Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭПСА курсовик метод указания.docx
Скачиваний:
8
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
371.43 Кб
Скачать

Кафедра «Автомобили и тракторы»

Методическое указание

по выполнению курсовой работы на тему:

«Динамический и экономический расчет автомобиля»

1. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля.

Мощноть NE двигателя, необходимую для движения нагруженного автомобиля с установившейся максимальной скоростью VA.MAX в заданных дорожных условиях, определяют по формуле:

,кВт (1)

где: VA.MAX – максимальная скорость движения автомобиля (по заданию), км/ч;

G – сила тяжести автомобиля с грузом, Н;

Ψ – приведенный коэффициент дорожного сопротивления;

к – коэффициент сопротивления воздуха, кг/м3;

F – площадь лобового сопротивления автомобиля, м2;

ηТР – механический КПД трансмиссии для режима максимальной скорости.

Для расчета площади лобового сопротивления необходимо воспользоваться геометрическими параметрами автомобилей, представленных на рис.1.

Рисунок 1. Расчетные геометрические параметры автомобилей.

Площадь лобового сопротивления для грузовых автомобилей будет определяться как:

, м2 (2)

где: В – колея передних колес, м;

–габаритная высота автомобиля, м.

Для легковых автомобилей расчетная формула имеет вид:

, м2 (3)

где: Ва – наибольший габаритный размер по ширине автомобиля, м.

Значения коэффициента сопротивления воздуха к эмпирические и принимаются из характеристики прототипа автомобиля. В случае отсутствия этого коэффициента (устаревшая модель, некоторые грузовые автомобили) его значение находится в следующих пределах.

Таблица№1. Значения коэффициента сопротивления воздуха.

Автомобили

k,Нс24

F2

Легковые:

с закрытым кузовом

с открытым кузовом

с необтекаемой формой кузова

Грузовые

Автобусы с кузовом вагонного типа

Гоночные

0,20-0,35

0,40-0,50

0,35-0,60

0,60-0,70

0,24-0,40

0,13-0,15

1,6-2,8

1,5-2,0

2,6-4,5

3,5-7,4

4,5-6,5

1,2-1,8

Сила тяжести автомобиля определяется как:

,Н (4)

где: т0 – собственная (снаряженная) масса автомобиля (принимается по прототипу), кг;

тГ – масса перевозимого груза (по заданию), кг;

g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.

При проектировании для обеспечения необходимого динамического фактора в области средних эксплуатационных скоростей движения определяют максимальную мощность двигателя автомобиля по следующей формуле:

(5)

Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной мощности, определяется коэффициентом оборотности двигателя ηп , равным отношению частоты вращения коленчатого вала двигателя к соответствующей скорости движения автомобиля.

, отсюда (6)

Коэффициент оборотности принимают равным в пределах 35...50 в соответствии с прототипом автомобиля и расчетной максимальной мощностью двигателя.

2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя с искровым зажиганием.

С некоторой долей погрешности такие параметры внешней скоростной характеристики двигателей с искровым зажиганием, как мощность NЕ и удельный расход топлива ge двигателя, могут быть определены и построены на основании их процентных распределений, представленных в таблицах №2 и №3.

Для получения графической зависимости скоростной характеристики необходимо расчетное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя разбить на равные интервалы и в граничных точках определить эффективные показатели двигателя.

Таблица №2. Процентное распределение значений мощности двигателя.

n, %

20

40

60

80

100

120

n, мин-1

nMAX

NЕ, %

20

50

73

92

100

92

NЕ, кВт

NЕ.MAX

Таким образом, получив в результате расчета NE.MAX и пМАХ и приняв их за 100%, можно рассчитать и графически построить кривую протекания мощности для двигателя проектируемого автомобиля.

На график также наносится кривая крутящего момента двигателя, каждая точка которой определяется следующей зависимостью:

, Н м (7)

где: ω – угловая скорость коленчатого вала, с-1.

Угловая скорость коленчатого вала двигателя определяется следующей зависимостью:

, с-1 (8)

Кривая удельного расхода топлива двигателя ge строится согласно процентному распределению, указанному ниже в таблице№3.

Таблица №3. Процентное распределение удельного расхода двигателя.

n, %

20

40

60

80

100

120

n, мин-1

ge, %

110

100

95

95

100

115

ge, г/кВт·ч

За 100% удельного расхода топлива принимают для карбюраторного двигателя 300...330 г/кВт·ч.

Часовой расход топлива для каждого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя подсчитывается по формуле:

, кг/ч (9)

Для удобства построения графика внешней скоростной характеристики проектируемого автомобиля полученные данные приводят по форме таблицы№4.

Таблица №4. Расчетные данные внешней скоростной характеристики.

n, об/мин

n, %

Nе, кВт

Ме, Нм

GТ, кг/ч

Gе, г/кВт·ч

Примерная внешняя скоростная характеристика двигателя с искровым зажиганием представлена на рисунке 2.

МКР

NE

GТ

ge

МКР,NE,

GТ,

ge

n

Рисунок 2. Скоростная характеристика двигателя с искровым зажиганием.