Курсовая работа с разработкай и модернизацией КПП 6 ступенчатой (БЕНЗИН) / Пристромский ПЗ курсвоая Автомобили
.pdf
Содержание |
|
Введение............................................................................................................... |
4 |
1 Проектировочный тяговый расчет автомобиля ............................................ |
5 |
1.1 Определение назначения, оценка условий и режимов работы |
|
проектируемого автомобиля .............................................................................. |
5 |
1.2 Выбор автомобиля-прототипа и анализ его технической характеристики
............................................................................................................................... |
|
|
6 |
1.3 |
Расчет максимальной мощности двигателя ............................................... |
8 |
|
1.4 |
Внешняя скоростная характеристика двигателя........................................ |
8 |
|
2 |
Поверочный тяговый расчет автомобиля .................................................... |
10 |
|
2.1 |
Расчет передаточных чисел трансмиссии ................................................ |
10 |
|
2.2 |
Расчет кинематической скорости автомобиля по передачам ................. |
13 |
|
2.3 |
Тяговая характеристика автомобиля......................................................... |
15 |
|
2.4 |
Динамическая характеристика автомобиля ............................................. |
16 |
|
2.5 |
Характеристики разгона автомобиля ........................................................ |
16 |
|
3 |
Топливно-экономический расчет автомобиля ............................................ |
20 |
|
3.1 |
Расчет баланса и степени использования мощности............................... |
20 |
|
3.2 |
Расчет расхода топлива .............................................................................. |
23 |
|
4 Описание конструкции разрабатываемого агрегата ................................. |
25 |
||
5 |
Функциональный и прочностной расчёт подвески .................................... |
27 |
|
6 |
Техническая характеристика автомобиля ................................................... |
32 |
|
Заключение ........................................................................................................ |
33 |
||
Список литературы ........................................................................................... |
34 |
||
Приложение А ................................................................................................... |
35 |
||
Из Лист |
№ докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
|
||
|
|
|
|
|||
Разработ |
Пристромский |
|
|
Лит. Лист |
Листов |
|
Проверил |
Ким |
|
Расчет автомобиля |
|
3 |
36 |
|
|
|
Белорусско-Российский |
|||
|
|
|
Пояснительная записка |
|||
Н.контр. |
|
|
университет группа |
|||
Утв. |
|
|
|
|
АВТ-173 |
|
Введение
Целью изучения дисциплины является получение теоретических и практических знаний по конструкции, теории основам расчета автотранспортных средств, приобретение навыков конструирования и освоение методов расчета.
В курсовой работе выполняется:
а) проектировочный тяговый расчет автомобиля; б) поверочный тяговый расчет автомобиля; в) расчет передаточных чисел; г) тяговая характеристика автомобиля;
д) динамическая характеристика автомобиля; е) расчет динамики разгона автомобиля; ж) топливно-экономический расчет; з) функциональный и прочностной расчет;
и) составить техническую характеристику автомобиля.
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
4 |
|
|||
|
|
1 Проектировочный тяговый расчет автомобиля
1.1 Определение назначения, оценка условий и режимов работы проектируемого автомобиля
Фургон представляет собой тип закрытого автомобильного кузова, предназначенный для перевозки грузов или людей. В зависимости от типа фургона, он может быть больше или меньше, чем грузовик и внедорожник, и больше, чем обычный автомобиль. Самые маленькие фургоны (микровэны) используются для перевозки товаров или людей в небольших количествах. Субкомпактвэны, компактвэны и многоцелевые автомобили обычно используются для перевозки людей в небольших количествах. Большие фургоны с пассажирскими сиденьями используются для организационных целей, например, для перевозки студентов. Большие фургоны с передними сиденьями часто используются для деловых целей, для перевозки товаров и оборудования. Специально оборудованные фургоны используются телевизионными станциями в качестве мобильных студий. Почтовые службы и курьерские компании используют большие фургоны для доставки посылок.
Наиболее известные и крупные производители: Германия (Mercedes Benz, Volkswagen), Франция (Renault), США (Dodge, Chevrolet, Ford), Италия
(IVECO, Fiat), Румыния (Dacia), Россия (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ, ИЖ) и тд.
Взависимости от общей компоновки автомобили делят на заднеприводные, переднеприводные и полноприводные.
Классическая схема компоновки предполагает расположение двигателя над осью передних колес. Колесная формула таких автомобилей: 4x2. Например:
Ford Transit, Chevrolet Astro, Peugeot Expert.
Всоответствии с отраслевой нормалью ОН 025270-66 грузовые автомобили подразделяются на семь классов в зависимости от их полной массы. Предельные показатели по классам приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Классификация грузовых автомобилей по классам
Первая цифра индекса грузового автомобиля |
Полная масса, Т |
||
(класс грузового автомобиля) |
|
|
|
1 |
До 1,2 |
|
|
2 |
От 1,3 до |
2,0 |
|
3 |
От 2,1 |
до |
8,0 |
4 |
От 9 до 14 |
||
5 |
От 15 |
до |
20 |
6 |
От 21 |
до |
40 |
7 |
Свыше 40 |
||
Ford Transit серия грузовых фургонов, микроавтобусов, шасси и бортовых автомобилей, выпускаемых компанией Ford Motor Company в Европе (включая
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
5 |
|
|||
|
|
Турцию). Также Transit производится и в Китае. Transit стал самым продаваемым в Европе лёгким коммерческим автомобилем на протяжении 40 лет, а в некоторых странах слово «Transit» вошло в употребление как название любого коммерческого фургона с похожими размерами. С 1965 года было выпущено 6 миллионов Ford Transit на базе четырёх платформ с несколькими рестайлингами для каждой из них. Шестимиллионный фургон собран в марте 2009 года.
Салон нового Ford Transit полноценно изменили. Интерьер обладает новой приборной панелью, приборным щитком и многофункциональным рулевым колесом. Улучшенная комплектация Trend, имеет кожаный руль и селектор коробки переключения передач, радиомагнитолу с CD и голосовое управление Ford SYNC. Водительское сидение обладает регулируемым поясничным подпором.
Для машины была применена целая линейка усовершенствованных функций, умеющих отключать некоторые узлы, когда в их работе нет необходимости. Это позволило существенно экономить топливо. Совсем не зря, Ford Transit считают одним из самых безопасных транспортных средств класса – М. Есть наличие систем помощи при старте движения, подушки безопасности, трехточечные ремни безопасности, детские крепления ISOFIX на пассажирских креслах, функции BTCS, обеспечивающие контролирование функционирования тормозной системы и регулировки тяги и системы курсовой устойчивости. Стандартная оснастка имеет еще Traction Control, систему экстренного торможения Emergency Brake Assist и прочее. Применили перечень инновационных решений. Например, система Curve Control умеет притормаживать колеса, когда автомобиль уходит с траектории поворота. Служба Roll-Over Mitigation умеет заранее распознавать возможную угрозу и активировать службу ESC, чтобы повысить устойчивость на дорожном участке.
Рынок предлагает на выбор 5-ти и 6-ти скоростные механические коробки переключения передач. Характер функционирования трансмиссии похож на работу известной «Газели», однако двигается иностранная установка мягче. Все скорости получили наличие синхронизаторов, а последняя скорость – повышающая. Устройство переключения работает отлично, больших усилий прикладывать не нужно.
1.2 Выбор автомобиля-прототипа и анализ его технической характеристики
Исходные данные:
а) максимальная скорость движения: 112 км/ч; б) класс автомобиля: 2; в) вид автомобиля: 7;
г) тип двигателя: бензиновый.
По заданному классу и виду автомобиля, заданной максимальной скорости движения автомобиля, а также по типу двигателя был выбран автомобиль «Ford
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
6 |
|
|||
|
|
Transit», техническая характеристика которого приведена в таблице 1.2. Габаритные размеры автомобиля-прототипа представлены на рисунке 1.
Таблица 1.2– Техническая характеристика аналогов
|
Значение параметра для автомобиля |
|||
Параметр |
Ford Transit |
Chevrolet |
Peugeot |
|
|
Astro |
Expert |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Грузоподъемность автомобиля, т |
0,983 |
0,675 |
0,768 |
|
|
|
|
|
|
Полная масса автомобиля, кг: |
2600 |
2750 |
2500 |
|
на переднюю ось |
1500 |
1500 |
1500 |
|
на заднюю ось |
1100 |
1250 |
1000 |
|
Максимальная скорость движения автомобиля, |
120 |
125 |
130 |
|
км/ч |
||||
|
|
|
||
Контрольный расход топлива при 60 км/ч, |
35 |
33 |
33 |
|
л/100км |
||||
|
|
|
||
Высота автомобиля, мм |
2000 |
2000 |
2000 |
|
Колея автомобиля, мм |
1732 |
1650 |
1630 |
|
База автомобиля, мм |
3000 |
2800 |
3250 |
|
Номинальная мощность двигателя, кВт при |
74/3500 |
140/4400 |
110/4000 |
|
оборотах мин-1 |
||||
|
|
|
||
Размер шин |
215x70R16 |
215x70R16 |
215x70R16 |
|
Колесная формула |
4х2 |
4х2 |
4х2 |
|
Рисунок 1.1 – Габаритные размеры автомобиля-прототипа
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
7 |
|
|||
|
|
1.3 Расчет максимальной мощности двигателя
Эффективная мощность двигателя при максимальной скорости определяется выражением
|
|
|
Mg |
|
K F |
|
|||
N |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
, |
|
v |
|
max |
|
в |
max |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
ev |
|
|
10 |
3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
(1.1)
|
где – коэффициент полезного действия трансмиссии. Для автомобилей |
с колесной формулой 4x2 =0,85…0,92. Принимаем = 0,92; |
|
|
M – полная масса автомобиля, кг; |
|
v – коэффициент дорожного сопротивления [3], лежащий в пределах |
v |
0,011...0,033, принимаем v 0,02 ; |
|
max |
|
– максимальная скорость движения,
|
max |
|
= 33,3 м/с;
Kв (0,25…0,4),
– коэффициент сопротивления воздуха [3], для автобуса Kв=
принимаем Kв |
= 0,4 H c |
2 |
4 |
; |
|
/ м |
F
– площадь лобового сопротивления, м2:
где
B H
FB H ,
–колея передних колес автомобиля, B = 1,732 м;
–высота автомобиля, H = 2 м.
(1.2)
F 2 1,732 3,464 м2.
Следовательно, эффективная мощность двигателя при максимальной скорости движения автомобиля равна:
|
|
|
2600 9,81 0,02 31,1 |
3 |
|
||
N |
|
|
0, 4 3, 464 31,1 |
88, 2 кВт, |
|||
ev |
0,92 |
10 |
3 |
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
N |
|
|
N |
ev |
|
88,2 |
96,72 кВт. |
|
|
|
|
||||||
max |
0,912 |
0,912 |
||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
1.4 Внешняя скоростная характеристика двигателя
Зависимость текущих значений эффективности мощности двигателя Ne от угловой скорости вращения коленчатого вала e устанавливается формулой:
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
8 |
|
|||
|
|
Для
e
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
a |
e |
|
e |
|
|
|
|
|||||||
Ne |
Nmax |
e |
b |
|
|
|
c |
|
|
|
, |
(1.4) |
||||
n |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
n |
|
|
n |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
a,b,c – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя. |
бензинового двигателя a 1,0; b 1,0; c 1,0. |
|
N – значение угловой скорости вращения коленчатого вала, рад/с; |
|
Для |
угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя |
0, 2 n |
85,82 рад с получаем: |
|
|
|
|
85,82 |
|
85,82 |
|
2 |
|
85,82 |
|
3 |
|
|
|
e |
96,72 |
|
|
22, 43 кВт. |
|||||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
429,13 |
1 |
429,13 |
|
|
1 |
429,13 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения эффективной мощности рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 1.3.
Текущее значение крутящего момента определяется выражением:
|
Для |
0, 2 |
|
e |
n |
угловой
85,82 рад
M |
|
|
N |
e |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
скорости вращенияс получаем:
3 |
(1.5) |
10 . |
коленчатого вала двигателя
M |
|
|
22,43 |
10 |
3 |
0,2614 |
кH м. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
85,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения крутящего момента рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 – Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя
Параметр |
Размер- |
|
|
Значения параметров |
|
||
ность |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ωe |
c-1 |
85,827 |
171,65 |
257,48 |
343,31 |
429,13 |
514,96 |
Ne |
кВт |
22,439 |
47,973 |
71,96 |
89,756 |
96,72 |
88,209 |
Me |
кН·м |
0,2614 |
0,2795 |
0,2795 |
0,2614 |
0,2254 |
0,1713 |
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
9 |
|
|||
|
|
2 Поверочный тяговый расчет автомобиля
2.1 Расчет передаточных чисел трансмиссии
Передаточное число главной передачи определяется выражением:
|
u0 |
evrк |
, |
(2.1) |
|
|
|
|
|
||
|
|
uкпв max |
|
|
|
где ev |
– угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя при мак- |
||||
симальной скорости, с-1. Принимаем ev |
max 514,96 рад / с ; |
|
|||
uкпв – передаточное число высшей ступени. Принимаем uкпв |
1; |
||||
rк |
– радиус качения колеса. |
|
|
|
|
rк
rн
,
(2.2)
где |
– коэффициент деформации шины. Для шин высокого давления |
|||
=(0,945...0,950). Принимаем 0,945 ; |
|
|
|
|
rн |
– номинальный радиус колеса, мм: |
|
|
|
|
rí (0,5 d h) 10 |
3 |
, |
(2.3) |
|
|
|||
где
d – диаметр обода, d
h – высота профиля,
16 25,4 408 мм; |
|||
h |
215 70 |
139 мм. |
|
100 |
|||
|
|
||
r |
(0,5 408 139) 10 |
3 |
0,343 |
|
|||
н |
|
|
|
м
,
r |
0,945 0,343 0,324 |
к |
|
м
.
Следовательно, передаточное число главной передачи равно:
u |
|
|
514,96 |
0,324 |
5,0075. |
||
0 |
1 |
31,1 |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
Передаточное число первой передачи, необходимое по условию преодоления максимального дорожного сопротивления определяется выражением:
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
10 |
|
|||
|
|
u |
|
M g |
max |
r |
|||
|
|
|
к |
||||
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
М |
|
u |
|
||
|
|
max |
|||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
,
(2.4)
Н
м
где
;
M
max
max
–максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем,
–максимальный коэффициент дорожного сопротивления, лежа-
щий в пределах
|
max |
|
0,35..0, 40
. Принимаем
|
max |
|
0,375
;
Следовательно, передаточное число первой передачи из условия преодоления максимального дорожного сопротивления равно:
u1
2600 9,81 0,375 0,324 279,5 5,0075 0,92
2, 4
.
Передаточное число первой передачи, определяемое из условия отсутствия буксования ведущих колес, определяется выражением:
u1
G max rк mi
M max u0
,
(2.5)
где
G
– сцепной вес автомобиля, Н. Для заднеприводных автомобилей:
G |
M |
g, |
|
2 |
|
где M2 – масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля, кг. Тогда сцепной вес равен:
(2.6)
G |
1100 9,81 10715 Н , |
|
|
где
max
– максимальный коэффициент сцепления с дорогой.
|
0,7..0,8 |
max |
|
[3]. Принимаем max 0,75 ; |
|
|
|
|
mi – коэффициент перераспределения реакций. Для передней оси |
||||
mi 0,7...0,8, принимаем mi |
0,75 . |
|||
Следовательно, передаточное число первой передачи из условия |
||||
отсутствия буксования ведущих колес автомобиля равно: |
||||
u |
|
10715 0,75 0,324 0,75 |
2,083 . |
|
|
||||
1 |
|
|
279,5 5,0075 0,92 |
|
|
|
|
||
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
11 |
|
|||
|
|
Передаточное число первой передачи, определенное из условия обеспечения минимальной устойчивой скорости, определяется выражением:
u |
|
|
|
r |
|
min |
|
к |
|||
|
|
|
|||
1 |
|
u |
|
|
|
|
|
min |
|||
|
|
0 |
|
|
|
,
(2.7)
где
min
– минимальная устойчивая угловая скорость коленчатого вала
двигателя, |
рад / с ; |
|
min |
– минимально |
min |
1,0..1, 4 |
м / с, принимаем |
устойчивая
|
min |
1,2 |
м / |
|
|
|
скорость движения автомобиля.
c .
Следовательно, передаточное число первой передачи из условия обеспечения минимальной устойчивой скорости движения автомобиля равно:
u1
85,82 0,324 5,0075 1, 2
4,62
.
Так как u1 u1 |
и |
u1 u1 , то, |
отношение первой передачи равным:
следовательно, принимаем передаточное
u1v |
4,62 . |
Тогда передаточное число второй передачи определяется выражением:
|
|
n 1 |
n 1 |
||||
ui |
u1 . |
||||||
|
|||||||
u2 |
5 |
4,62 |
4 |
3, 4 . |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Передаточное число третьей передачи определяется выражением:
(2.8)
u |
3 |
5 4,62 |
|
3 |
|
2,508
.
Передаточное число четвертой передачи определяется выражением:
u4 5
4,622 1,84 .
Передаточное число пятой передачи определяется выражением:
u5 5
4,62 1,35.
Передаточное число шестой передачи определяется выражением:
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подп. Дата |
741/20-ПЗ |
12 |
|
|||
|
|