Обслуживание и ремонт автотранспортного средства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

автотранспортный маршрут топливо приемистость

Эффективность перевозок автомобильным транспортом является очень важным показателем, так как более 60% всех перевозок в мире осуществляется именно автомобильным транспортом.

Чем больше возрастает скорость жизни человека, тем больше возникает потребность в сжатые сроки доставить, например, товар в магазин или пассажиров в пункт назначения. Всё это требует от автомобилей повышение их максимальной скорости движения. Скорость автомобиля является обобщённым параметром тягово-скоростных свойств.

С каждым днем в мире становится всё больше автомобилей, и с каждым днём все больше и больше увеличивается пагубное воздействие на окружающую среду. Это вредные газы, появляющиеся в результате сгорания топлива, слив моторных масел и других технических жидкостей, отработавшие автомобильные покрышки и другие отходы автомобильного транспорта. Поэтому основным направлением по защите окружающей среды является уменьшение потребления автомобильным транспортом нефтехимических материалов, в частности уменьшение потребление топлива.

1. Назначение и область применения АТС

Значительный рост всех отраслей промышленности, сельского хозяйства и культурно-бытовых потребностей населения требует перемещения большого количества грузов и пассажиров.

Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делают автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров.

Данное АТС предназначено для перевозки пассажиров по дорогам города и за его пределами с максимальной скоростью и комфортом. Данные критерии обусловлены повышенным спросом на легковые автомобили соответствующие мировым стандартам безопасности и позволяющие эксплуатировать их с минимальными затратами средств и времени. Характеристики проектируемого легкового АТС должны обеспечивать не только ожидаемые тяговые и скоростные свойства, но и топливную экономичность.

Автомобилю предложено совершать движение по маршруту общей протяжённостью 84,4 км, в дорожных условиях, где на разных участках пути водителю следует варьировать скорости движения, вследствие изменения коэффициентов дорожного сопротивления от 0,021 до 0,064. Кроме того, степень использования вместимости не является величиной постоянной, что достаточно характерно для легкового АТС.

В таблице 1.1 приведены основные параметры технических характеристик прототипов.

Таблица 1.1 - Основные параметры технической характеристики прототипов

Максимальный крутящий момент, Н·м/ Соответствующая частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин	ВАЗ-2101	ВАЗ-2105	ВАЗ-2107	Nissan Skyline	Toyota Mark II	Toyota Chaser
Снаряженная масса, кг	955	955	1030	1365	1430	1280
Полная масса, кг	1355	1395	1430	1755	1705	1555
Распределение полной массы по мостам, кг: на передний мост на задний мост	615 740	641,7 753,3	750 800
Габаритные размеры, м: длина ширина высота	4043 1611 1440	4128 1620 1446	4126 1620 1435	4642 1724 1344	4750 1750 1390	4750 1750 1390
Колея, м: передних колес задних колес	1349 1305	1365 1321	1365 1321	1481 1473	1485 1495	1485 1495
База, м	2424	2424	2424	2721	2730	2730
Размер шин	175/70 R13	175/70 R13	175/70 R13	205/60 HR15	195/65 R15	195/65 R15
Контрольный расход топлива, л/100 км	11	11,5	8,5	17	12,2	12,2
Время разгона до заданной скорости, с	18	18	17	7,8	9,3	9,3
Радиус поворота по колее наружного управляемого колеса, м	5,6	5,6	5,6	5,2	5,1	5,1
Давление воздуха в шинах, кгс/см2: передних колес задних колес	1,7 2,0	1,7 2,0	1,7 2,0	2,0 2,1	2,1 2,2	2,1 2,2
Коэффициент снаряженной массы, кг/чел. (кг/кг)	206	191	206	273	286	256

2. Определение основных параметров АТС

Для проведения тяговых, экономических и других расчетов необходимо выбрать и обосновать ряд конструктивных параметров автомобиля, к которым в первую очередь относятся полная масса и ее распределение по осям.

2.1 Определение полной массы АТС

Полную массу легкового АТС , кг, рассчитывают по формуле:

. (2.1)

где снаряженная масса, кг; масса пассажира, кг; пассажировместимость (без водителя), чел.; норма багажа, кг.

Снаряженную массу легкового АТС , кг, определяют по формуле:

, (2.2)

где коэффициент снаряженной массы, кг/чел.

Принимаем з_м = 260 кг/чел.

При выборе коэффициента снаряженной массы легковых автомобилей следует иметь в виду, что сухая масса автомобилей переднеприводной и заднемоторной компоновки на 6 10% меньше, чем автомобилей классической компоновки.

Массу пассажира принимают 2 = 75 кг.

Норму багажа принимают 3 для легковых АТС = 10 кг/чел.

М_о = 260*5 = 1300 кг.

М_а = 1300+75 (4+1)+10 (4+1) = 1725 кг.

2.2 Распределение полной массы по мостам

Распределение полной массы по мостам необходимо знать для выбора шин и определения по их размерам радиусов колес, а также для определения максимально возможной по сцеплению тяговой силы, величина которой используется при выборе передаточного числа низшей передачи трансмиссии.

У легковых автомобилей распределение полной массы по мостам зависит в основном от компоновки.

Для легковых автомобилей классической компоновки массу, приходящуюся на задний мост , кг, можно определить по формуле:

(2.3)

М₂ = 0,53*1725 = 914,25 кг

Нагрузку, приходящуюся на передний мост , кг, рассчитывают по формуле:

. (2.4)

М₁ = 1725-914,25 = 810,75 кг

2.3 Определение фактора обтекаемости

Фактор обтекаемости , кг/м, рассчитывают по формуле:

, (2.5)

где коэффициент обтекаемости, кг/м³ (Нс²/м⁴); площадь Миделя, м².

Коэффициент обтекаемости для легкового автомобиля К=0,200,35 кг/м³ 2. Принимаем К=0,25 кг/м³.

Площадь Миделя лобовую площадь, равную площади проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси , м², для грузовых и легковых АТС соответственно, приближенно можно определить по формулам:

, (2.6)

, (2.7)

где колея АТС, м; габаритная высота АТС, м; габаритная ширина АТС, м; коэффициент заполнения площади.

Н_г = 1,435 м;

В_г = 1,620 м.

Коэффициент заполнения площади = 0,8 3.

W =1,86*0,25 = 0,46 кг/м.

2.4 Выбор КПД трансмиссии

КПД механической трансмиссии для легкового автомобиля классической компоновки=0,92 1.

2.5 Выбор частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности

Для построения внешней скоростной характеристики двигателя необходимо задать частоту вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности.

Принимаем =4600 об/мин 2.

2.6 Выбор размера шин и определение радиуса колеса

Размер шин и радиус колеса выбирают по соответствующему ГОСТ в зависимости от наибольшей нагрузки на колесо и максимальной скорости движения автомобиля.

Наибольшую нагрузку на одно колесо , кг, рассчитывают по формуле:

, (2.9)

где нагрузка на мост, кг; число колес на мосту.

Р₁ = 810,75/2 = 405,375 кг,

Р₂ = 914,25/2 = 228,56 кг.

Затем, исходя из рассчитанной нагрузки и заданной максимальной скорости движения АТС, по ГОСТ 4754-97 выбирают шины и их параметры: обозначение шин, максимально допустимую нагрузку, статический радиус и максимально допустимую скорость.

Шины: 175/80R13, P_доп =500, r_ст=0,284 м, V_доп=180 км/ч.

В дальнейших расчетах динамический радиус колеса и радиус качения принимают равными статическому радиусу.

3. Тяговый расчет

3.1 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Если мощность двигателя не определена техническим заданием, то ее находят по максимальной скорости или по удельной мощности, сопоставляя характеристики проектируемого АТС и существующих аналогов-прототипов.

Определение мощности двигателя, необходимой для движения АТС с максимальной скоростью

Мощность двигателя, необходимую для движения АТС с максимальной скоростью , кВт, определяют по формуле:

, (3.1)

где ускорение свободного падения, м/с²; - коэффициент сопротивления качению; максимальная скорость движения АТС, м/с.

Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с² 2.

Коэффициент сопротивления качению при движении с максимальной скоростью ( >15 м/с) определяют по формуле:

, (3.2)

где - коэффициент сопротивления качению для скоростей движения, для легкового автомобиля = 0,015 2.

Nv=63,56кВт.

Определение максимальной эффективной мощности

Максимальную эффективную мощность двигателя , кВт, рассчитывают по формуле:

, (3.3)

где а, b, c коэффициенты Лейдермана, зависящие от типа и конструкции двигателя; - отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости к частоте при максимальной мощности.

Запас крутящего момента определяют по формуле:

, (3.4)

где коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту.

Коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту рассчитывают по формуле:

, (3.5)

где максимальный крутящий момент двигателя, Нм; крутящий момент двигателя при максимальной мощности, Нм.

Так как для двигателя проектируемого АТС значения этих параметров неизвестны, предлагается воспользоваться имеющимися данными для бензиновых двигателей = 1,10 1,35 1. Принимаем К_м = 1,15 1.

Мз = (1,15-1)^.100 = 15%

Коэффициенты Лейдермана а, b, с для двигателей без ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала (малофорсированные бензиновые двигатели) определяют по формулам

; (3.6)

; (3.7)

, (3.8)

а = 2-25/15 = 0,55

b = 50/15 - 1 = 1,8

с = 25/15 = 1,35

После определения коэффициентов Лейдермана полученные значения необходимо проверить на соответствие условию:

a + b - c = 1 (*)

0,55 + 1,8 - 1,35 = 1

Условие (*) выполняется

кВт

Определение текущих значений мощности

Текущее значение мощности , кВт, определяют по формуле

, (3.9)

где текущее значение частоты вращения коленчатого вала, об/мин.

Определение текущих значений крутящего момента

Текущее значение крутящего момента , Нм, определяют по формуле:

, (3.10)

Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Результаты расчетов по формулам (3.9), (3.10) сводят в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Внешняя скоростная характеристика

Параметр, размерность	ne, об/мин
	460	920	1380	1840	2300	2760	3220	3680	4140	4600	5060	5520
Ne, кВт	4,6	11,1	18,8	27,2	35,9	44,3	51,9	58,2	62,6	64,6	63,7	59,4
Mе, Нм	96,0	114,7	129,8	141,3	149,1	153,4	154,0	150,9	144,3	134,1	120,2	102,7

По данным таблицы 3.1 строят внешнюю скоростную характеристику (рисунок 3.1).

Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала для современных двигателей = 400 1000 об/мин 3, поэтому при расчете и построении внешней скоростной характеристики двигателя заданного АТС > 400 об/мин.

На рисунке 3.1 показывают следующие характерные точки:

· максимальную эффективную мощность двигателя и соответствующую ей частоту вращения коленчатого вала с указанием числовых значений и размерности;

· максимальный крутящий момент двигателя и соответствующую ему частоту вращения коленчатого вала с указанием числовых значений и размерности;

· минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала.

Ветви внешней скоростной характеристики после срабатывания ограничителя показывают штриховой линией.

3.2 Определение передаточных чисел трансмиссии

Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется из условия обеспечения движения АТС с максимальной скоростью при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и высших передачах в коробке передач и раздаточной коробки по формуле:

, (3.11)

где - радиус качения колеса, м; - передаточное число высшей ступени коробки передач.

Передаточное число высшей ступени коробки передач для легковых АТС классической компоновки =0,95 (трехвальной коробки передач) 3.

Выбор числа ступеней и определение передаточных чисел коробки передач

Основной тенденцией в выполненных конструкциях является увеличение числа ступеней и диапазона коробки передач при возрастании массы АТС. Увеличение числа ступеней и диапазона позволяет более эффективно использовать мощность двигателя при работе автомобиля с различной степенью загрузки и в различных дорожных условиях, однако при этом увеличиваются масса и стоимость коробки передач, и усложняется управление автомобилем.

Передаточное число первой (низшей) ступени коробки передач, если не установлен диапазон, определяется из необходимости соблюдения трех условий:

возможности преодоления автомобилем заданного максимального дорожного сопротивления;

возможности реализации максимальной силы тяги по условиям сцепления колес с дорогой;

возможности движения с минимальной устойчивой скоростью.

Передаточное число первой ступени из условия обеспечения возможности движения по дороге с заданным максимальным коэффициентом общего дорожного сопротивления рассчитывают по формуле:

, (3.12)

где максимальный коэффициент общего дорожного сопротивления.

Полученное передаточное число необходимо проверить по условиям отсутствия буксования. Буксования не будет, если выполняется условие:

, ( )

где - передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления.

Передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления определяют по формуле:

, (3.13)

где - масса, приходящаяся на ведущие колеса, кг; - максимальный коэффициент сцепления; - коэффициент динамического изменения нормальных реакций на ведущих колесах.

Максимальный коэффициент сцепления = 0,7 0,8 3.

Коэффициент динамического изменения нормальных реакций в тяговом режиме движения на передних ведущих колесах = 1,1 1,2 2.

Условие (* *) выполняется.

Если условие () не выполняется, то следует проверить возможность увеличения нагрузки на ведущие колеса. При этом следует учитывать, что изменение распределения нагрузки может повлечь за собой необходимость применения шин другого размера. В том случае, если увеличение нагрузки, приходящейся на ведущие колеса, невозможно, принимают меньшее из рассчитанных передаточных чисел.

Передаточные числа промежуточных ступеней выбирают из условий обеспечения оптимальных показателей как тягово-скоростных, так и топливно-экономических свойств. Существуют различные методики выбора: одни предусматривают наилучшее использование разгонных свойств, другие - оптимальной топливной экономичности, третьи - наибольшей средней скорости в некоторых заданных условиях движения.

В большинстве случаев передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач рассчитывают по геометрической прогрессии, что обеспечивает возможность работы двигателя при разгоне АТС в одинаковом режиме на всех передачах с наилучшим использованием мощности. При этом передаточные числа промежуточных ступеней определяют по формуле:

, (3.14)

где к - номер промежуточной ступени коробки передач; n - число ступеней в коробке передач.

Число ступеней коробки передач зависит от типа, удельной мощности и предполагаемых условий эксплуатации АТС. Как правило, в выполненных конструкциях для легковых АТС n = 4 3.

Передаточное число ускоряющей передачи i = 0,6 0,8 3. Это передаточное число иногда не входит в геометрический ряд, и поэтому в формуле (3.15) высшей передачей следует считать прямую.

;

;

;

;

Окончательно передаточные числа коробки передач уточняют при выборе параметров зубчатого зацепления в процессе проектирования коробки передач

3.3 Расчет тяговой диаграммы АТС

Тяговой характеристикой АТС называется графическая зависимость силы тяги на ведущих колесах от скорости движения. Если на этом же графике нанести кривые сил сопротивления движению, получим тяговую диаграмму.

Определение скорости движения АТС на к-й ступени коробки передач

Скорость движения АТС на к-й ступени коробки передач , м/с, определяют по формуле:

, (3.15)

м/с.

Определение силы, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха

Силу, затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха , Н, рассчитывают по формуле:

, (3.16)

P_w1 = 0,46. 1² = 0,5 Н.

Определение силы, затрачиваемой на преодоление общего дорожного сопротивления

Силу, затрачиваемую на преодоление общего дорожного сопротивления , Н, определяют по формуле:

, (3.17)

где - коэффициент общего дорожного сопротивления.

Считая, что автомобиль движется по горизонтальному участку дороги, коэффициент общего дорожного сопротивления принимают равным коэффициенту сопротивления качению и для скоростей движения >15 м/с определяют в соответствии с формулой (3.2).

Н.

Определение силы тяги на к-й ступени коробки передач.

Силу тяги на к-й ступени коробки передач , Н, рассчитывают по формуле:

, (3.18)

Н

Построение тяговой диаграммы

Результаты расчетов по формулам (3.17), (3.18), (3.19), (3.20) сводят в таблицу 3.2.

По данным таблицы 3.2 строят тяговую диаграмму АТС (рисунок 3.2).

На рисунке 3.2 показывают максимальную силу тяги на низшей ступени коробки передач с указанием ее числового значения и размерности.

Кривые силы тяги после срабатывания ограничителя показывают штриховой линией.

Таблица 3.2 - Тяговая диаграмма

Параметр размерность	ne, об/мин
	460	920	1380	1840	2300	2760	3220	4680	4140	4600	5060	5520
Va1, м/с	1,0	2,0	3,0	4,1	5,1	6,1	7,1	8,1	8,1	10,1	11,2	12,2
Pw, Н	0,5	1,9	4,3	7,6	11,8	17,0	23,2	30,3	38,3	47,3	57,2	68,1
P, Н	254,0	254,5	255,4	256,6	258,2	260,1	262,4	265,0	267,9	271,2	274,9	278,9
Pt1, Н	4208,4	5027,8	5688,6	6190,7	6534,3	6719,4	6745,8	6613,6	6322,9	5873,6	5265,7	4499,2
Va2	1,6	3,3	4,9	6,6	8,2	9,8	11,5	13,1	14,8	16,4	18,1	19,7
Pw2	1,2	5,0	11,2	19,8	31,0	44,6	60,7	79,3	100,4	123,9	149,9	178,4
Pпси2	254,3	255,7	257,9	261,1	265,2	270,2	276,2	283,0	290,8	299,4	309,0	319,5
Pt2	2600,5	3106,8	3515,1	3825,4	4037,7	4152,1	4168,4	4086,7	3907,1	3629,4	3253,8	2780,1
Va3	2,7	5,3	8,0	10,6	13,3	15,9	18,6	21,2	23,9	26,5	29,2	31,9
Pw3	3,2	13,0	29,2	51,9	81,0	116,7	158,8	207,4	262,5	324,1	392,2	466,7
Pпси3	255,0	258,6	264,6	272,9	283,6	296,8	312,3	330,1	350,4	373,1	398,1	425,5
Pt3	1607,9	1921,0	2173,5	2365,3	2496,6	2567,3	2577,4	2526,9	2415,8	224,1	2011,9	1719,0
Va4	4,3	8,6	12,9	17,2	21,5	25,8	30,1	34,4	38,7	43,0	47,3	51,6
Pw4	8,5	34,0	76,6	136,1	212,6	306,2	416,8	544,4	689,0	850,6	1029,2	1224,8
Pпси4	257,0	266,3	282,0	303,9	332,1	366,5	407,2	454,1	507,3	566,7	632,4	704,4
Pt4	992,6	1185,8	1341,6	1460,1	1541,1	1584,8	1591,0	1559,8	1491,3	1385,3	1241,9	1061,1

4. Определение средней скорости движения АТС на маршруте

Обобщенным параметром тягово-скоростных свойств автомобиля может выступать средняя скорость движения с учетом замедлений и остановок. Она определяет в конечном итоге интенсивность транспортного процесса, а с учетом других факторов (в частности расхода топлива) и его эффективность.

4.1 Определение динамического фактора на к-й ступени коробки передач

Динамический фактор на к-й ступени коробки передач определяют по формуле

, (4.1)

.

4.2 Построение динамического паспорта

Результаты расчета по формуле (4.1) сводят в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Динамическая характеристика

Параметр размерность	ne, об/мин
	460	920	1380	1840	2300	2760	3220	3680	4140	4600	5060	5520
Д1	0,249	0,297	0,336	0,365	0,385	0,396	0,397	0,389	0,371	0,344	0,308	0,262
Д2	0,154	0,183	0,207	0,225	0,237	0,243	0,243	0,237	0,225	0,207	0,183	0,154
Д3	0,095	0,113	0,127	0,137	0,143	0,145	0,143	0,137	0,127	0,113	0,096	0074
Д4	0,058	0,068	0,075	0,078	0,079	0,076	0,069	0,060	0,047	0,032	0,013	-0,010
Д5	0,035	0,038	0,037	0,033	0,024	0,011	-0,006	-0,027	-0,051	-0,080	-0,113	-0,149

По данным таблицы 4.1 строят динамическую характеристику (рисунок 4.1). На этом же листе строят номограмму нагрузок и характеристику маршрута. Таким образом, рисунок 4.1 представляет собой динамический паспорт.

Среднюю скорость на маршруте можно определить графоаналитическим методом Г.В. Зимелева.

Графоаналитический метод Г.В. Зимелева заключается в следующем. Строят график, в первом квадранте которого наносят динамическую характеристику, во втором - диаграмму, состоящую из прямоугольников с основаниями, равными длинам участков маршрута, и высотами, равными коэффициентам общего дорожного сопротивления каждого участка. Путем перестроений в третьем квадранте, используя допущение о равномерном движении АТС по каждому участку маршрута, получают гистограмму распределений скорости движения на соответствующих участках.

При построениях необходимо учитывать величину коэффициента использования грузоподъемности (пассажировместимости), заданную для участков маршрута, что позволяет сделать при определении динамического фактора и скорости движения автомобиля номограмма нагрузок.

По рассчитанным значениям скорости движения на каждом участке маршрута с учетом его длины определяют время движения, а затем и среднюю скорость движения на маршруте.

4.3 Определение времени прохождения участков маршрута

Время прохождения каждого участка, с, определяют по формуле:

, (4.2)

где - протяженность i-го участка, км; - скорость движения на i-м участке, м/с.

с.

4.4 Определение средней скорости ездки по маршруту

Среднюю скорость ездки по маршруту , м/с, рассчитывают по формуле:

, (4.3)

м/с

Результаты графических построений и расчетов по формулам (4.2), (4.3) сводят в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Время и скорость движения по участкам маршрута

Ездка
, с	, м/с	, с	, м/с	, с	, м/с	, с	, м/с	, с	, м/с
607,16 600,60 443,31 541,18 686,55	41,34 33,3 39,25 42,5 38,89	627,19 650,62 443,65 549,32 730,11	40,02 30,74 39,22 41,87 36,57	667,02 786,16 475,79 582,49 812,59	37,63 25,44 36,57 39,485 32,86	648,75 727,27 469,00 578,61 787,15	38,69 27,5 37,10 39,75 33,92	599,47 608,64 437,74 537,38 679,74	41,87 32,86 39,75 42,8 39,28
575,76	43,59	600,78	33,29	664,81	26,172	642,156	35,817	572,522	46,636

4.5 Определение средней скорости транспортного процесса

Среднюю скорость транспортного процесса , м/с, определяют по формуле:

, (4.4)

м/с.

4.6 Определение среднего коэффициента использования пассажировместимости

Средний коэффициент использования пассажировместимости пассажирских рассчитывают по формулам:

; (4.5)

где - фактически перевозимое число пассажиров, чел.; - длина ездки с грузом, км.

.

4.7 Определение коэффициента использования пробега

Коэффициент использования пробега определяют по формуле:

, (4.6)

.

4.8 Определение производительности автотранспортного средства

Производительность пассажирских АТС , пасскм/ч, рассчитывают по формуле:

, (4.7)

где - время остановки для посадки-высадки пассажиров, ч; - время простоя на конечных пунктах, ч.

Принимают норму времени 1:

на посадку: 5 с в 1 дверной проем на пассажира;

на высадку: 3 с в 1 дверной проем на пассажира.

Время простоя на конечных пунктах = 5 10 мин 1.

пасскм/ч

5. Определение расхода топлива на маршруте

5.1 Определение путевого расхода топлива

Путевой расход топлива , л/100 км, определяют по формуле:

, (5.1)

где - средний эффективный расход топлива, г/кВтч; средняя полная масса АТС на маршруте, кг; плотность топлива, кг/л; - средний коэффициент общего дорожного сопротивления без учета скорости транспортного средства.

Средний эффективный расход топлива , г/кВтч, определяют по формуле:

, (5.2)

где - удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности, г/кВтч; - средний коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от степени использования мощности двигателя; средний коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности , г/кВтч, рассчитывают по формуле

, (5.3)

где минимальный удельный расход топлива двигателем, г/кВтч.

Минимальный удельный расход топлива двигателем для бензина = 280 320 г./кВтч 1.

г/кВтч

Средний коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от степени использования мощности двигателя , рассчитывают по формуле:

, (5.4)

где - средняя степень использования мощности двигателя; А, В, С эмпирические коэффициенты.

Значения коэффициентов для дизеля А = 1,70; В = 2,63; С = 1,92 1.

Среднюю степень использования мощности двигателя определяют по формуле

, (5.5)

где - средняя мощность, затраченная на преодоление сопротивления воздуха, кВт; - средняя мощность, затраченная на преодоление дорожного сопротивления, кВт; - средняя мощность двигателя по внешней скоростной характеристике, кВт.

Среднюю мощность, затраченную на преодоление сопротивления воздуха , кВт, рассчитывают по формуле

. (5.6)

кВт

Среднюю мощность, затраченную на преодоление дорожного сопротивления , кВт, рассчитывают по формуле

, (5.7)

Среднюю полную массу на маршруте , кг, для пассажирских АТС определяют по формулам:

; (5.8)

кг

Средний коэффициент общего дорожного сопротивления без учета скорости транспортного средства рассчитывают по формуле:

, (5.9)



кВт

Чтобы определить среднюю мощность двигателя по внешней скоростной характеристике, необходимо рассчитать среднюю эффективную частоту вращения коленчатого вала двигателя.

Среднюю эффективную частоту вращения коленчатого вала двигателя , об/мин, рассчитывают по формуле:

, (5.10)

где - среднее передаточное число коробки передач.

Среднее передаточное число коробки передач определяют по формуле:

. (5.11)

.

об/мин.

кВт.

.

.

г/кВтч.

Плотность дизеля - = 0825 кг/л 2.

л/100 км.

5.2 Определение расхода топлива за транспортный цикл

Расход топлива за транспортный цикл , л, определяют по формуле:

, (5.12)

л.

5.3 Определение удельного расхода топлива АТС

Удельный расход топлива АТС , г/паскм (г/ткм), рассчитывают по формуле:

, (5.13)

где время одной ездки, ч.

г/паскм.

6. Определение параметров приемистости АТС

Приемистость - это способность АТС быстро увеличивать скорость движения. Приемистость оценивают величинами максимального ускорения на твердой горизонтальной дороге, времени и пути разгона в заданном интервале изменения скорости движения.

6.1 Определение ускорения АТС на к-й ступени коробки передач

Ускорение АТС при разгоне на к-й ступени коробки передач , м/c², определяют по формуле

, (6.1)

где коэффициент учета вращающихся масс на к-й ступени коробки передач.

Коэффициент учета вращающихся масс на к-й ступени коробки передач рассчитывают по формуле

, (6.2)

м/с².

6.2 Построение графика ускорений

Результаты расчета по формуле (6.1) сводят в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - График ускорений

	nе, об/мин
	460	920	1380	1840	2300	2760	3220	3680	4140	4600	5060	5520
Ja1	1,303	1,572	1,789	1,953	2,064	2,123	2,129	2,082	1,983	1,831	1,626	1,368
Ja2	1,034	1,255	1,431	1,563	1,650	1,692	1,690	1,642	1,550	1,414	1,232	1,006
Ja3	0,683	0,835	0,952	1,033	1,079	1,091	1,066	1,007	0,913	0,783	0,619	0,419
Ja4	0,390	0,475	0,528	0,548	0,535	0,490	0,412	0,301	0,158	-0,017	-0,225	-0,466
Ja5	0,182	0,198	0,168	0,092	-0,030	-0,198	-0,412	-0,672	-0,978	-1,330	-1,728	-2,172

По данным таблицы 6.1 строят график ускорений АТС (рисунок 6.1).

6.3 Определение времени и пути разгона АТС

Суть графоаналитического метода определения времени и пути разгона в заданном интервале скоростей, предложенного Е.А. Чудаковым и Н.А. Яковлевым, заключается в следующем.

Для определения времени и пути разгона расчетный интервал скоростей от минимально устойчивой, до нормируемой заданной скорости разбивают на элементарные участки (числом не менее десяти).

Для легковых АТС = 100 км/ч 2.

Ускорение на элементарном участке , м/с², можно считать величиной постоянной и определять по формуле

, (6.3)

где , - ускорение АТС в начале и конце участка соответственно, м/с².

м/с².

Скорость АТС на элементарном участке , м/с, также считают постоянной и рассчитывают по формуле

, (6.4)

где , - скорость АТС в начале и конце участка соответственно, м/с.

м/с².

Время разгона , с, на элементарном участке определяют по формуле

, (6.5)

с.

Путь разгона , м, на элементарном участке определяют по формуле

. (6.6)

м.

Результаты расчетов по формулам (6.3), (6.4), (6.5), (6.6) сводят в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 - Время и путь разгона

Участок	Интервал скоростей	, м/c2	, с	, м/с	, м	, с	, м
1	1,05,1	1,684	3,05	2,435	7,427	2,435	7,47
2	5,1 10,1	1,948	7,6	2,567	19,509	5,002	26,936
3	10,1 13,1	1,737	11,6	1,727	20,033	6,729	46,969
4	13,1 14,8	1,596	13,9	1,065	14,804	7,794	61,773
5	14,8 16,4	1,482	15,6	1,079	16,832	8,873	78,605
6	16,4 21,2	1,211	18,8	3,964	74,52	12,837	153,15
7	21,2 23,9	0,96	22,55	2,813	63,433	15,65	216,556
8	23,9 26,5	0,848	25,	3,066	77,263	18,716	293,821
9	26,5 27,8	0,617	27,15	2,107	57,205	20,823	351,026

Определение полного времени разгона

Время разгона , с, в заданном интервале скоростей рассчитывают по формуле

, (6.7)

Время разгона до заданной скорости увеличивают на величину, соответствующую времени переключения передач, пренебрегая при этом снижением скорости движения АТС за время переключения.

Время переключения передач для легковых автомобилей = 1 с 2.

=23,8 с.

Определение полного пути разгона

Путь разгона , м, в заданном интервале скоростей рассчитывают по формуле

, (6.8)

Путь разгона до заданной скорости увеличивают на величину, соответствующую времени переключения передач.

=404 м.

Заключение

Значительный рост всех отраслей промышленности, сельского хозяйства и культурно-бытовых потребностей населения требует перемещения большого количества грузов и пассажиров.

Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делают автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров.

Данное АТС предназначено для перевозки пассажиров по дорогам города и за его пределами с максимальной скоростью и комфортом. Данные критерии обусловлены повышенным спросом на легковые автомобили соответствующие мировым стандартам безопасности и позволяющие эксплуатировать их с минимальными затратами средств и времени. Характеристики проектируемого легкового АТС должны обеспечивать не только ожидаемые тяговые и скоростные свойства, но и топливную экономичность.

Автомобилю предложено совершать движение по маршруту общей протяжённостью 84,4 км, в дорожных условиях, где на разных участках пути водителю следует варьировать скорости движения, вследствие изменения коэффициентов дорожного сопротивления от 0,021 до 0,064. Кроме того, степень использования вместимости не является величиной постоянной, что достаточно характерно для легкового АТС.

Литература

1. Королев А.А. Механическое оборудование, - М., 2009;

2. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов, - М., 2009;

3. Осипов В.К., Чекмарев А.А. Справочник по машиностроительному черчению - М.: Высшая школа, 2007;

4. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов, - Киев: Наукова Думка, 2012;

5. Целиков А.И. и др. Машины и агрегаты. - Том 1 Машины и агрегаты. - М., 2008;

Размещено на Allbest.ru