Содержание

Вступление

1. Техническая характеристика Audi A4 1.8

2. Определение полной массы автомобиля

3. Выбор шин для автомобиля

4. Определение мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики двигателя.

5. Определение передаточных чисел трансмиссии

6. Расчет радиуса качения колеса. Определение статического радиуса качения колеса.

7. Тяговый и мощностной баланс автомобиля

8.Расчет показателей приемистости автомобиля.

9.Время и путь разгона автомобиля

10. Топливная характеристика автомобиля

11. Вывод

12. Список литературы

Вступление

Тяговой характеристикой автомобиля называется графическая зависимость удельной силы тяги от скорости движения автомобиля на каждой передаче.

Задаваемыми параметрами обычно являются: тип автомобиля; грузоподъемность или максимальное число пассажиров; максимальная скорость движения, по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления, максимальное дорожное сопротивление на низшей передаче трансмиссии. Указывается также тип двигателя (карбюраторный, дизельный).

Тяговый расчет автомобиля производится с целью определения его тяговых и динамических качеств.

Тяговый расчет подразделяется на:

• тяговый расчет проектируемой машины;

• поверочный тяговый расчет, производимый для существующей машины;

• для решения задач тягового расчета необходимо построить тяговую характеристику автомобиля;

• тяговой характеристикой автомобиля называется графическая зависи - мость удельной силы тяги от скорости движения автомобиля на каждой передаче;

• задаваемыми параметрами обычно являются: тип автомобиля; грузоподъемность или максимальное число пассажиров; максимальная скорость движения, по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления, максимальное дорожное сопротивление на низшей передаче трансмиссии. Указывается также тип двигателя (карбюра-торный, дизельный);

• параметры, которыми задаются, могут иметь различные значения в некотором интервале. Чтобы правильно принять окончательное значение указанных выше параметров, необходимо понимать, как они влияю на тяговые качества автомобиля.

При расчетах в курсовом проекте мы определим численные значения показателей эксплуатационных свойств автомобиля Техническая характеристика Audi A4 1.8 и построим графики их изменения в зависимости от изменения скорости движения автомобиля.

1. Техническая характеристика Audi a4 1.8

Тип кузова: Хэтчбек

Количество мест: 5

Количество дверей: 4

Ширина, мм: 1733

Высота, мм: 1417

Колесная база, мм: 2622

Колея передних колес, мм: 1498

Колея задних колес, мм: 1479

Емкость топливного бака, л: 62

Полная масса автомобиля, кг: 1285

Снаряженная масса, кг: 1142

Двигатель:

Расположение: спереди, продольно.

Количество цилиндров: 4

Степень сжатия: 10,3

Макс. мощность (кВт при об/мин): 125 при 5800

Макс. крутящий момент (н*м): 173 при 3950

Трансмиссия:

Число передач: 5

Передаточное число:

Главная передача: 4,11

1-я передача: 3,545

2-я передача: 2,105

3-я передача: 1,300

4-я передача: 0,943

5-я передача: 0,789

Шины и диски:

Размер шин: 195/65R15V

Расход топлива:

- на шоссе: 6,5 л/100км

- в городе: 12,1 л/100км

2. Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля – это снаряженная масса автомобиля вместе с полным багажником и максимальным числом пассажиров (предусмотренных конструкцией). Другими словами – это максимально допустимый вес автомобиля.

m_a= m₀ + 75(z+1) + m_б ,

где:

m₀ – снаряженная масса, кг;

m_б – масса багажа;

z – число пассажиров.

m_a = 1285+75(0+1)+0=1360, кг.

2. Выбор шин для автомобиля

Шину выбираем по максимальной нагрузке на колесо. Определим массу автомобиля, приходящуюся на соответствующую ось автомобиля:

m₂ = 0,5m_a , кг

m_a – полная масса автомобиля.

m₂= 0,5 1360 = 680, кг.

3.1. Определим нагрузку на переднюю ось автомобиля:

G_{к пер} = (m_a - m₂) 9,8, Н

G_{к пер} = (1360 – 680) 9,8 =6664, Н

Определяем нагрузку на 1 колесо передней оси автомобиля:

, Н

G_к1 = 6664/2 = 3332, Н.

Определим нагрузку на заднюю ось автомобиля:

G_{к зад} = m₂ 9,8, Н

G_{к зад} = 680 9,8 = 6664, Н.

Определяем нагрузку на 1 колесо задней оси автомобиля:

, Н

G_к2 = 6664/2 = 3332 (Н)

Согласно технической характеристике, размер шин для автомобиля Audi A4 1.8 : 195/65 R16. По максимальной нагрузке на колесо, с учетом максимальной скорости движения, по справочной литературе выбираем шины: 195/65 R16

Определяем радиус колеса:

, м

d – диаметр обода, м

λ_z – коэффициент вертикальной деформации шины

λ_z = 0,65

B_ш – ширина профиля

B_ш = 0,195

R_к = 0,381/2+0,65 0,195 = 0,317 (м)

4.Определение мощности двигателя.

Скоростная характеристика двигателя – это зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала при установившемся режиме работы.

Мощность двигателя определяют из условия, что груженый автомобиль на горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием будет двигаться с максимальной скоростью. В этом случае мощность двигателя, которая расходуется на преодоление качения и сопротивления воздуху определяется по формуле:

, кВт

N_ev = (1/0,95 32294,8+96574,8)/1000= 130,57 кВт.

N_ev-мощность двигателя, которая обеспечивает максимальную скорость движения

N_f – мощность сопротивления качению автомобиля на горизонтальной дороге при максимальной скорости, кВт;

, Вт

N_f = (1+56²/1500) 1360 9,8 56 0,014 = 32294,8 Вт

η_тр – КПД трансмиссии;

η_тр = 0,95;

f₀ – коэффициент сопротивления качению на асфальтобетонной дороге;

f₀ = 0,014;

N_в – мощность сопротивления воздуху при максимальной скорости движения автомобиля;

N_в = K_в F_в V³_max , Вт;

N_в = 0,28 1,964 56³ = 96571,8 Вт

K_в – коэффициент сопротивления воздуху;

K_в = 0,28;

F_в – площадь лобового сопротивления;

F_в = α Н В , м²

α - коэффициент заполнения;

α = 0,8;

Н – высота, м;

В – ширина, м;

F_в = 0,8 1,417 1,733 = 1,964 м²

4.1.Определяем расчетную мощность двигателя:

,кВт

ω_N – значение частоты вращения коленчатого вала двигателя при значении его максимальной мощности, c^-1;

ω_{e max} = , c^-1

ω_N = 3,14 5800/30 = 607 c^-1

ω_{e max} = 670/0,85 = 714,12 c^-1

a, b, c – эмпирические коэффициенты;

a = (1-0,0084/100) (1,47 (2-1,47))/(1,47-1)² = 0,999=1

b = (2 0,0084/100) 1,47/(1,47-1)² = 0,0008

c = (0,0084/100) (1,47/(1,6-1))² = 0,0006

M_з – величина запаса крутящего момента;

M_з =

M_з = 0,84/100 = 0,0084

K_m – коэффициент приспосабливаемости по моменту;

K_m = M_{k max}/M_kn

K_m = 173/205,93 = 0,84

M_{k max} – максимальный крутящий момент;

M_kn – максимальный крутящий момент при значении максимальной мощности;

, H*м

M_kn = 1000 173/607 = 285 Н*м

K_ω – коэффициент приспосабливаемости по частоте;

ω_m - значение частоты вращения коленчатого вала двигателя при значении его максимального крутящего момента, c^-1;

ω_m = 3,14 3500/30 = 366,33 c^-1

K_ω = 586,13/366,33 = 1,6

Ne_{max pac} = 130,57 /(1 (714,12/607)+0,0008 (714,12/607)²+0,0006 (714,12/607)³ =

=110,47 кВт.

4.2.Значение относительной ошибки:

(Ne_{max pac} - Ne_max)/ Ne_{max pac} 100 = %

((110,47-125)/110,47) 100 = 13%

Так как значение относительной ошибки расчета максимальной мощности более 10%, принимаем значение максимальной мощности по характеристике.

Ne_max=125 кВт.

4.3 Для построения внешней скоростной характеристики используем следующие эмпирические зависимости:

, кВт

N_е (60) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 10,09

N_е (120) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 22,17

N_е(180) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 35,64

N_е (240) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 49,91

N_е (300) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 64,36

N_е (360) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 78,42

N_е (420) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 91,47

N_е (480) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 102,91

N_е (540) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 121,16

N_е (600) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 118,6

N_е (660) = 125[0,61* + 1,48* 1,09 121,65

4.4.Для построения графика крутящего момента:

, кВт

М_е (60) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 168,27

М_е (120) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 185,14

М_е (180) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 198,87

М_е (240) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 209,46

М_е (300) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 216,91

М_е (360) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 221,23

М_е (420) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 222,4

М_е (480) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 220,4

М_е (540) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 215,33

М_е (600) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 207,09

М_е (660) = 285[0,61+ 1,48* 1,09 195,71

где а, b, с – эмпирические коэффициенты

с = = 1,09

= 2*1,09* = 1,48

a = 1- b + c

а = 1-1,48+1,09 = 0,61

4.5.Для построения графика удельного расхода топлива:

, г/кВтч

g_в (60) = 320 * 0,62 = 199,3

g_в (120) = 320 * 0,54 = 173,09

g_в (180) = 320 * 0,47 = 151,76

g_в (240) = 320 * 0,42 = 135,3

g_в (300) = 320 * 0,38 = 123,7

g_в (360) = 320 * 0,36 = 117,02

g_в (420) = 320 * 0,35 = 115,19

g_в (480) = 320 * 0,36 = 118,25

g_в (540) = 320 * 0,39= 126,18

g_в (600) = 320 * 0,43 = 138,98

g_в (660) = 320 * 0,48= 156,67

g_eN – удельный расход топлива

g_eN = 320 г/кВтч

K_ω – коэффициент, учитывающий изменения расхода топлива от угловой скорости коленчатого вала;

К (60) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,62

К (120) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,54

К (180) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,47

К (240) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,42

К (300) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,38

К (360) =0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,36

К (420) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,35

К (480) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,36

К (540) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,39

К (600) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,43

К (660) = 0,61-1,48* + 1,09*( )² =0,48

a_ω, b_ω, c_ω - эмпирические коэффициенты

а_ω =0,61; b_ω = 1,48; c_ω = 1,09

Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля заносим в таблицу 1.

Таблица 1.

W	60	120	180	240	300	360	420	480	540	600	660
Ne	10,09	22,17	35,64	49,91	64,36	78,42	91,4	102,9	112,1	118,6	121,65
Me	223,9	256,4	283,01	303,46	317,83	326,14	328,37	324,54	314,63	298,65	276,61
Gn	199,3	173	151,76	135,3	123,72	117,02	115,19	118,2	126,1	138,91	156,67

График внешне скоростной характеристики