Задачи для домашней контрольной работы № 2 по «теории автомобилей и двигателей»

Задача №1

1. Рассчитать и построить динамический паспорт автомобиля.

Задача №2

2. Используя построенный динамический паспорт автомобиля, определить максимальный затяжной подъем, который может преодолеть автомобиль, двигаясь на 2-ой передаче по асфальтобетонной дороге в удовлетворительном состоянии. При этом следует учесть, что грузовой автомобиль загружен на 60%, а легковой автомобиль на 50%.

Задача №3

3. Определить для заданной марки автомобиля основные показатели поперечной устойчивости автомобиля

- ν₀ – критическая скорость по условиям начала опрокидывания.

- ν_з – критическая скорость по условиям начала заноса.

- β₀ – критический угол косогора по условиям начала опрокидывания.

- β_з – критический угол косогора по условиям начала заноса (скольжения).

1. Методические указания к выполнению и оформлению задачи № 1 контрольной работы № 2.

Работа № 2 ставит своей целью:

• научить студента рассчитывать и строить динамический паспорт автомобиля;

• понять практическое значение динамического паспорта автомобиля при исследовании динамических свойств автомобиля.

Студент в конспектах лекционных занятий по дисциплине «Теория автомобиля и двигателя» записывает задание на выполнение работы, цели и основные технические данные автомобиля заданного варианта, а также результаты расчета работы № 1, т.е. основные технические данные двигателя (смотри таблицу № 3 работы № 1).

Весь полученный материал по теме необходимо записать в тетрадь по лекционным занятиям с той целью, чтобы он все время был у студента и им можно было пользоваться при подготовке по всем видам аттестации.

По окончании выполненной лабораторной работы студент составляет отчет с соблюдением всех правил по оформлению.

Работа защищается, т.е. студент поясняет что такое динамический паспорт автомобиля и как он его рассчитывал и строил.

2. Основные сведения о динамическом паспорте автомобиля.

Для оценки тяговой динамичности автомобиля используют уравнение движения автомобиля. Уравнение связывает силы, движущие автомобиль с силами сопротивления движению и позволяет определить характер движения автомобиля в каждый момент времени с учетом всех изменяющихся условий. При изучении динамичности автомобиля не учитывается устойчивость автомобиля и комфортабельность его. Все это будет учтено при изучении других разделов («Устойчивость автомобиля», «Управляемость автомобиля»).

Уравнение движения автомобиля имеет вид:

P_m – P_д – P_в ± P_u = 0

где Р_г – сила тяги автомобиля;

Р_д – сила сопротивления дороги; Р_в – сила сопротивления воздуха; Р_и – сила инерции автомобиля.

Для решения уравнения движения пользуются наглядными графоаналитическими методами. К ним относятся:

• метод силового баланса,

• метод мощностного баланса,

• метод динамической характеристики.

Наиболее конкретный метод расчета – метод динамической характеристики. Т.е. метод построения динамического паспорта автомобиля.

Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность 3-х графиков – динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования.

Расчет и построение динамического, паспорта начинают с динамической характеристики.

Динамическая характеристика – это графическая зависимость динамического фактора (Д_а), от скорости движения автомобиля (V_а) в м/с, т.е. для построения динамической характеристики требуется определить скорость автомобиля – V_а и динамический фактор Д_а.

Скорость движения автомобиля определяют по формуле: V_а = ω · r_к

(Эта формула перевода угловой скорости в линейную скорость – смотри курс физики за общеобразовательную школу).

Где r_к – радиус колеса в метрах

Разрез колеса: r_к = + b_к(1 – λ), следовательно

d_k и b_k - соответственно диаметр обода и ширина профиля шины (разме­ры даются в маркировке автомобильных шин - смотри справочную литерату­ру); X - коэффициент деформации шин, лежит в пределах X = 0,10 - 0,16;

ω_с – угловая скорость ведущего колеса автомобиля,

где ω_с - угловая скорость коленчатого вала, в рад/с, дана (т.е. уже опреде­лена) в работе №1 (использовать числовые значения не менее 5-ти режимов работы двигателя); И_тр - передаточное число трансмиссии, определяется: И_тр = И_кпп – И_гл.п.

где И_кпп - передаточное число коробки передач, зависит от включенной пере­дачи и есть справочная величина;

Динамический фактор (Д_а) определяется по формуле:

где,

Да - динамический фактор для загруженного автомобиля;

Р_т- сила тяги, в Н;

Р_в - сила сопротивления воздуха, в Н;

G_a - сила тяжести загруженного автомобиля, в Н.

Сила тяги (Р_т) определяется:

где,

r_к - радиус колеса, в м;

М_т - момент тяги, в Им, определяется: М_т = M_дв*U_тр* η_тр, где М_да - момент вращения двигателя, определен в задании №1 для пяти режимов работы дви­гателя;

U _тр— передаточное число трансмиссии;

η_тр - к.п.д. трансмиссий, учитывает потери в трансмиссии. к.п.д. трансмис­сии зависит от многих факторов, и фактически является величиной переменной, т.к. в течении эксплуатации автомобилей по мере износа деталей трансмиссии к.п.д. (η_тр) уменьшается, тоже происходит при увели­чении вязкости трансмиссионного масла.

При выполнении расчета следует пользоваться постоянным значением к.п.д., в таблице ниже приведены примерные значения η_тр для разных типов автомобилей.

Таблица №1

№ п/п	Типы автомобилей	Пф
1.	Гоночные и спортивные	0,90-0,95
2.	Легковые	0,90-0,92
3.	Грузовые и автобусы	0,82 - 0,85
4.	Автомобили повышенной проходимости	0,80 - 0,85

Сила сопротивления воздуха (Р_в)при движении автомобиля прямо зави­сит от обтекаемости автомобиля, от площади лобового сечения автомобиля, от квадрата скорости движения автомобиля.

Сила определяется по формуле:

где,

К_в - коэффициент обтекаемости, измеряется в , значения коэффициентов приводятся в справочных таблицах (Л.1, стр. 106, таб.6). F_a - площадь ло­бового сечения автомобиля определяется по формулам:

для грузовых автомобилей F_a = BH_a

для легковых автомобилей F_a = 0,78 В_аН_а, где

Н_а- высота автомобиля, в м; В_а - ширина автомобиля, в м;

В - колея автомобиля, в м.

V_a - скорость движения автомобиля, в м/с.

G_a - сила тяжести полностью загруженного автомобиля определяют пу­тем умножения полной массы автомобиля (М_а) и ускорение свободного па­дения -g = 9,81 м/с².

Результаты расчетов всех величин (М_т - момента тяги, Р_т - силы тяги, V_a -скорости движения автомобиля, Р_в - силы сопротивления воздуха, динамиче­ского фактора полностью загруженного автомобиля Да всех режимах работы двигателя и всех передач автомобиля следует свести в одну таблицу. Таблицей удобнее пользоваться при построении графика - динамической характеристики. После построения графика динамической характеристики строят график - номограмма нагрузок, а потом уже и третий график - график контроля буксо­вания.

Техническая характеристика

№ п/п	Марка авто	Размер шин	Макс крутящ. момент	Макс обороты вала (кол)	Ширина (колес) мм	Высота автомобиля мм	Ма Полная масса (кг)	Мо Собственная масса (кг)	Ма2 Полная масса на ведущие колеса (кг)	Мо2 Собственная масса на ведущие колеса (кг)	КПД транс (Гi)	Передачи							Радиус-R поворота	Высота центра тяжести
												U	U1	U2	U3	U4	U5	Разд. Коробки
1	Зил-4314 (130)	260 508	402.0	3200	1790	2400	10525	4300	7900	2180	0,82	6,32	7,44	4,1	2,29	1,47	1		8,9	1,2
2	Урал 377Н	400 533	465.8	3200	2020	2560	14550	7225	11000	3865	0,82	6,32	6,17	3,4	1,79	1	0,78		11,4	1,3
3	Газ 53А	240 508	284.4	3200	1690	2220	7400	3250	5590	1790	0,82	6,83	6,55	3,09	1,71	1			9,0	1,1
4	Газ 53-12	240 508	284.4	3400	1690	2220	7400	3250	5590	1790	0,85	6,83	6,55	3,09	1,71	1			9,0	1,1
5	Маз 5335	300 508	666.8	2100	1865	2720	14950	6725	10000	3300	0,83	7,24	5,26	2,9	1,52	1	0,66		9,5	1,3
6	Маз 53352	300 508	882.6	2300	1800	3700	1600	7450	10000	3250	0,84	7,78	5,5	2,8	1,39	1	0,71		9,5	1,3
7	Камаз 5320	260 308	637.4	2600	1850	3650	15305	7080	10903	3760	0,85	5,94	6,38	3,29	2,04	1,25	0,81		9,3	1,4
8	Камаз 53212	260 508	637.4	2600	1850	3650	18425	8200	14000	4600	0,85	5,94	6,38	3,29	2,04	1,25	0,81		9,8	1,4
9	Газ 66	305 460	284.4	3400	1800	2520	5970	3640	3040	1300	0,82	6,83	6,55	3,09	1,71	1		1	10,0	1,1
10	Зил 133Г2	260 5080	402.0	3200	1850	2395	17175	6875	13505	4175	0,8	6,32	7,44	4,1	2,29	1,47	1		11,6	1,2
11	Зил 133ГЯ	260 508	637.4	2600	1848	3358	17835	7610	13375	4320	0,85	6,83	7,82	4,03	2,5	1,53	1		12,1	1,2
12	Урал 4320	370 508	637.4	2600	2870	2000	13245	8020	8945	4000	0,85	7,32	5,61	2,89	1,64	1	0,72	1,3	11,4	1,3
13	Краз 260	1300 530	1078.7	2100	3115	2160	22000	12775	15380	6715	0,84	8,17	7,73	3,94	1,96	1			13,5	1,4
14	Газ24	135*35 6	186.2	4500	1820	1490	1820	1420	950	665	0,9	4,1	3,5	2,26	1,45	1			6,0	0,8
15	Ваз 2105	145 P13	94.1	5500	1620	1446	1395	995	760	450	0,9	4,3	3,67	2,1	1,36	1			5,9	0,7
16	Ваз 2106	165 P13	121.6	4500	1620	1440	1445	1045	783	485	0,9	4,1	3,24	1,98	1,21	1			5,9	0,7
17	Ваз 2107	165 P13	105.9	5600	1620	1447	1430	1030	774	474	0,9	4,1	3,67	2,1	1,36	1			5,9	0,7
18	Ваз 2108	165 330	95.1	5600	1750	1335	1325	900	780	450	0,92	3,9	3,69	1,95	1,36	0,94	0,78			0,7
19	Москвич 2140	165 330	107.9	5800	1550	1480	1445	1045	775	485	0,9	3,9	3,49	2,04	1,33	1			5,7	0,7
20	ИЖ 21251	165 330	107.9	5800	1550	1480	1445	1100	810	555	0,9	4,22	3,49	2,04	1,33	1			5,7	0,7
21	Газ 2402	185 355	186.2	4500	1820	1540	2040	1550	1120	825	0,9	4,1	3,5	2,26	1,45	1			6,0	0,8
22	Газ 3102	205 355	182.0	4750	1846	1476	1870	1470	980	690	0,92	3,9	3,5	2,26	1,45	1			6,2	0,8
23	Газ 14	235 380	451.1	4200	2020	1580	3165	2605	1620	1195	0,92	3,58	2,64	1,55	1				7,8	0,8
24	Зил 4104	235 380	608.0	4800	2088	1500	3800	3335	2060	1750	0,92	3,62	2,02	1,42	1				8,2	0,8
25	Уаз 452ДМ	213 380	166.7	4400	1442	2070	2620	1670	1430	745	0,85	5,125	4,12	2,64	1,58	1			6,8	1,0
26	Уаз 469Б	215 380	166.7	4000	1785	2050	2290	1650	1330	760	0,9	5,125	4,12	2,64	1,58	1		1	6,8	1,0
27	Луаз 969А	150 330	74.5	4400	1640	1790	1350	950	670	370	0,85	5,34	3,8	2,12	1,4	0,96		1	5,5	0,7
28	Ваз 2121	175 400	121.6	5400	1680	1640	1550	1150	800	470	0,8	4,3	3,24	1,99	1,29	1		1,2	5,9	0,8
29	Заз 968М	155 330	74. 5	4400	1490	1370	1160	840	710	520	0,9	4,125	3,8	2,12	1,4	0,96			5,6	0,7