Введение

Автомобиль- прототип "Ваз-2107" среднего класса, имеет колёсную формулу 4х2, с приводом на задние колёса; карбюраторный двигатель с водяным охлаждением мощностью 80 л.с, при 5200 об/мин, и развивает с полной нагрузкой на высшей передаче скорость 145 км/ч.

В данной части курсовой работы рассмотрены вопросы тяговой динамики и экономических параметров движения заданного автомобиля с целью закрепления знаний полученных при изучении дисциплины «Теория и основы расчёта автомобиля», а также формирования навыков применения теоретических знаний к практическим расчетам сцепления для получения знаний об эксплуатационных возможностях реальных конструкций автомобилей, уяснения сущности происходящих процессов при их движении; приобретения знаний конкретных величин тягово-динамических и экономических характеристик автомобилей, умения анализировать влияние на них различных конструктивных параметров.

1.1 Определение эффективной мощности, эффективного крутящего момента и построение внешней скоростной характеристики (всх) двигателя.

Внешняя скоростная характеристика, представляющая собой зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя при полной подаче топлива может быть представлена тремя кривыми N_e, M_e, g_e = f (n) , где N_e - текущее значение эффективной мощности при максимальной подаче топлива; M_e - крутящий момент двигателя на том же режиме; g_e - удельный эффективный расход топлива на том же режиме; n - текущая частота вращения коленчатого вала двигателя.

Вышеуказанные зависимости построены с использованием следующих формул.

Мощность двигателя определяется по формуле:

N_{e i}= , (1.1)

где лобовая площадь авто F_a:

F_a = a*B_a *H_a =0,78*1,37*1,32=1,41 м²;

Принимаем высоту автомобиля: B_a=1,37 м ;

Принимаем ширину колеи автомобиля: H_a =1,32 м ;

Коэффициент заполнения площади: a=0,78;

Коэффициент сопротивления дороги ψ_v:

ψ_v = f_v = f₀ 0.016(1+(145)²/150000)=0,018;

Среднее значение фактора обтекаемости k=0,45 (Н*с²/м⁴) (для легковых автомобилей);

КПД трансмиссии: η_тр=0,92 (для легковых автомобилей с колесной формулой 4х2);

Полный вес автомобиля: G_a=G₀ +G_пасс= 10388+4*750=13388 Н=13,39 кН,

где G₀-вес снаряженного авто; а G_пасс-вес пассажиров и груза;

Мощность двигателя определяем подставив значения в формулу (1.1)

N_ev=0,018*13388*40,28+0,45*1,41*(40,27)³/1000*0,92=55,6 (кВт);

Угловая скорость коленчатого вала ω_N ,с^-1 на номинальном режиме при N_{e max}

ω_N = = 3.14*5200/30= 544,3; где n_N-частота вращения коленчатого вала двигателя (об/мин), дано по заданию;

Угловая скорость коленчатого вала: ω_ei=1,1_*ω_N=598,7 (с^-1);

Минимальная угловая скорость коленчатого вала: ω_min=0,2_* ω_N=108,9(с^-1);

Интервал диапазона угловой скорости составит (количество точек n=10):

∆ω (598,7-108,9)/9=54,4 (с^-1)

Максимальная эффективная мощность двигателя :

N_{е max} 55,6/(598,7/544,3)+(598,7/544,3)²-

(598,7/544,3)³=56,8 (кВт) ;

а, b, с - коэффициенты, учитывающие тактность двигателя, способ смесеобразования, его быстроходность (для карбюраторных а=1,b=1,с=1).

Эффективную мощность двигателя, определяем по формуле :

N_ei = N_{е max} , (кВт) (1.9)

Крутящий момент М_ei ,(Н*м);

М_{e max}=1000 N_ei/ω_ei=1000*35,5/272,1=130,5 (Н*м) ;

Эффективную мощность двигателя, N_еi кВт; определяется по формуле 1.9, результаты сводим в табл. 1.

Удельный эффективный расход топлива, соответствующий N_{е max}, g_ei , г/(квт ч)

g_ei=g_en*k_w; Минимальный удельный расход топлива при номинальной мощности g_n, г/(кВт*ч); дано в задании.

k_wi -коэффициент учитывающий влияние частоты вращения коленчатого вала на удельный расход топлива;

k_w1= а₀ +

для всех видов двигателей а₀=1,25, а₁=-0,99, а₂=0,93, а₃=-0,24.

По результатам расчёта составляем табл.1 и строим график - внешнюю скоростную характеристику автомобильного двигателя, показанной на рис. 2.

Таблица 1.

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ω, с-1	108,85	163,28	217,7	272,13	326,56	380,98	435,41	489,84	544,26	598,69
ωei/ωn, с-1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
Ne, квт	13,18	20,63	28,19	35,52	42,28	48,14	52,74	55,75	56,83	55,64
Me, Нм	121,14	126,36	129,49	130,53	129,49	126,36	121,14	113,83	104,43	92,94
ge, г/(кВтч)	347,93	329,67	315,98	306,40	300,46	297,72	297,70	299,94	304,00	309,39
kwi	1,09	1,03	0,98	0,95	0,93	0,93	0,93	0,93	0,95	0,96

Рис.2 Внешняя скоростная характеристика автомобиля.