₃₃ = (65,54Ч4,08)/3,6=74,28 м

S₃₄ = (84,26Ч4,86)/3,6=113,75 м

S₃₅ = (95,96Ч1,43)/3,6=38,08 м

S₃₆ = (103,22Ч3,48)/3,6=99,73 м

S₄₁ = (32,34Ч4,93)/3,6=44,25 м

S₄₂ = (53,89Ч4,97)/3,6=74,4 м

S₄₃ = (75,45Ч5,57)/3,6=116,7 м

S₄₄ = (97,0Ч6,96)/3,6=187,64 м

S₄₅ = (110,48Ч2,19)/3,6=67,07 м

S₄₆ = (118,83Ч5,67)/3,6=187,01 м

S₅₁ = (49,33Ч12,34)/3,6=169,12 м

S₅₂ = (82,22Ч14,5)/3,6=331,18 м

S₅₃ = (115,11Ч21,5)/3,6=687,33 м

S₅₄ = (147,99Ч57,08)/3,6=2346,6 м

Путь, проходимый автомобилем за время переключения передач, м, определим по формуле:

S_п = (V_нп-17Чt_пЧ)Ч t_п/3,6, (41)

где V_нп - скорость в момент начала переключения передач.

S_п1 = (72,2-17Ч0,2Ч0,0157)Ч 0,2/3,6 = 4,0 м

S_п2 = (83,45-17Ч0,2Ч0,0159)Ч 0,2/3,6 = 4,63 м

S_п3 = (100,52-17Ч0,2Ч0,0178)Ч 0,2/3,6 = 5,58 м

S_п4 = (121,49-17Ч0,2Ч0,0213)Ч 0,2/3,6 = 6,75 м

Таблица 8 - Значения времени и пути разгона автомобиля

Первая передача
n,об/мин.	Vн	Vк	Vср	Jн	Jк	Jср	t	S
1000-2000	12,96	25,91	19,44	1,76	1,9	1,83	1,97	10,61
2000-3000	25,91	38,87	32,39	1,9	1,9	1,9	1,89	17,05
3000-4000	38,87	51,82	45,35	1,9	1,75	1,825	1,97	24,83
4000-5000	51,82	64,78	58,30	1,75	1,46	1,605	2,24	36,32
5000-5250	64,78	68,02	66,40	1,46	1,39	1,425	0,63	11,65
5250-5775	68,02	74,82	71,42	1,39	1,24	1,315	1,44	28,50
Вторая передача
n,об/мин.	Vн	Vк	Vср	Jн	Jк	Jср	t	S
1000-2000	15,36	30,72	23,04	1,54	1,62	1,58	2,70	17,28
2000-3000	30,72	46,08	38,40	1,62	1,61	1,615	2,64	28,18
3000-4000	46,08	61,44	53,76	1,61	1,45	1,53	2,79	41,64
4000-5000	61,44	76,8	69,12	1,45	1,22	1,335	3,20	61,36
5000-5250	76,8	80,64	78,72	1,22	1,15	1,185	0,90	19,68
5250-5775	80,64	88,71	84,68	1,15	0,99	1,07	2,10	49,28
Третья передача
n,об/мин.	Vн	Vк	Vср	Jн	Jк	Jср	t	S
1000-2000	18,72	37,45	28,09	1,3	1,37	1,335	3,90	30,40
2000-3000	37,45	56,17	46,81	1,37	1,36	1,365	3,81	49,53
3000-4000	56,17	74,9	65,54	1,36	1,19	1,275	4,08	74,28
4000-5000	74,9	93,62	84,26	1,19	0,95	1,07	4,86	113,75
5000-5250	93,62	98,3	95,96	0,95	0,87	0,91	1,43	38,08
5250-5775	98,3	108,13	103,22	0,87	0,7	0,785	3,48	99,73
Четвертая передача
n,об/мин.	Vн	Vк	Vср	Jн	Jк	Jср	t	S
1000-2000	21,56	43,11	32,34	1,18	1,25	1,215	4,93	44,25
2000-3000	43,11	64,67	53,89	1,25	1,16	1,205	4,97	74,40
3000-4000	64,67	86,22	75,45	1,16	0,99	1,075	5,57	116,70
4000-5000	86,22	107,78	97,00	0,99	0,73	0,86	6,96	187,64
5000-5250	107,78	113,17	110,48	0,73	0,64	0,685	2,19	67,07
5250-5775	113,17	124,49	118,83	0,64	0,47	0,555	5,67	187,01
Пятая передача
n,об/мин.	Vн	Vк	Vср	Jн	Jк	Jср	t	S
1000-2000	32,89	65,77	49,33	0,75	0,73	0,74	12,34	169,12
2000-3000	65,77	98,66	82,22	0,73	0,53	0,63	14,50	331,18
3000-4000	98,66	131,55	115,11	0,53	0,32	0,425	21,50	687,33
4000-5000	131,55	164,43	147,99	0,32	0	0,16	57,08	2346,60
5000-5250
5250-5775



Рисунок 6 - График времени и пути разгона автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.10 Расчет топливной экономичности автомобиля

Экономическая характеристика представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения для различных дорожных условий.

Путевой расход топлива q_п, л/100 км определяется по формуле:

q_п = g_eЧN_e/(36ЧVЧ_т), (44)

где g_e - удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч;

N_e - мощность двигателя, необходимая для равномерного движения с данной скоростью, кВт;

V - скорость движения автомобиля, м/с;

_т - плотность топлива, кг/л;

_т = 740 кг/м³ = 0,74 кг/л - для бензина.

Удельный эффективный расход топлива, зависящий от числа оборотов коленчатого вала и степени использования мощности двигателя (степени открытия дроссельной заслонки), определяется по формуле:

g_e = g_NЧk_обЧk_и, (45)

где g_N - удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/кВт-ч;

g_N = 298,6 г/кВт-ч - для бензиновых двигателей;

k_об - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от оборотов коленчатого вала двигателя;

k_об = f(n_e/n_N); (46)

Значения k_об принимаем из таблицы 9.

Таблица 9 - значения коэффициента k_об.

ne/nN	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
kоб	1,13	1,09	1,04	1,02	1,01	1,0	1,01	1,02	1,04

k_и - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя

k_и = f(И) (45)

Степень использования мощности двигателя определяется из выражения:

И = (N_д + N_в)/N_еЧз = (N_д + N_в)/N_т, (46)

где N_д + N_в - мощность автомобиля, необходимая для равномерного движения с заданной скоростью;

N_е*з = N_т - мощность автомобиля при полном открытии дросселя, соответствующая заданной скорости.

По ниже приведенной формуле определяем ряд значений скоростей на четвертой передаче:

V = (0.377Чn_eЧr)/(i_кЧi₀Чi_рк) (47)

Затем находим значения «И» для каждой скорости по формуле (48) и по таблице 10 выбираем значения k_и.

И = (N_д + N_в)/N_еЧз = (N_д + N_в)/N_т

Таблица 10 - Значения коэффициента k_и

И	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
kп	2,11	1,67	1,33	1,22	1,11	1,06	1,0	1,06	1,11

Таблица 11- Значения путевого расхода автомобиля

Параметры	Коэффициент сопротивления дороги 1 = 0,015
ne, об/мин.	1000	2000	3000	4000	5000	5250	5775
ne/nN	0,19	0,38	0,57	0,76	0,95	1	1,1
kоб	1,13	1,04	1,01	1	1,02	1,04	1,02
V, км/час	21,56	43,11	64,67	86,22	107,78	113,17	124,49
Nд+Nв, кВт	0,27	1,3	3,82	8,6	16,37	18,87	24,94
Nт, кВт	15,24	32,63	49,3	62,38	68,99	69,3	67,84
И=(Nд+Nв)/ Nт	0,018	0,039	0,077	0,139	0,239	0,272	0,368
Kи	2,11	2,11	2,11	2,11	2,11	1,67	1,33
gе, г/кВт-ч	711,95	655,25	636,35	630,05	642,65	518,61	405,08
qп, л/100 км	4,28	4,34	4,92	5,69	6,97	5,90	5,08
Параметры	Коэффициент сопротивления дороги 2 = 0,03
ne, об/мин.	1000	2000	3000	4000	5000	5250	5775
ne/nN	0,19	0,38	0,57	0,76	0,95	1	1,1
kоб	1,13	1,04	1,01	1	1,02	1,04	1,04
V, км/час	21,56	43,11	64,67	86,22	107,78	113,17	124,49
Nд+Nв, кВт	0,42	1,89	4,71	9,79	17,86	20,44	26,66
Nт, кВт	15,24	32,63	49,3	62,38	68,99	69,3	67,84
И=Nд+Nв/ Nт	0,028	0,058	0,095	0,157	0,259	0,295	0,393
Kи	2,11	2,11	2,11	2,11	2,11	1,67	1,33
gе, г/кВт-ч	711,95	655,25	636,35	630,05	642,65	518,61	413,02
qп, л/100 км	4,49	4,52	5,03	5,87	7,16	6,04	5,30

Рисунок 7 - График топливной экономичности автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.11 Сравнительная характеристика и анализ спроектированного автомобиля

Таблица 11 - Сравнение спроектированного автомобиля с прототипом

Марка, модель	Прототип	Спроектирован. автомобиль
1	2	3
Мощность, кВт (л.с.)	77 (104,69)	77 (104,69)
Кр. Момент, Нм	153	174,47
Число пер. мех. КПП	5	5
База, мм	2552	2552
Собств. Масса, кг	1159	1159
Полн. Масса, кг	1660	1660
Разгон с места до 100 км/ч, с	10,5	19
Макс. Скорость, км/ч	190	176
Ср. расход топлива, л/100 км	6,5	5,52

2. Определение параметров сцепления

2.1 Параметры дисков

Расчетный момент

, Нм, (48)

где - максимальный свободный крутящий момент двигателя, Нм;

- коэффициент запаса сцепления,

Нм

Число пар трущихся поверхностей

, (49)

где - расчетный момент, Нм;

- коэффициент трения, ;

- допустимое давление нажимного механизма, КПа =500 КПа;

- ширина трущейся поверхности, м;

- средний радиус трущихся поверхностей, м;

- коэффициент, учитывающий уменьшение площади трущихся поверхностей из-за канавок, =1.

Средний радиус трения равен

, м, (50)

где - наружный диаметр ведомого диска, м;

- внутренний диаметр ведомого диска, м.

Наружный диаметр D для однодискового сцепления при определяют по максимальному крутящему моменту двигателя, по ГОСТ 12238-76.

Тогда D = 215 мм = 0,215 м. d = 150 мм; t = 4,0 мм.

Ширина трущихся поверхностей

, мм (51)

где - наружный радиус фрикционного кольца, мм;

- коэффициент ширины трущихся поверхностей, - для стальных дисков, - для дисков с обшивкой одно- и двухдисковых фрикционов.

Число пар трения , где - число ведомых дисков.

мм

мм

Округляем до первого парного числа

После этого проводится уточненное определение действительного давления нажимного устройства (механизма) :

, Па(52)

Суммарное усилие нажимного устройства (пружин)

, Н (53)

Н

Число нажимных пружин , расположенных периферийно, назначается из конструктивных соображений. В автомобилях малой и средней грузоподъемности нагрузка на одну пружину обычно составляет 600…700 Н

Пружины сцепления изготовляют из стальной проволоки 65Г, 85Г. Термообработка - закалка в масле с последующим отпуском. Твердость по Роквеллу HRC 38…45.

Параметры цилиндрических нажимных пружины:

- Число пружин 7 шт.;

- Число рычагов включения 3 шт.;

- Наружный диаметр пружин 30 мм.

Величина дополнительного сжатия нажимных пружин при выключенном сцеплении равна ходу нажимного ведущего диска .

,(54)

где - зазор между трущимися поверхностями при выключенном сцеплении; мм - для однодисковых сцеплений; мм - для двухдисковых;

мм

2.2 Диаметр вала сцепления

Диаметр вала сцепления (ведомого вала сцепления, ведущего вала коробки передач) предварительно определяют по формуле

мм,(55)

где М_{е мах} - максимальный крутящий момент двигателя, Н м.

мм

2.3 Удельная работа буксования

Для расчета работы буксования используют формулы, базирующиеся на статической обработке экспериментальных данных. Результаты расчетов по приведенным ниже двум формулам примерно одинаковы. Приведем варианты этих формул, зная, что удельная работа буксования сцепления равна

, ,(56)

где - работа буксования, Дж;

- суммарная площадь накладок сцепления, см².

Удельная работа буксования при указанных выше условиях начала движения автомобиля с места: для легковых автомобилей [А_б] = 50…70 Дж / см; для грузовых автомобилей [А_б] = 15…120 Дж / см;

Работа буксования сцепления можно определить:

, Дж (57)

где - момент сопротивления движению при начале движения автомобиля, приведенный к ведущему валу коробки передач, Нм;

- момент инерции автомобиля (автопоезда), приведенный к ведущему валу коробки передач;

-частота вращения коленчатого вала двигателя при начале движения, с^-1;

, с (58)

где n_M - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте, с(об/мин.).

Момент инерции автомобиля

, кг м²(59)

где - динамический радиус качения колеса, м;

- разрешенная максимальная масса автомобиля, кг.

Приведенный момент сопротивления движению равен

, Н м,(60)

где - КПД трансмиссии; легковых автомобилей; з_тр = 0,82…0,85 грузовых автомобилей и автобусов; з_тр = 0,8…0,85 автомобилей повышенной проходимости;

- коэффициент сопротивления движению, для горизонтальной асфальтовой дороги .

Расчет производится для легковых автомобилей и автопоездов на первой передаче; для грузовых одиночных автомобилей на второй передаче.

- сила тяжести автомобиля, Н;

- передаточное число, соответственно главной передачи и коробки передач (первой передачи).

Приведенный момент сопротивления движению равен

Нм

Момент инерции автомобиля

кг м²

Частота вращения коленчатого вала двигателя при начале движения

с^-1

Работа буксования сцепления

Дж

Суммарная площадь накладок сцепления

, см²;(63)

см²

Тогда удельная работа буксования :

, ,

Условие буксования выполняется А_б ? [А_б ].

2.4 Расчет на нагрев

Чрезмерный нагрев деталей сцепления при буксовании может вывести его из строя.

Если принять, что вся работа буксования, приходящаяся на один диск, превращается в тепло, то температура ведущего диска будет равна

,(64)

где - удельная работа буксования, Дж/см²;

- коэффициент перераспределения теплоты между деталями;

- для нажимного диска однодискового сцепления и среднего диска двухдискового сцепления;

- для наружного (нажимного) диска двухдискового сцепления;

- теплоемкость стали или чугуна, кДж/кгград;

- масса диска, кг;

Отсюда перепад температур, ⁰С

⁰С(65)

Допустимый нагрев нажимного диска за одно выключение - включение сцепления

⁰С.

⁰С

[ Дt ] > Дt, перепад температур не превышает допустимого значения

Выводы

В ходе выполнения курсового проекта нами было рассчитано скоростную характеристику автомобиля, по которой мы сможем определить максимальную мощность 77 кВт и максимальный крутящий момент 174,47 Нм. Так же рассчитали тяговые характеристики, где определили условия движения на горизонтальной дороге с асфальтным покрытие, то есть максимальная скорость в данных условиях составляет 176 км/час.

Далее было рассчитано динамический фактор автомобиля, в которых показано условия движения автомобиля с полной нагрузкой, так же определены характеристики ускорения, где было определено ускорении автомобиля на каждой передачи, и максимальное, которое составляет 1,9 м/с² на первой передачи.

В процессе расчета характеристик разгона определили время разгона до скорости 100 км/час - 19 с. В топливо-экономической характеристике было определено расход топлива в процессе разгона.

Во второй половине курсовой работы были определены основные элементы сцепления.

Литература

1. Теория автомобиля. Элементы расчета технико-эксплуатационных свойств автомобиля. Учебное пособи/ И.Ф. Дьяков - 2-е изд. - Ульяновск, 2002

2. Теория автомобилей. Учеб. пособие/ И.С. Туревский. - М.: Высшая школа, 2005

3. Автомобили: Конструкция и элементы расчета: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. - М.: «Академия», 2006.

4. Колчин А.И., Демидов В.П. - Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1980

5. Гаспарянц Г.А. Конструкция, основы теории и расчета автомобиля: М.: «Машиностроение», 1978

6. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет./ А.И. Гришкевич, В.А. Вавуло - Мн.: Высшая школа, 1985

Размещено на Allbest.ru