Содержание

Введение

1. Тягово-скоростной расчет автомобиля

1.1 Определение эффективной мощности, эффективного крутящего момента и построение внешней скоростной характеристики двигателя

1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля.

1.3 Построение динамической характеристики и графика ускорений автомобиля.

1.4 Построение графиков времени и пути разгона АТС.

1.5 Построение графика мощностного баланса.

1.6. Топливно-экономический расчет автомобиля.

2. Расчет сцепления

Заключение

Литература

Введение

В курсовом проекте рассмотрены вопросы тяговой динамики и топливно-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 привода передних ведущих колёс, 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.

Автомобиль ВАЗ-2109 малого класса, с колесной формулой 2х4, с приводом на передние колеса и поперечным расположением двигателя выпускается Волжским автомобильным заводом с 1988 г. Кузов – двухобъемный хетчбек, закрытый, несущий, пятидверный.

На автомобиле устанавливается бензиновый, рядный, 4-цилиндровый двигатель модели ВАЗ–2108. Номинальная мощность двигателя при 5600 об/мин равна 63,7 л.с. (47 кВт).

1. Тягово-скоростной расчет автомобиля

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

Требуемую эффективную мощность двигателя проектируемого АТС определяют по указанным в задании значениям максимальной скорости (V_max).

Мощность двигателя при максимальной скорости определяется по зависимости:

кВт,

где k = 0,4 – коэффициент сопротивления воздуха [1, табл. 1.2]; F=1,85 м²– лобовая площадь автомобиля; η_тр = 0,94 – коэффициент полезного действия трансмиссии (КПД) по табл. 1.1 [1]; ψ_v = 0,036–коэффициент сопротивления дороги.

G_a = G₀ + G_пасс. = 945∙9,81 + 5∙750 = 13200 Н = 13,2 кН.

где G₀ = 9450 Н – вес автомобиля в снаряженном состоянии,

G_пасс. = 5∙750 = 3750 Н – вес пассажиров.

V_max = 156 км/ч = 43,33 м/с.

Площадь лобового сопротивления определяется по техниче­ским характеристикам или приближенно по следующей формуле:

F_a = a∙B_a∙F_a ,

где а - коэффициент заполнения площади, зависит от дорожного про­света и параметров подвески, для легковых – а = 0,78…0,9; В_а = 1,65 м, Н_а = 1,402 м – наибольшая ширина и высота АТС.

F_a = a∙B_a∙F_a = 0,8∙1,65∙1,402 = 1,85 м²

Коэффициент сопротивления дороги нужно вычислить по сле­дующей формуле:

,

где α - угол подъема (+) или спуска (-) участка дороги; f_v - коэф­фициент сопротивления качению эластичных шин, зависит от ско­рости автомобиля.

Поскольку максимальную скорость определяют на горизон­тальной дороге, то в данном случае α = 0. В формуле f₀ = 0,016- коэффициент сопротивления качению при малых скоростях.

ψ_v = =0,016∙(1 + 43,33²/1500).

Динамические, скоростные и экономические показатели авто­мобилей непрерывно связаны техническими характеристиками двигателей, установленных на них. Наиболее полно возможности дви­гателя отображает его внешняя скоростная характеристика, пред­ставляющая собой зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя при полной подаче топлива. Таким образом, внешняя скоростная характеристика автомобильного двигателя может быть представлена тремя кривыми:

N_e, M_e, g_e = f(ω_e).

Угловая скорость коленчатого вала ω_N , с^-1 на номинальном режиме при N_emax

с^-1,

где n_N – частота вращения коленчатого вала двигателя (об/мин), указанная в задании.

Мощность N_ev соответствует частоте вращения коленчатого вала ω_ev, при которой скорость движения автомобиля будет V_тах.

Частота вращения ω_ev, связана с частотой вращения ω_N, соответствующей максимальной мощности, следующим образом:

ω_ev =(0,9… 1,1)∙ ω_N = 1,1∙523,33 = 575,67 с^-1 .

Минимальная частота вращения для всех типов двигателей мо­жет быть принята равной

ω_min = 0,2 ω_N = 0,2∙575,67 = 104,67 с^-1.

Внешняя скоростная характеристика, т.е. зависимость N_e = f(ω_e), строится с использованием эмпирической формулы в интервале частот от ω_min до ω_ev. Выбираем 10 значений точек, тогда интервал:

с^-1 ,

где n = 10 – количество точек.

кВт.

Здесь N_emax – максимальная эффективная мощность двигателя, кВт.

кВт,

где a, b, с – эмпирические коэффициенты, выбираемые из табл. 1.4[1].

a = 1; b = 1; c = 1.

Для удобства расчеты сводим в табл. 1.1.

Таблица 1.1

	min	2	3	4	5					
ei	104,7	157,0	209,3	261,7	314,0	366,3	418,7	471,0	523,3	575,7
ei/v	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
aei/ev)	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
bei/ev)2	0,04	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2
cei/ev)3	0,008	0,027	0,064	0,125	0,216	0,343	0,512	0,729	1,000	1,331
Nev, кВт	20,4	31,9	43,6	54,9	65,4	74,4	81,5	86,2	87,8	86,0
Mei, Н·м	194,7	203,1	208,2	209,8	208,2	203,1	194,7	183,0	167,9	149,4
ki	1,09	1,03	0,99	0,96	0,94	0,93	0,93	0,94	0,95	0,97
gei,г/кВт·ч	347,9	329,7	316,0	306,4	300,5	297,7	297,7	299,9	304,0	309,4

Кривая зависимости крутящего момента M_e на валу двигателя от его частоты вращения строится с использованием уравнения

M_ei = 1000∙ N_ei / ω_ei =1000·20,4/104,7=194,7 Н·м.

Зависимость удельного расхода топлива двигателем с доста­точной для расчетов точностью определяется выражением

g_ei = g_eN∙ k_ωi =320·1,09=347,9,

где g_eN – удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, заданный в исходных данных, г/(кВт-ч); k_ωi - коэффици­ент, учитывающий влияние частоты вращения коленчатого вала на удельный расход топлива, среднее значение которого определяется по формуле

,

где для всех типов двигателей а₀ = 1,25, а₁= - 0,99, а₂= 0,93, а₃= - 0,24 [1,стр.12].

По результатам строим график – внешнюю скоростную характеристику автомобильного двигателя (рис. 1.1).

Рис. 1.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя