МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Факультет транспортного машиностроения

Кафедра «Автомобиле - и тракторостроения»

Специальность 6.05050305 "Колесные и гусеничные транспортные средства"

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Тяговый расчет грузового автомобиля пятого класса

Руководитель Сергиенко Николай Егорович

Исполнитель Цымбалист Игорь Игоревич

Харьков 2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Факультет Транспортного машиностроения

Кафедра "Автомобиле- и тракторостроения"

Специальность 6.05050305 "Колесные и гусеничные транспортные средства"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

на тему:

Тяговый расчет грузового автомобиля пятого класса

Руководитель Сергиенко Н.Е.

Курсовую работу выполнил студент гр.ТМ-20 Цымбалист И.И.

ХАРЬКОВ 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………

1 Тяговый расчет автомобиля …………………………………………………….

1.1 Исходные данные по прототипу ……………………………………………...

1.2Определение полной массы автомобиля………………………………………

1.3 Определение нагрузок на оси автомобиля………………………………….

1.4 Выбор шин……………………………………………………………………

1.5 Выбор двигателя и построение его внешней характеристики………………

1.6 Определение передаточных чисел силовой передачи……………………….

1.7 Выбор динамической характеристики автомобиля………………………….

1.8 Построение графика предельных ускорений…………………………………

1.9 Определение времени разгона автомобиля…………………………………..

1.10 Определение пути разгона автомобиля…………………………………….

Заключение …………………………………………………………………………

Список источников информации …………………………………………………

РЕФЕРАТ

Отчет по КП: с., 5 рис., 6 табл., 5 источников, 0 приложений

Ключевые слова: АВТОМОБИЛЬ, ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ, ДВИГАТЕЛЬ, ТРАНСМИССИЯ, ДИНАМИКА.

Цель данного курсового проекта - приобретения первичных навыков проектирования автомобиля.

Объектом проектирования является грузовой автомобиль пятого класса, в качестве прототипа был выбран грузовой автомобиль КамАЗ -5320.

В ходе выполнения курсового проекта был проведён тяговый расчёт проектируемого автомобиля. В частности: определение полной массы автомобиля, определение нагрузок на оси автомобиля, выбор шин, выбор двигателя и построение его внешней характеристики, определение передаточных чисел силовой установки, подбор динамической характеристики автомобиля, построение графика предельных ускорений и определение разгонных характеристик спроектированного автомобиля.

РЕФЕРАТ

Звіт по КП: с., 5 рис., 6 табл., 5 джерел, 0 додатків.

Ключові слова: АВТОМОБІЛЬ, ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК, ДВИГУН, ТРАНСМІСІЯ, ДИНАМІКА.

Мета даного курсового проекту - придбання первинних навичок проектування автомобіля.

Об'єктом проектування є вантажний автомобіль п'ятого класу, як прототип був обраний вантажний автомобіль КамАЗ-5320.

В ході виконання курсового проекту був проведений тяговий розрахунок проектованого автомобіля. Зокрема: визначення повної маси автомобіля, визначення навантажень на осі автомобіля, вибір шин, вибір двигуна і побудова його зовнішньої характеристики, визначення передавальних чисел силової установки, підбір динамічної характеристики автомобіля, побудова графіка граничних прискорень і визначення розгінних характеристик спроектованого автомобіля.

REPORT

Account of CW: p., 5 pic., 6 tab., 5 sources, 0 additions .

Key words: VEHICLE, TRACTION CALCULATION, ENGINE, TRANSMISSION DYNAMICS.

The objective of this course project - the acquisition of the primary skills of engineering of the car.

The object of the design is a truck fifth grade as a prototype was selected truck KamAZ-5320.

During the course of the project there was traction calculation of the proposed vehicle. In particular: the definition of the total mass of the car, the definition of axle loads of car, tire selection, the choice of engine and building its external characteristics, the definition of the transmission ratio of the power plant, the selection of the dynamic characteristics of the car, the construction schedule extreme accelerations and definition of acceleration characteristics designed car.

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе будет проведён тяговый расчёт грузового автомобиля пятого класса. В качестве прототипа был выбран автомобиль КамАЗ-5320. Автомобиль КамАЗ-5320 выпускается Камским автомобильным заводом. Автомобиль предназначен для перевозки грузов и имеет грузоподъемность восемь тонн. Кузов – платформа с открывающимися боковыми и задним бортами и тентом. Кабина трёх местная, цельнометаллическая, откидывающаяся вперед, оборудованная местами для крепления ремней безопасности. Автомобиль КамАЗ-5320 предназначен для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от -40 до +50 °С на дорогах общего пользования с твердым покрытием.

1 Тяговый расчет автомобиля

1. Исходные данные по прототипу

Прототип проектируемого автомобиля – КамАЗ-5320;

1. Грузоподъемность – 8000 кг;

2. Масса автомобиля полная/снаряженная– 7080/15380 кг;

3. Максимальная скорость движения автомобиля: =80 км/ч;

4. Число посадочных мест n=3;

5. Шины – 260-508 Р;

6. Максимальная мощность – 154400 Вт (210 л.с);

7. Максимальный крутящий момент – 637.4 Н·м;

8. Максимальные обороты двигателя – 3100 об/мин;

9. Обороты при максимальном крутящем моменте – 1500 об/мин.

1.2 Определение полной массы автомобиля Полная масса автомобиля определяется по формуле

m_а= m₀ + m_г + (q₁ + q₂) ·n, (1.1)

где m₀ - собственная масса автомобиля;

m_г - грузоподъемность автомобиля равная 8000 кг;

q₁ – масса одного человека, равная 75кг;

n - количество мест для сидения равная 3;

q₂ - груз приходящийся на одного человека равный 25кг,

m_а =7080+8000 + (75+25) ·3=15380 кг.

1.3 Определение нагрузок на оси автомобиля Нагрузки на оси автомобиля определяются:

G₁= n_{1 ·} m_{а ·} g , (1.2)

G₂= n₂ ·m_{а ·}g ,

где G₁ и G₂ – силы тяжести автомобиля, приходящиеся на переднюю и заднюю оси;

m_а - полная масса автомобиля;

g – ускорение свободного падения равное 9.81 м/с².

Для грузового автомобиля:

силы тяжести автомобиля, приходящиеся на переднюю ось:

G_1­= 0,3· m_а ·g (1.3)

силы тяжести автомобиля, приходящиеся на заднюю ось:

G_1­= 0,7· m_а ·g (1.4)

Подставляя числовые значения, определим нагрузку на оси:

G₁= 0,3·15380·9,81=45485 Н;

G₂=0,7·15380·9,81=106130 Н.

1.4. Выбор шин

Шины выбираются по нагрузке К. Определим ее значение для колес передней оси:

К₁= G₁ / 2 , (1.5)

где G₁ – нагрузка на передней мост,

К₁=45485/1=22742,5Н.

К₂= G₂ / 8 , (1.6)

где нагрузка на одно колесо задней оси К₂ .

К₂=106130/8=13266Н.

Выбираем по нагрузке К₁ шины. Размер шины – 260-508Р.

Расчетный радиус колеса r_к для шин высокого давления:

r_к= [(D-d / 2) ·0,85 + d / 2 ] 0,001·, (1.7)

где: D – внешний диаметр шины в миллиметрах;

d – диаметр обода в миллиметрах,

r_к=[(1028-508/2) ·0,85 + 508/2)] ·0,001 =0,449(м)

1.5. Выбор двигателя и построение его внешней характеристики

На грузовые автомобили грузоподъемностью более семи тонн устанавливают дизельные двигатели.

Тяговый расчет производится по эффективной мощности двигателя, т.е. по мощности, снятой с маховика.

Эффективная мощность двигателя N_Vmax, соответствующая максимальной (заданной) скорости, определяется в ваттах из уравнения мощностного баланса:

N_vmax = , (1.8)

где - максимальная скорость движения V_max=22,3 м/с;

G_H- сила тяжести автомобиля, Н;

G_а- полная масса автомобиля, кг;

f- коэффициент сопротивления качению,

f=0,014+6·10^-6· V_max², (1.9)

f=0,014+6·10^-6·(22,3)²=0,017;

К_в - коэффициент сопротивления воздуха, Нс²/м⁴;

F – площадь лобового сопротивления;

η – КПД трансмиссии, равное 0,84.

.

Для построения масштаба оборотов задаются коэффициентом оборотности η_n, который представляет собой:

(1.10)

Обороты соответствующие максимальной мощности двигателя определяются по соотношению:

об/мин (1.11)

Максимальная мощность двигателя определяется по экспериментальному уравнению:

(1.12)

где: N и n – текущие значения мощности и оборотов двигателя;

а и b - коэффициенты, зависящие от типа двигателя и смесеобразования, для дизельного типа двигателя: а=0,7; b=1,3.

Принимаем минимальные устойчивые обороты двигателя

n=500 об/мин. Рассчитаем текущие значения мощности по формуле:

, (1.13)

По полученным значениям строим кривую N=f(n) и М=f(n).

Для этого определим текущие значения моментов:

(1.14)

(1.15)

Полученные характеристики представлены на рисунке 1.

Рисунок 1– Внешняя характеристика двигателя

Таблица 1. - расчет внешней характеристики двигателя.

n,(об/мин)	500	1000	1500	2000	2500	3100
N,(кВт)	31440	66458	103326,5	134531,7	154009	157021
M,(Н·м)	570,5	619,75	637,25	620	581	480
W,(рад/с)	52,33	104,66	160	209,32	261,65	366,31