158

Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра организации и безопасности движения

РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ

АВТОМОБИЛЯ

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине

«Техника транспорта, обслуживание и ремонт. Часть 1»

Составитель: П.Н. Малюгин

Омск

СибАДИ

2012

1

Общая характеристика курсовой работы

Основной целью курсовой работы является получение практических навыков по расчету важнейших эксплуатационных свойств автотранспортных средств.

В работе рассчитываются тягово-скоростные свойства автомобиля, оценивается его топливная экономичность в установившемся режиме движения, и выполняется расчет процесса разгона.

Расчетно-пояснительная записка оформляется на листах формата А4. Расчеты выполняются в международной системе единиц СИ. Результаты расчетов представляются в виде таблиц и графиков. В записке помещаются титульный лист и задание на проект. В записке излагаются методики расчета, обосновываются принятые значения параметров, приводятся таблицы с результатами расчетов. К записке прилагается список используемой литературы, на которую имеются ссылки в тексте.

Результаты расчета тягово-скоростных характеристик автомобиля представляются в виде графиков на листах миллиметровой бумаги формата А4. Допускается строить графики в программе Excel.

Задание на курсовую работу

Задание составляется преподавателем или выбирается студентом по номеру зачетной книжки (Приложение 1). В задании указываются тип автомобиля, масса в снаряженном состоянии, тип и максимальная мощность двигателя, сопротивление дороги. Рассчитываются отечественные автомобили, параметры которых имеются в справочниках НИИАТ. Опущенные в задании параметры автомобиля студент выбирает самостоятельно и заполняет их карандашом в бланке задания.

1 Выбор и расчет параметров автомобиля

Перед выполнением расчетов необходимо выбрать из справочника /1/ параметры автомобиля в соответствии с заданием.

4

Вычислить полную массу автомобиля, фактор обтекаемости, радиус качения колес. По материалам лекций /2/ и справочника /1/ выбрать коэффициенты, учитывающие затраты мощности двигателя на привод вспомогательных агрегатов, коэффициент полезного действия трансмиссии, интервалы времени переключения передач и др.

В задании указана масса автомобиля MC, кг в снаряженном состоянии. Полную массу MП легкового автомобиля рассчитывают по формуле:

MП = MC + 75 n + MБ,

где 75 кг – масса пассажира; n – число пассажиров, включая водителя; MБ – масса груза в багажнике (10 … 50 кг).

Полную массу MП грузового автомобиля рассчитывают по формуле:

MП = MC + MГ,

где MГ – масса груза по параметрам прототипа. Вес автомобиля, Н вычисляется по его массе:

GС = g MС; GП = g MП, где g = 9,8 м/с2.

По маркировке шин, установленных на автомобиле, рассчитывают кинематический радиус качения колес rко, м в ведомом режиме:

rко = d/2 + 0,85 Н,

где d = 25,4 d” – посадочный диаметр, м; B – ширина профиля, м; H = C B/100 – высота профиля, м; C – серия шины, %.

2 Расчет внешней, скоростной характеристики двигателя

Внешняя, скоростная характеристика отражает мощность и крутящий момент двигателя в режиме полной подачи топлива.

Для расчета мощности двигателя используют формулу Лейдермана:

Ne = Kв Nmax (A kw + B kw2 – C kw3), kw = w/wN,

где: Nmax, кВт – максимальная мощность двигателя; A, B, C – коэффициенты;

w, рад/с – угловая скорость коленчатого вала;

wN – скорость коленчатого вала при максимальной мощности двигателя;

kw – относительная угловая скорость коленчатого вала;

Kв – коэффициент учета потерь мощности на привод

5

вспомогательных агрегатов.

Принимают следующие значения коэффициентов: A = B = C = 1

– бензиновый двигатель; A = 0,5; B = 1,5; C = 1 – дизельный четырехтактный двигатель.

Скорость wN находят по частоте вращения nN, об/мин вала двигателя, которая указана в справочнике /1/:

wN = 2 nN /60 = 0,105 nN.

Минимальную угловую скорость вращения wmin вала для всех двигателей задают в пределах 50…100 рад/с. Максимальную скорость wmax вала бензинового двигателя выбирают в пределах (1,1 … 1,2) wN. Для дизельного двигателя скорость wmax ограничена всережимным регулятором: wmax = wN.

Крутящий момент Me, Н м двигателя вычисляют по формуле:

Me=1000 Ne/w.

Для бензинового двигателя разделяют диапазон изменения скорости w от wmin до wN на три, примерно равные части, и берут пять

значений w: w1 = wmin, w2, w3, w4 = wN, w5 = wmax.

Для дизельного двигателя разделяют диапазон от wmin до wN на три части и берут четыре значения w. Результаты расчета заносят в таблицу 1 и отражают на графике рис. 1.

Таблица 1 Вид таблицы расчета скоростной характеристики

бензинового двигателя

w, рад/с

Ne, кВт

Me, Н м

6

промежуточные значения для расчета. Для упрощения построения графиков рассчитывают суммы сил: P = Pi + Pf и Pc = P + PW.

Результаты расчета сводят в таблицу 2.

Таблица 2 Вид таблицы значений сил сопротивления движению

V, м/с 0 10 20 30 40

Pi, кН

Pf, кН

Pi + Pf, кН

PW, кН

Pc, кН

4 Расчет тяговых сил

Тяговую силу Pк, кН на ведущих колесах рассчитывают по формуле: Pк = тр Ме iтр/rко/1000,

где: тр – кпд трансмиссии; Ме, Н м – крутящий момент двигателя; iтр

– передаточное число трансмиссии; rко, м – радиус качения. Значение тр принимают для легковых автомобилей 0,88 … 0,93,

а для грузовых – 0,8 … 0,86. Передаточные числа трансмиссии берут из справочника /1/ или инструкции по эксплуатации автомобиля. Вычисляют передаточные числа трансмиссии по формуле /4, 5/:

iтр = iкп iрк iо iкр,

где передаточные числа: iкп – коробки передач; iрк – раздаточной коробки; iо – главной передачи; iкр – колесного редуктора. Если редуктора нет на автомобиле, то для него передаточное числа равно 1.

Расчет выполняют на каждой передаче, используя значения момента двигателя из табл. 1. Результаты расчетов сводят в табл. 3. В верхнюю строку таблицы (помеченную штрихами) записывают значения скорости w.

Из табл. 1 берут значения угловых скоростей коленчатого вала двигателя и вычисляют скорости автомобиля на разных передачах:

V = w rко/iтр.

Результаты расчетов сводят в табл. 4.

Таблица 3 Вид таблицы расчета тяговых сил на разных передачах

8

Передача iтр __ __ __ __ __

PкI

PкII

PкIII

PкIV

Таблица 4 Вид таблицы расчета скоростей автомобиля

Передача iтр __ __ __ __ __

VI

VII

VIII

VIV

По результатам расчета строят силовой баланс автомобиля (рис. 2), по которому находят максимальную скорость автомобиля.

Рис. 2. Вид графика силового баланса автомобиля

5 Расчет ускорений автомобиля

Ускорение автомобиля j, м/с2 рассчитывают по формуле: j = (Pк – Pf – Pi – PW)/(MП ),

где – коэффициент учета вращающихся масс. Коэффициент вычисляют для каждой передачи, повышающую передачу опускают:

1,03 + iкп2,

где: = 0,05 … 0,07 – легковые автомобили;

9