Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра будівельних машин та обладнання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту

із дисципліни „Автомобілі”

для студентів спеціальності „Автомобілі та автомобільне господарство”

усіх форм навчання

2004 р.

Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни “Автомобілі” для студентів спеціальності 6.090200 – “Автомобілі та автомобільне господарство” всіх форм навчання – Полтава: ПолтНТУ, 2004. – 49 с.

Укладач: М.М. Шпилька, кандидат технічних наук, доцент

Відповідальний за випуск: завідувач кафедри будівельних машин та обладнання Онищенко О.Г., доктор технічних наук, професор

Затверджено на засіданні ради університету

Протокол № 15 від 01.06.2004 р.

Редактор Я.В. Новічкова

Коректор Н.О. Янкевич

Мета курсового проекту – закріпити знання з теорії, будови та основ розрахунку автомобіля; набути навичок у виконанні тягового розрахунку автомобіля; навчитися визначати розміри і розраховувати основні функціональні елементи автомобіля.

Проект виконується згідно з індивідуальним завданням, указаним у відповідному варіанті. Номер варіанта визначається як сума останньої й передостанньої цифр номера залікової книжки. Варіант конструкції вузлів визначається за передостанньою та останньою цифрами номера залікової книжки.

Мета тягового розрахунку – визначити основні параметри автомобіля (потужність двигуна, передавальне число головної передачі, передавальні числа коробки передач), характеристики двигуна й автомобіля в цілому.

Вихідні дані, які задаються для проведення розрахунків:

1.Тип, призначення та дорожні умови. (Для ґрунтових доріг задасться коефіцієнт зчеплення. Для доріг із твердим покриттям коефіцієнт зчеплення приймається – 0.7).

2. Маса вантажу, який перевозиться, т _в кг (для вантажного автомобіля – вантажопідйомність, для легкового – кількість посадкових місць із водієм включно).

3. Максимальна швидкість руху автомобіля V_max (м/с) на горизонтальній асфальтобетонній дорозі.

4. Максимальний коефіцієнт опору дороги ψ_mах який повинен долати автомобіль.

Курсова робота оформляється згідно з діючими стандартами на аркушах формату A4. Графіки характеристик автомобіля рекомендується виконувати на аркушах міліметрівки олівцем.

У результаті тягового розрахунку повинні бути визначені такі характеристики двигуна та автомобіля:

• зовнішня швидкісна характеристика двигуна;

• динамічний паспорт автомобіля;

• паливно–швидкісна характеристика.

Проект складається з розрахунково–пояснювальної записки, яка має обов'язково містити всі розділи, що є в цих методичних указівках, і графічної частини. Обсяг розрахунково–пояснювальної записки – 25–30 аркушів рукописного тексту, викладеному на папері формату А4. Необхідні графіки та кінематичні схеми бажано креслити на міліметровому папері.

Графічна частина – два аркуші (формат А4) із накресленими олівцем конструкціями вузлів, указаних у завданні. Креслення повинні відповідати вимогам ЄСКД.

Завдання на курсовий проект

№	Вихідні дані	Варіант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	Вантажопідйомність Мв, кг	400	800	1000	1500	2000	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000	6500	7000	7500	8000	8500	9000	10000
2	Максимальна швидкість Vmax, м/с	30	30	29	27	26	25	25	24	24	24	24	23	23	23	23	23	23	23	23
3	Приведений коефіцієнт дорожнього опору, ψ	0,022	0,022	0,023	0,024	0,026	0,027	0,028	0,029	0,030	0,022	0,023	0,024	0,025	0,026	0,027	0,028	0,029	0,027	0,026

Конструкція вузла
Передостання цифра шифру	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Лист 1	Зчеплення	Привід ведучих коліс	Карданна передача	Головна передача	Диференціал	Зчеплення	Привід ведучих коліс	Карданна передача	Головна передача	Диференціал
Конструкція вузла
Остання цифра шифру	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Лист 2	Підвіска передніх коліс	Підвіска задніх коліс	Рульовий механізм	Рульовий привід	Гальмовий механізм переднього колеса	Гальмовий механізм заднього колеса	Гальмовий привід робочої гальмівної системи	Гальмовий привід стоянкової гальмівної системи	Підсилювач гальмового привіда робочої гальмівної системи	Підсилювач рульового керування

1 Загальне компонування автомобіля та визначення його повної маси, колісної формули й осьових навантажень

Компонувальну схему автомобіля вибирають на основі аналізу компонувальних схем автомобілів світового автомобілебудування і на базі наукового прогнозу. Для цього рекомендується користуватися спеціальною літературою, а також додатками, наведеними у цих методичних указівках.

1.1 Визначення маси автомобіля

Повну масу автомобіля , який проектується, при попередніх розрахунках можна визначити за виразами:

легкового _; (1)

вантажного ·. (2)

для сідельного автопоїзда , (3)

де – власна маса автомобіля, кг',

– власна маса відповідно сідельного тягача і причепа, кг;

m_n = 75 кг – маса пасажира та водія;

– маса багажу, кг. Масу багажу водія І пасажира вантажного автомобіля приймають 5 кг, а легкового автомобіля –10 кг на одну людину;

z – число місць для пасажирів;

– маса вантажу, який перевозиться, кг, що задається у вхідних даних.

Власна маса легкового автомобіля залежить від його класу та групи. В таблиці 1 (додаток 4) наведені т_он – маса автомобіля без спорядження й т_сн –маса спорядження для легкових автомобілів різних класів і груп.

Таким чином, за заданим класом та групою легкового автомобіля власну масу визначають за виразом

. (4)

Власну масу вантажного автомобіля можна визначити за відомими власною масою т_об вантажопідйомності т_вБ автомобіля прототипу, близького за призначенням та вантажопідйомності, за виразом

. (5)

Якщо відсутній базовий автомобіль, то повну масу автомобіля, який проектується, визначають за статистичними даними, використовуючи коефіцієнт вантажопідйомності κ_γ , за виразом

. (6)

Значення коефіцієнта κ_γ для вантажних автомобілів залежно від типу та вантажопідйомності приймаються згідно з рисунком 1.

Розподіл маси по осях залежить від прийнятої компонувальної схеми і степеня навантаження. При виконанні проекту автомобіль розглядається повністю завантаженим.

При визначенні розподілу мас легкового автомобіля можна користуватися даними таблиці 2 ( додаток 4).

Рисунок 1– Залежність середніх значень коефіцієнта κ_γ від вантажопідйомності т_в вантажних автомобілів

Розподіл маси і кількість осей вантажного автомобіля, що проектується, для експлуатації на дорогах загального користування визначають, орієнтуючись на існуючі конструкції., але при цьому виходять із допустимих навантажень на вісь, зумовлених міцністю дорожніх покриттів (табл. 3 додаток 4).

Компонувальну схему вантажного автомобіля розробляють після вибору й обґрунтування взаємного розташування кабіни та двигуна. При цьому враховують, що в автомобілів із колісними формулами 4x4. 6x6. 8x8 усі колеса одинарні.

Якщо відомий розподіл маси між осями базового автомобіля т_ІБ і т_2Б, то для автомобіля, який проектується, відповідні маси на передню вісь m₁ та на задню т_2: визначаються за виразами:

, (7)

. (8)

Навантаження на кожну з осей автомобіля можна також визначити, виходячи з того, що

m₂ = (0,62…0,67) m_a – у двовісних вантажних автомобілів зі

здвоєними колесами задньої осі;

т₂ +m₃ = (0,75…0,79) m_a – у тривісних вантажних автомобілів зі здвоєними колесами задніх осей;

т₂ +m₃ = (0,65…0,7) m_a – у тривісних вантажних автомобілів з одинарними колесами задніх осей;

т₂ = (0,5…0,57) m_a – у легкових автомобілів із задніми ведучими колесами;

т₂ = (0,47…0,52) m_a – у передньопривідних легкових автомобілів;

т₂ = (0,5…0,55) m_a – у двовісних вантажних автомобілів з одинарними колесами задньої осі.

G_а· = m_а g – повна вага автомобіля, Н;

m_а – повна маса автомобіля, кг;

Базу автомобіля L приймають, орієнтуючись на існуючі конструкції, координати центра мас за базою знаходять із виразів:

; ,

де, а – відстань від передньої осі до центра ваги;

b – відстань від задньої осі (центра задніх мостів тривісних автомобілів) до центра ваги.

Висоту центра мас h_д приймають 0,7...0,8 м для легкових автомобілів і 0,9... 1,1 м – для вантажних.

1.2 Уточнення колісної формули

Колісну формулу автомобіля визначають, користуючись наступними умовами: повнопривідний автомобіль приймається у випадку, якщо:

– для двовісних автомобілів із одинарними колесами на задній осі;

– для двовісних автомобілів зі здвоєними колесами задньої осі;

– для тривісних вантажних автомобілів зі здвоєними колесами задніх осей.

де φ – коефіцієнт зчеплення коліс із дорогою, який задасться у вхідних даних для характеристики ґрунтових доріг, а для доріг з твердим покриттям приймається 0,7;

ψ_max – максимальний коефіцієнт опору дороги, який задасться у вихідних даних, повинен враховувати подолання автомобілем максимальних підйомів, закладених у стандартах.

В інших випадках автомобіль приймається неповнопривідний.

1.3 Вибір шин

Вибір шин проводиться за максимальним навантаженням на колесо. Навантаження на колесо передньої осі G_к1 для всіх автомобілів визначають за формулою

. (9)

Навантаження на одне заднє колесо вантажного автомобіля залежить від колісної формули автомобіля і визначається за виразами:

4x4 (10)

4x2, 6x6 ; (11)

6x4 (12)

Шини вибирають згідно з Держстандартом 4754–80 "Шины пневматические для легковых автомобилей, із Держстандартом 5513–75 "Шины пневматические для грузовых автомобилей, автоприцепов, автобусов и троллейбусов", із Держстандартом 8430–76 "Шины пневматические для большегрузных автомобилей» строительных, дорожных и подъемно–транспортных машин"; із Держстандартом 13298–78 "Шины пневматические с регулируемым давлением" (див. додатки 2 і 3).

Зі стандарту виписують:

• позначення шини;

• максимальне навантаження на шину G_{к max};·

• зовнішній діаметр шини без навантаження D;

• статичний радіус r_cm;

• посадковий діаметр шини d;

• допустима швидкість руху V_max.

Динамічний радіус r_d та радіус кочення колеса r_к із достатньою точністю приймають рівним статичному радіусові r_ст , наведеному в стандарті, тобто вважають, що r_d ≈ r_к ≈ r_ст .

У подальших розрахунках будемо користуватись поняттям радіус колеса r_к, вважаючи, що для визначення параметрів динаміки автомобіля – це динамічний радіус r_d, а параметрів кінематики – це радіус кочення колеса r_к..

Із достатньою точністю радіус колеса r_к можливо визначити за виразом

,

де d – діаметр обода;

D – зовнішній діаметр колеса без навантаження;

λ_z – коефіцієнт вертикальної деформації.

Для шин тороїдних – λ_z, = 0,85...0.87; для шин із регульованим тиском – λ_z = 0.8... 0.85.