Расчет внешней характеристики двигателя

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту по дисциплине

Автомобили

1.0011.00.00 ПЗ

Выполнил студент группы

шифр подпись И.О. Фамилия

Нормоконтроллёр _______________

 

 

Иркутск 2006 г.

Задание на проектирование

 

Прототип автомобиля: ВАЗ-2108

Максимальная скорость на прямой передаче на горизонтальном участке пути: V_max=150 км/ч =42 м/с.

Максимальный коэффициент сопротивления дороги: y_max=0,35

Номинальная грузоподъёмность: m_Н=425 кг.

База автомобиля: L=2460 мм.

Вид топлива: бензин.

Удельный эффективный расход топлива: g_e=308 г/кВт*ч.

Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности: n_N=5400 мин^-1.

Содержание

 

Введение

1. Определение полной массы автомобиля

2. Подбор размера шин и расчет радиуса качения

3. Расчет внешней характеристики двигателя

3.1 Частота вращения коленчатого вала двигателя

3.2 Максимальная мощность двигателя

3.3 Построение внешней характеристики двигателя

3.4 Вращающий момент двигателя

4. Выбор передаточных чисел

4.1 Определение передаточного числа главной передачи

4.2 Подбор передаточных чисел коробки передач

4.3 Определение числа передач и передаточных чисел коробки передач

5. Построение тяговой характеристики автомобиля

6. Определение основных показателей динамики автомобиля с механической трансмиссией

6.1 Динамический фактор

6.2 Ускорение автомобиля

6.3 Время разгона

7. Построение графика мощностного баланса

8. Построение экономической характеристики автомобиля

Заключение

Список литературы

Введение

 

Целью курсовой работы является определение основных параметров двигателя, трансмиссии и компоновки автомобиля. А так же закрепление знаний по лабораторным работам по курсу "Автомобили".

Делая оценку тягово-скоростных свойств автомобиля, определяется конструктивные параметры, которые могут обеспечить заданные значения скоростей и ускорений в заданных дорожных условиях движения, а также нахождение предельных дорожных условий, т.е. выполню проектировочный тяговый расчёт.

Для проектирования нового автомобиля, за основу, т.е. за прототип, я взял легковой автомобиль-седан ВАЗ-2108. Я сделал свой выбор на этом автомобиле, потому что ВАЗ-2108 и вообще всё семейство автомобилей ВАЗ является одним из лидеров в Отечественном автомобилестроении. Автомобили ВАЗ-2108 и его модификации пользовались огромной популярностью у потребителя Отечественного автомобиля для семьи и работы.

Определение полной массы автомобиля

 

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

Снаряженная масса определяется по формуле:

 

, (1)

 

где η_б - коэффициент снаряженной массы, зависящий от номинальной грузоподъемности. У легковых автомобилей η_б=0,2-0,6

 

m_б= 400/0,4 = 1000 кг

 

Полная масса легкового автомобиля определяется следующим образом из выражения:

 

m_a= m_б +80*z (2)

 

где z - число мест в салоне, включая водителя.

 

ma=1000+80*5=14000 кг

 

Полный вес автотранспортного средства определяется по формуле:

 

Gа=m_а*10, (3)

Gа=1400*10=14000 H.

Подбор размера шин и расчет радиуса качения

 

Для подбора шин и определения по их размерам радиуса качения колеса необходимо знать распределение нагрузки по мостам.

У легковых автомобилей распределение нагрузки от полной массы по мостам зависит в основном от компоновки. При классической компоновке на задний мост приходится 52…55% нагрузки от полной массы, для переднеприводных автомобилей 48%.

Радиус качения колеса r_к выбирается в зависимости от нагрузки на одно колесо. Наибольшая нагрузка на колесо определяется положением центра масс автомобиля, которое устанавливается по предварительному эскизу или прототипу автомобиля.

 

G2=Ga*48%=14000*48%=6720Н

G1=Ga*52%=14000*52%=7280Н

 

Следовательно, нагрузку на каждое колесо передней и задней оси автомобиля соответственно можно определить по формулам:

 

Р₁=G₁/2, (4)

Р₂=G₂/8. (5)

P1=7280/2=3360 Н

P2=6720/2=3640 Н

 

Расстояние от передней оси до центра масс найдем по формуле:

 

a=G2*L/Ga (6)

 

L-база автомобиля, мм.

 

a= (6720*2,46) /14000=1,18м.

 

Расстояние от центра масс до задней оси:

 

в=L-a (7)

в=2,46-1,18=1,27м

 

Тип шин (по таблице ГОСТов) - 165-13/6,45-13. По этим размерам можно определить радиус колеса, находящегося в свободном состоянии:

 

rc=d/2+b (8)

 

Где b-ширина профиля шины (165 мм)

d - диаметр обода шины (13 дюймов)

 

1дюйм=25,4мм

rc=13*25,4/2+165=330 мм

 

Радиус качения колеса rk определяется с учетом деформации, зависящей от нагрузки:

 

rk=0.5*d+ (1-k) *b (9)

 

где k - коэффициент радиальной деформации. Для стандартных и широкопрофильных шин k принимают 0,3

 

rk=0,5*330+ (1-0,3) *165=280мм=0,28м

Расчет внешней характеристики двигателя

 

Расчет начинается с определения мощности Nev, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью Vmax.

При установившемся движении автомобиля мощность двигателя в зависимости от дорожных условий может быть выражена следующей формулой (кВт):

 

N_ev=V_max* (Ga*ψ_v+K_в*F*V²_max) / (1000*η_т*K_p), (10)

 

где ψ_v - коэффициент суммарного дорожного сопротивления для легковых автомобилей определяется по формуле:

 

ψ_v=0,01+5*10^-6*V²_max (11)

ψ_v=0,01+5*10^-6*1764=0,018

 

K_в - коэффициент обтекаемости, К_в=0,3 Н*с²*м^-4

F - лобовая площадь автомобиля, м²

η_т - КПД трансмиссии=0,95

К_р - коэффициент коррекции=0,8

При рекомендуемых температурах масла в агрегатах механической трансмиссии ηт =0,8…0,95. Коэффициент коррекции в данном случае рекомендуется применять Kp=0,6…0,8.

Лобовую площадь для легкового автомобиля находим из формулы:

 

Fa=0,8*В*Н_г (12)

 

где В - габаритная ширина В=1650 мм

Н_г - габаритная высота Н_г= 1402 мм

 

Fa=0,8*1,65*1,4=1,848 м²

N_ev=42* (14000*0,018+0,3*1,848*42²) / (1000*0,95*0,8) =68,6 кВт