Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

Омск • 2017

Введение

Основной целью курсового проекта является приобретение обучающимися практических навыков по расчету важнейших эксплуатационных свойств автотранспортных средств, определяющих безопасность движения.

Впроекте рассчитываются тягово-скоростные свойства автомобиля, тормозные свойства и топливная экономичность. Выполняется расчет процесса разгона автомобиля и проектирование тормозного механизма.

Расчетно-пояснительная записка оформляется на листах формата А4. Расчеты выполняются в международной системе единиц СИ. Результаты расчетов представляются в виде таблиц и графиков.

Впояснительную записку к курсовомуИпроекту вкладывается задание на проект. В записке излагаются методики расчета, обосновываются принятые значения параметровД, приводятся таблицы с результатами расчетов. К записке прилагается список используемой ли-

тературы, на которую должны быть ссылки в тексте.

Результаты расчета эксплуатационныхА свойств автомобиля представляются в виде графиков на листах миллиметровой бумаги формата А4. Записка оформляетсябна компьютере, при оформлении могут быть использованы графические пакеты программ.

Допускается оформлятьизаписку на компьютере и строить графики в программе Excel.

Чертеж тормозногоС механизма выполняется на листе формата А1. Контрольные вопросы, спользуемые преподавателем для оценки уровня освоения материала, приведены в прил. 1.

Задание составляется преподавателем или выбирается студентом по номеру зачетной книжки (прил. 2). В задании указываются модель автомобиля, масса в снаряженном состоянии, тип и максимальная мощность двигателя, сопротивление дороги. Рекомендуется указывать модели отечественных автомобилей, параметры которых легко найти в справочниках НИИАТ.

Опущенные в задании параметры автомобиля студент выбирает самостоятельно и указывает их значения карандашом в бланке задания.

3

1. ВЫБОР И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЯ

Перед выполнением расчетов необходимо выбрать из справочника /3/ параметры автомобиля в соответствии с заданием, вычислить полную массу автомобиля, фактор обтекаемости, радиус качения колес. По материалам лекций и справочника 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 в снаряженном состоянии MC, кг. Полную массу легкового автомобиля MП рассчитывают по формуле

водителя; MБ – масса груза в багажнике (10 … 50 кг).

Полную массу грузового автомобиля рассчитывают по формуле

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

MП = MC + MГ,

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

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

иrко = d / 2 + 0,85 Н,

где d = 25,4 d″; d″ – посадочный диаметр шины, дюйм; H = C B /100

– высота профиляС, м; C – сер я шины, %; B – ширина профиля, м.

2. РА ЧЕТ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИ ТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

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

Для расчета мощности используют формулу Лейдермана /1/:

Ne = Kв Nmax (A kω + B kω2 – C kω3), kω = ω / ωN,

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

ω – угловая скорость коленчатого вала, рад/с;

ωN – скорость коленчатого вала при максимальной мощности двигателя;

kω – относительная угловая скорость коленчатого вала;

4

Kв – коэффициент учета потерь мощности на привод вспомогательных агрегатов.

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

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

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

ωN = 2 π nN / 60 = 0,105 nN.

Минимальную угловую скорость вращения вала ωmin для всех двигателей задают в пределах 50 … 100 рад/с. Максимальную

скорость вала бензинового двигателя ωmax выбирают (1,1 … 1,2) ωN. Для дизельного двигателя скорость ωmax ограничена всережимным ре-

гулятором: ωmax = ωN.

Крутящий момент двигателя Me, Н м, вычисляют по формуле

Me = 1000 Ne / ω.

Для бензинового двигателя разделяют диапазон изменения

Рис. 1. Вид внешней скоростной характеристики бензинового двигателя

5

Таблица 1

Форма таблицы скоростной характеристики двигателя

3. РАСЧЕТ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ

Силы сопротивления движению вычисляют для полной массы автомобиля. Cилу сопротивления подъему Pi, кН, считают постоян-

ной /2/:

Pi = i GП / 1000,

где i – коэффициент сопротивления подъему, значение которого ука-

зано в задании.

Pf = GП Аf0 (1Д+ k V2) / 1000,

где k = 0,000144 – коэффициентбвлияния скорости, 1/(м/с)2. Если скорость автомобиля не превышает 80 … 90 км/ч, то принимают k = 0.

Силу сопротивленияивоздуха вычисляют по габаритам автомо- биля-прототипа. По ра оте /1/ или по материалам лекций выбирают

значение коэффицСента обтекаемости k, Н с2/м4. Затем вычисляют лобовую площадь автомоб ля F по формулам:

F = 0,78 B H – легковой автомобиль;

F = B H – грузовой автомобиль, где B, H – высота и ширина автомобиля, м.

Силу сопротивления воздуха PW, кН, вычисляют по формуле

PW = k F V2 / 1000.

Для построения графиков из работы /1/ берут максимальную скорость автомобиля и принимают на 10 … 20% большее значение. Полученный диапазон изменения скорости разделяют на 5 – 7 одинаковых интервалов и используют промежуточные значения для расчета. Для упрощения построения графиков рассчитывают суммы сил:

Pψ = Pi + Pf и Pc = Pψ + PW.

Результаты расчета сводят в табл. 2.

6