МУ для КР зо1

УДК 378.147: 631.3: 629.114 ББК 40.75 М 54

Методическое указание рекомендовано к переизданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства (протокол № ____ от

________________________г.).

Составители: проф. А.В.Неговора, ст.преп. А.Г.Габбасов

Рецензент:

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой А.В.Неговора

Г.Уфа, БГАУ, кафедра «Тракторы и автомобили»

2

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта - систематизация и закрепление знаний по теории эксплуатационных свойств, рабочим процессам и основам расчета автомобиля, овладение методикой и навыками самостоятельного инженерного расчета автомобиля и его узлов.

Задачей тягового расчета автомобиля является определение основных параметров автомобиля, его трансмиссии и ходовой системы, обеспечивающих максимальную интенсивность разгона и возможность движения по дорогам различных категорий с минимальными расходами топлива.

Расчет производится в следующей последовательности:

-определение собственной и полной массы автомобиля;

-определение мощности двигателя;

-выбор шины и определение радиуса ведущих колес;

-определение передаточных чисел гл. передачи и коробки передач;

-определение динамического фактора автомобиля и построение динамического паспорта;

-анализ динамических качеств автомобиля.

Впроцессе расчета необходимо обоснованно выбрать прототип для проектируемого автомобиля и используя его техническую характеристику, в соответствии с заданием, разработать кинематическую схему трансмиссии, а также определить следующие параметры проектируемого автомобиля: число колес и осей автомобиля и распределение его массы по осям, габаритные размеры автомобиля - ширину А и высоту Н, коэффициент обтекаемости kv.

Необходимые для расчетов коэффициенты должны приниматься обоснованно, с соответствующим пояснением и ссылкой на литературный источник.

Расчет динамической характеристики произвести для случая движения на первой передаче. Дальнейшие расчеты указанных параметров на последующих передачах произвести на ЭВМ по программе "AVTO".

Во второй части курсового проекта необходимо выполнить анализ заданного узла или системы, обоснованно подобрать их для рассчитываемого автомобиля и выполнить сборочный чертеж.

Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки формата А4 с необходимыми схемами и таблицами в соответствии со стандартом организации СТП 0493582.003-05.

Скоростная характеристика двигателя, схема трансмиссии выполняются на формате А4 и вкладываются в расчетно-пояснительную записку. Скоростная (регуляторная) характеристика двигателя и динамический паспорт спроектированного автомобиля выполняется на ватмане форматом А1.

Сборочный чертеж заданного узла выполняется на ватмане форматом А1, а спецификация сборочного чертежа – на формате А4.

3

1 ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

1.1Исходные данные.

-тип автомобиля (дорожной или повышенной проходимости);

-условия движения (горы, равнина, город, автомагистраль, бездорожье и

т.д.);

-номинальная грузоподъемность mг, т;

-максимальная скорость движения на прямой передаче Vmax, км/ч;

-коэффициент суммарного сопротивления дороги v;

-номинальная частота вращения к.в. двигателя nн, мин-1.

1.2Определение массы автомобиля и обоснование прототипа.

Собственная масса автомобиля m0 (т) в снаряженном состоянии:

Рисунок 1.1 Коэффициент снаряженной массы грузовых автомобилей в зависимости от грузоподъемности.

Согласно исходным данных и с учетом рассчитанной полной массы обоснуйте выбор прототипа автомобиля.

1.3 Определение мощности двигателя.

Мощность двигателя Nн (кВт) должна быть достаточной для обеспечения движения с максимальной скоростью V (м/с) по дороге с заданным коэффициен-

том сопротивления движению v при полном использовании грузоподъемно-

сти автомобиля:

Nп v m g k F V2 V

1000 тр

4

где Nп- потребная мощность;

kз - коэффициент запаса мощности (kз = 1,05...1,1) учитывающий кратковременные перегрузки, определяемые условиями движения;

F - площадь лобовой поверхности автомобиля, м2.

Коэффициент обтекаемости k для грузовых автомобилей составляет 0,4...0,8, для легковых – 0,20...0,35 и зависит от формы кузова и наличия обтекателей, определяемых условиями движения.

Площадь лобовой поверхности F для легковых автомобилей рассчитывается по формуле:

где В - габаритная ширина автомобиля, м; Н - габаритная высота, м.

Для остальных машин F = В Н.

тр - к.п.д. трансмиссии. При проектировании схемы трансмиссии следует изучить схемы трансмиссий прототипов и разработать кинематическую схему трансмиссии. Схему следует привести в пояснительной записке. С учетом этой схемы рассчитывается к.п.д. трансмиссии для прямой передачи по формуле:

хода (0,96), цилиндрической пары шестерен (0,985...0,99), конической пары ше-

стерен (0,975...0,98), карданных шарниров (0,985...0,99);

1, 2 и i - коэффициенты перераспределения массы на соответственно переднюю и заднюю ведущие оси (в случае автомобиля дорожной проходимости

4х2 1=0 и 2=1);

аi, вi, сi - соответственно число пар цилиндрических и конических шестерен и число карданных шарниров, находящихся в зацеплении при передаче Мкр к осям.

Для автомобилей с полной массой менее 8 тонн рекомендуется выбирать одинарную главную передачу (значение ηтр находится в пределах 0,88...0,92), более 8 тонн - двойную или разнесенную главную передачу (ηтр в пределах 0,82...0,85). Для автомобилей повышенной проходимости ηтр = 0,78...0,82.

1.4 Расчет внешней скоростной (регуляторной) характеристики двигателя.

Предварительно, исходя из задания и рассчитанной номинальной мощности, необходимо подобрать наиболее подходящий прототип двигателя и привести его краткую характеристику. Модель прототипа двигателя не обяза-

тельно должна совпадать с маркой прототипа автомобиля. Затем определяются параметры ниже перечисленных характерных точек режимов работы двигателя.

1.4.1 Номинальный режим:

Номинальная мощность двигателя определяется по формуле (3) Угловая скорость коленчатого вала (с -1) по формуле:

5

где nн = n + А (n – частота вращения коленчатого вала по заданию, А = 0 для дизелей, А = 2000 для бензиновых ДВС).

Крутящий момент двигателя при номинальной мощности (кН м):

н

Часовой расход топлива:

Gт = gен Nн 10-3. (8)

где gен – номинальный удельный расход топлива принятый по прототипу двигателя.

1.4.2 Режим холостого хода (регуляторная ветвь):

Расчет на данном режиме проводится только для дизельного двигателя.

Часовой расход топлива на холостом режиме работе зависит от механическо-

Эффективная мощность Nе хх и крутящий момент Мк хх на данном режиме равны нулю, удельный эффективный расход топлива gхх - ∞.

1.4.3 Корректорная ветвь:

Расчет эффективной мощности производится по формуле С.Р. Лейдермана:

где е и н - соответственно текущее значение угловой скорости вращения коленчатого вала (задаются 5...6 значениями е в пределах от мин до н) и значение при номинальной мощности двигателя, с-1; С1 и С2 - коэффициенты, зависящие от типа двигателя и способа смесеобразова-

ния (С1 =С2 =1,0 - для бензиновых двигателей, С1 = 0,87 и С2 =1,13 - для дизелей с неразделенными камерами сгорания, С1 = 0,6 и С2 = 1,4 - для дизелей с предкамерами, С1 = 0,7 и С2 = 1,3 - для дизелей с вихревыми камерами сгорания).

При расчетах минимальная угловая скорость принимается:

-для бензиновых двигателей - мин = 80...125 с-1;

-для дизелей - мин = 60...90 с-1.

Крутящий момент двигателя:

e

6

Удельный расход топлива в г/(кВт ч): для бензиновых двигателей:

Результаты расчетов заносятся в таблицу 1.1, в соответствии с которой строится скоростная (регуляторная) характеристика двигателя (приводится на ватмане формата А1).

Таблица 1.1 Скоростная (регуляторная) характеристика двигателя

1.5 Выбор шин и определение радиуса качения ведущего колеса.

Шины выбираются исходя из нагрузки на колеса и принятого давления в шинах. Нагрузку на ведущие и ведомые колеса Gк (кН) автомобиля рекомендуется выбрать одинаковой, с целью максимального использования несущей способности шин:

ния с места, которую затем следует проверить на соответствие рекомендациям (таблица 1.2):

где mр - коэффициент перераспределения массы автомобиля на заднюю ось при разгоне (mр = 1,2...1,3 );

mк - число колес на одной ведущей оси.

Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить количество осей автомобиля и пересчитать Gк.

По величине Gк подобрать шины необходимой несущей способности, руководствуясь ГОСТ 5513-75 “Шины пневматические грузовых автомобилей” (см.

где d и b - соответственно диаметр обода и ширина профиля шины, мм;

7

1.7 Определение динамического фактора.

Динамический фактор определяется по формулам:

где Pк- касательная сила тяги, передаваемая от двигателя на ведущие колеса;

Рw = k F Vi2 10 3 - сила сопротивления воздуха, кН; Vi = e rк / iтр i - скорость движения на i-ой передаче, м/с;

вр - коэффициент учета вращающихся масс; j - ускорение автомобиля, м/с2.

Рк определяется по формуле:

D следует определить для коэффициента сцепления , равного 0,2; 0,4; 0,6 для 4-5 значений скорости в диапазоне от 0 до Vмах с одинаковым интервалом. Полученные значения нанести на динамическую характеристику в виде штриховых линий D = f(V). Зона возможного движения при заданном располагается под соответствующей кривой (пример на рисунке 1.2 показан для = 0,2).

Расчет динамической характеристики на первой передаче произвести по вышеприведенной методике, а на последующих передачах – с помощью программы "AVTO". Результаты расчетов динамической характеристики следует занести в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 Динамическая характеристика автомобиля.

9

1.8 Ввод данных в программу "AVTO ".

Расчеты динамического фактора на второй и последующих передачах производить на компьютере, для чего следует подготовить к вводу в программу параметры и принятые коэффициенты проектируемого автомобиля по таблице 1.4.

Таблица 1.4 Вводимые в программу параметры.

Динамический паспорт автомобиля представляет собой зависимость динамического фактора от скорости (динамическую характеристику), дополненную кривыми динамического фактора по сцеплению и номограммами недогрузки и перегрузки (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 Динамический паспорт автомобиля.

10