Эксплуатационные характеристики автомобиля
КУРСОВАЯ РАБОТА
по ПМ.01. Подготовка и осуществление
технологического процесса изготовления деталей, сборка изделий автомобиле- и
тракторостроения, контроль за соблюдением технологической дисциплины на
производстве
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
.
Выбор и анализ исходных данных. Описание и технические характеристики
автомобиля
.
Расчётная часть
.1
Внешняя скоростная характеристика автомобиля
.2
Тяговая характеристика
.3
Расчёт силы сопротивления дороги
.4
Сила сопротивления воздуху
.5
Силовой баланс автомобиля
.6
Мощностной баланс
.7
Динамический паспорт автомобиля
.8
Расчёт времени, ускорения и пути разгона автомобиля
Заключение
Список
используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение курсовой работы по ПМ.01. Подготовка и осуществление
технологического процесса изготовления деталей, сборка изделий автомобиле- и
тракторостроения, контроль за соблюдением технологической дисциплины на
производстве, Разделу 1. Проектирование автотракторной техники, направлено на
приобретение практического опыта по систематизации полученных знаний и
практических умений, формированию профессиональных (ПК) и общих компетенций
(ОК).
Выполнение курсовой работы осуществляется под руководством преподавателя.
Результатом данной работы должна стать курсовая работа, выполненная и оформленная
в соответствии с установленными требованиями. Курсовая работа подлежит
обязательной защите.
Консультации по выполнению курсовой работы проводятся как в рамках
учебных часов в ходе изучения профессионального модуля, так и по
индивидуальному графику.
В данной курсовой работе необходимо произвести тяговой расчёт
автомобилей, выпускаемых ОАО «АВТОВАЗ».
Тяговый расчет автомобиля производится с целью определения его тяговых и
динамических качеств. Тяговый расчет подразделяется на:
тяговый расчет проектируемой машины;
поверочный тяговый расчет, производимый для существующей машины.
Поверочный тяговый расчет составляют следующие отдельные задачи:
. Определение максимальной скорости движения в заданных условиях.
. Определение сопротивления движению и углов подъема, которые может
преодолеть автомобиль на данной передаче и скорости.
Для решения задач тягового расчета необходимо построить тяговую
характеристику автомобиля.
Основными этапами тягового расчета являются: определение силы тяги
автомобиля по балансу мощностей и составление тяговой характеристики, с помощью
которой определяют возможности наиболее рационального его использования
автотранспортного средства.
1 Выбор и анализ исходных данных. Описание и
технические характеристики автомобиля
Для указанного в задании автомобиля выбираются нижеуказанные технические
характеристики, заявленные заводом изготовителем:
Тип кузова: Седан, четырехдверный;
Полная масса (m)= 1430,кг
Максимальная мощность (Nе)=54,
кВт/количество оборотов(n)=3650,об/мин
Передаточные числа КПП(первая-3,67; вторая-2,10; третья-1,36;
четверная-1,00; пятая-0,82); главной передачи=3,53, заднего хода=3,53
Размер шин: Радиальные, бескамерные или камерные 175/70R13 или 165/70R13
Радиус качения (rк)
=0,275, м (ГОСТ 4754-97)
Габаритные размеры: длина=4145, ширина=1620, высота=1446, база=2424
Коэффициент аэродинамического сопротивления(Сx)=0,546
В данном разделе необходимо дать анализ компоновочной схеме автомобиля.
Рисунок 1: Габаритные размеры автомобиля ВАЗ 2107
2. Расчётная часть
.1 Внешняя скоростная характеристика автомобиля
Скоростная характеристика, это графическая зависимость мощности и
крутящего момента от угловой скорости коленчатого вала. Внешняя скоростная
характеристика соответствует максимальной подаче топлива.
Угловая скорость, рад/с
ω=(2∙π∙n)/60 (1)
ω=(2*3,14*3650)/60=382
Мощность
Для построения внешней скоростной характеристики используется
эмпирическая формула мощности
е= Nе max[(ωе/ ωN)+(ωе/ ωN)2-(ωе/ ωN)3] (2)
е=54*[(76/382)+(76/382)2-(76/382)3]=12,4
Крутящий момент
Мe= (Nе / ωе)103
Мe=(76/153)103=176 (3)
Используя отношение ωe/ωN, определяем значения ωe. Например: при ωe/ωN =0,2 - ωe = 0,2ωN, а при ωe/ωN =0,4 - ωe =0,4ωN и т.д.
Результаты расчётов оформляются в таблице 1
Таблица 1- Результаты расчёта внешней скоростной характеристики
|
Показатели
|
Угловая скорость
коленчатого вала, рад/с
|
|
76
|
153
|
229
|
305
|
382
|
458
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
М2ощность, кВт
|
12,4
|
27
|
40
|
50
|
54
|
49
|
|
Крутящий момент, Н м
|
158
|
176
|
174
|
164
|
141
|
106
|
коэффициент
соотношения угловой скорости при максимальном крутящем моменте к угловой
скорости при максимальном мощности
ωм/ ωN=153/382=0,4 (4)
отношение должно быть в пределах 0.4-0.7
Коэффициент
приспособляемости
Км=Меmax/Me N ; (5)
Км= 176/141=1,249=1,25
коэффициент должен быть в пределах 1.25-1.35
2.2 Тяговая характеристика
Тяговая характеристика- это зависимость силы тяги от скорости автомобиля.
Скорость автомобиля рассчитывается для каждой передачи и для каждого
значения угловой скорости, м/с.
=( ωе∙rк/iк∙iо)
=(76*0,275/3,67*3,9)=1,46 (6)
Сила тяги рассчитывается для каждой передачи и для каждого значения
угловой скорости, Н.
Рт= (Ме∙iк∙iо∙ηтр)/ rк
Рт = (158*3,67*3,9*0,9)/0,275=7401 (7)
Результаты расчётов оформляем в таблице 2
автомобиль дорога сопротивление разгон
Таблица 2 Значения показателей тяговой характеристики
|
Параметры
|
Угловая скорость
коленчатого вала, рад/с
|
|
76
|
153
|
229
|
305
|
382
|
458
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Скорость на 1 передаче, м/с
|
1,46
|
2,93
|
4,55
|
5,85
|
7,33
|
8,80
|
|
Скорость на 2 передаче, м/с
|
2,55
|
5,13
|
7,96
|
10,23
|
12,8
|
15,3
|
|
Скорость на 3передаче, м/с
|
3,94
|
7,91
|
12,2
|
15,79
|
19,8
|
23,7
|
|
Скорость на4 передаче, м/с
|
5,35
|
10,7
|
16,7
|
21,48
|
26,9
|
32,3
|
|
Скорость на 5 передаче, м/с
|
6,53
|
13,1
|
20,3
|
26,20
|
32,8
|
39,4
|
|
Сила тяги на 1 передаче, Н
|
7401
|
8244
|
8150,6
|
7682,1
|
6604,7
|
4965,3
|
|
Сила тяги на 2 передаче, Н
|
4234,9
|
4717,4
|
4663,8
|
4395,7
|
3779,3
|
2841,1
|
|
Сила тяги на 3передаче, Н
|
2742,6
|
3055,1
|
3020,3
|
2846,8
|
2447,5
|
1840
|
|
Сила тяги на 4 передаче, Н
|
2016,6
|
2246,4
|
2220,8
|
2093,2
|
1799,6
|
1352,9
|
|
Сила тяги на 5 передаче, Н
|
1653,6
|
1842
|
1821,1
|
1716,4
|
1475,7
|
1109,4
|
2.3 Расчёт силы сопротивления дороги
Вес автомобиля
Вес автомобиля (Gа),
На=(m0+mn∙R +mб∙R)g
а =(1060+75*5+10*5)=14850 H;
(8),
где mп - масса пассажира (mп=75 кг);
R-
число мест, для пассажиров и водителя (5человека);- ускорение свободного
падения, м/с ;о - масса снаряженного автомобиля, кг;- масса багажа (10 кг)
Сила сопротивления качению
Рк1=f∙ Gа
Рк1= 0,03*14850=445,5 Н ; Рк2=891 Н; (9)
=fо(1+v2/1500)
=0,03(1+77,44/1500) =0,06 (10)
fо-
коэффициент сопротивления качению при малых скоростях, до 14 м/с
Расчёты производятся для максимальной скорости и при 10 м/с
Сила сопротивления подъёму
Рп=i∙ Gа
Рп =0,17*14850=2524,5 Н; (11)
i
-угол наклона дороги ( расчёты произвести при α =10о )
=tg α=tg 10= 0,17; (12)
Сила сопротивления дороги
Рд1=ψ∙ Gа
Рд1 =0,2*14850=2,970 Н; Рд2=3415,5Н; (13)
ψ - коэффициент сопротивления дороги
ψ1= f+ i
ψ1=0,03+0,17=0,2; ψ2=0,23; (14)
Мощность, необходимая для преодоления сопротивления дороги
д1=( Рд∙v)/1000
д1=(2,970*8,8)/1000=26,14 кВт ; Nд2=134,5 кВт; (15)
.4 Сила сопротивления воздуху
Лобовая площадь
лобовая площадь для легковых автомобилей, м2
в=α∙Ва∙На
в =0,78*1,650*1,402=1,80 (16)
Ва- наибольшая ширина, м
На- наибольшая высота, м
α - коэффициент полноты лобовой площади
(для легк. авто. α = 0,78)
Сила сопротивления воздуха
Расчёты производятся для максимальной скорости и при 10 м/с
Рв1= Кв∙Fв ∙ v2
Рв1=0,546*1,80*77,44 =76,1; Рв2=1521,3; (17)
Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха
в1=( Рв∙ v)/1000
в1 =(76,1*8,80)/1000=0,66; Nв2=60;
(18)
2.5 Силовой баланс автомобиля
Уравнение силового баланса
Рт=Рд+Рв+Ри (19)
Рд+Рв+Ри=2,970+76,1+4443,86=4522,93
1)4965,3 ≥
4522,93 2)1109,4 ≤ 5064
2.6 Мощностной баланс
Уравнение мощностного баланса
т=Nе-Nтр=Nд+Nв+Nид+Nв+Nи =42,73 (20)
)49,6 ≥ 42,73 2)43,71≤199,5
2.7 Динамический паспорт автомобиля
D=Pт/G
D
1=4965,3/14850=0,49
Результаты расчётов оформляем в таблицу 3
Таблица3 Результаты расчётов динамического фактора
|
Параметры
|
Угловая скорость
коленчатого вала, рад/с
|
|
76
|
153
|
229
|
305
|
382
|
458
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Динамический фактор на 1
передаче, м/с
|
0,49
|
0,55
|
0,54
|
0,51
|
0,44
|
0,33
|
|
Динамический фактор на 2
передаче, м/с
|
0,28
|
0,31
|
0,31
|
0,29
|
0,25
|
0,19
|
|
Динамический фактор на
3передаче, м/с
|
0,18
|
0,2
|
0,2
|
0,19
|
0,16
|
0,12
|
|
Динамический фактор на4
передаче, м/с
|
0,13
|
0,15
|
0,14
|
0,14
|
0,12
|
0,09
|
|
Динамический фактор на 5
передаче, м/с
|
0,11
|
0,12
|
0,2
|
0,11
|
0,09
|
0,07
|
2.8 Расчёт времени, ускорения и пути разгона автомобиля
Ускорение
=(D- f)g/σ δ вр
=(0,49-0,03)*10/1,05=4,38 (22)
δ вр- коэффициент учёта вращающихся
масс
δ вр=1+δ1+δ2 i2к
δ вр =1+0,04+0,04*13,46=1,05 (23)
Результаты расчётов оформляем в таблицу 4
Таблица 4 Ускорение автомобиля
|
1 передача
|
|
V, м/с
|
D
|
f
|
J, м/с2
|
|
1,46
|
0,49
|
0,03
|
4,38
|
|
2,93
|
0,55
|
0,03
|
4,95
|
|
4,55
|
0,54
|
0,03
|
4,85
|
|
5,85
|
0,51
|
0,03
|
4,57
|
|
7,33
|
0,44
|
0,03
|
3,9
|
|
8,80
|
0,33
|
0,03
|
2,85
|
|
2 передача
|
|
2,55
|
0,28
|
0,03
|
2,05
|
|
5,12
|
0,31
|
0,03
|
2,29
|
|
7,96
|
0,31
|
0,03
|
2,29
|
|
10,23
|
0,29
|
0,03
|
2,13
|
|
12,8
|
0,25
|
0,03
|
1,8
|
|
15,3
|
0,19
|
0,03
|
1,31
|
|
3 передача
|
|
3,94
|
0,18
|
0,03
|
|
7,91
|
0,2
|
0,03
|
1,56
|
|
12,2
|
0,2
|
0,03
|
1,56
|
|
15,79
|
0,19
|
0,03
|
1,46
|
|
19,8
|
0,16
|
0,037
|
1,12
|
|
23,7
|
0,12
|
0,04
|
0,73
|
|
4 передача
|
|
5,32
|
0,13
|
0,03
|
0,92
|
|
10,7
|
0,15
|
0,03
|
1,11
|
|
16,7
|
0,14
|
0,035
|
0,97
|
|
21,48
|
0,14
|
0,0343
|
0,978
|
|
26,9
|
0,12
|
0,044
|
0,70
|
|
32,3
|
0,09
|
0,0306
|
0,55
|
|
5 передача
|
|
6,53
|
0,11
|
0,03
|
0,74
|
|
13,1
|
0,12
|
0,03
|
0,84
|
|
20,3
|
0,12
|
0,038
|
0,76
|
|
26,2
|
0,11
|
0,043
|
0,62
|
|
32,8
|
0,09
|
0,051
|
0,36
|
|
39,4
|
0,07
|
0,061
|
0,08
|
Таблица 5 Время и путь разгона автомобиля
|
V, м/с
|
J, м/с2
|
Jср, м/с2
|
Δ V,
м/с
|
Δt,
с
|
t, с
|
Vср, м/с
|
Δs,
м
|
s, м
|
|
1,46
|
3,38
|
4,665
|
1,47
|
0,31
|
0,31
|
2,19
|
0,67
|
1,9
|
|
2,93
|
4,95
|
4,9
|
1,62
|
0,33
|
0,64
|
3,74
|
1,23
|
3,1
|
|
4,55
|
4,85
|
4,71
|
1,3
|
0,27
|
0.91
|
5,2
|
1,4
|
4,53
|
|
5,85
|
4,57
|
4,23
|
1,68
|
0,39
|
1,3
|
6,69
|
2,6
|
7,13
|
|
7,52
|
3,9
|
3,3
|
1,27
|
0,38
|
1,68
|
8,16
|
3,1
|
10,23
|
|
8,8
|
2,85
|
2,71
|
-0,42
|
1,5
|
-
|
8,59
|
-
|
-
|
|
8,38
|
2,57
|
2,35
|
1,85
|
0,78
|
2,46
|
9,3
|
7,2
|
17,43
|
|
10,23
|
2,13
|
1,96
|
2,57
|
1,31
|
3,77
|
11,5
|
15
|
32,43
|
|
12,8
|
1,80
|
1,55
|
2,5
|
1,61
|
5,38
|
14,05
|
22,6
|
55,03
|
|
15,3
|
1,31
|
1,4
|
-0,42
|
1,5
|
-
|
15,09
|
-
|
-
|
|
14,88
|
1,48
|
1,37
|
0,91
|
0,66
|
6,04
|
15,33
|
10,11
|
65,14
|
|
15,79
|
1,46
|
1,29
|
4,02
|
3,11
|
9,15
|
17,8
|
55,3
|
120,4
|
|
19,8
|
1,12
|
0,9
|
2,9
|
3,2
|
12,35
|
21,2
|
67,84
|
188,3
|
|
22,7
|
0,85
|
0,8
|
-0,49
|
1,5
|
-
|
22,4
|
-
|
-
|
|
22,21
|
0,76
|
0,73
|
4,69
|
6,4
|
17,07
|
24,5
|
156,8
|
345
|
|
26,9
|
0,7
|
0,62
|
5,7
|
9,19
|
26,23
|
29,7
|
273
|
618
|
|
32,6
|
0,55
|
0,49
|
-0,43
|
1,5
|
-
|
32,3
|
-
|
-
|
|
32,17
|
0,43
|
0,39
|
0,63
|
1,61
|
27,84
|
32,5
|
52,3
|
670
|
|
32,8
|
0,36
|
0,22
|
6,6
|
30
|
63,84
|
36,1
|
1083
|
1753,4
|
|
39,4
|
0,08
|
|
|
|
|
|
|
|
Заключение
В заключении необходимо отразить достигнута ли цель
исследования, соответствуют ли расчёты реальным данным завода изготовителя
автомобиля, сможет ли автомобиль осуществлять движение при заданных дорожных
условиях.
Список используемой литературы
1. Вахлаков
В.К. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобиля.- М.:Транспорт,
2009.
2. Туревский
И.С. Теория автомобиля-М.:Высш.шк,2012
. Е.Е.
Кузнецов Техническая эксплуатация автомобилей, М: Транспорт 2005 .
. Колчин
А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей.- М.: Высшая школа, 2010.
. Пузанков
А.Г. Автомобили. Конструкция, теория и расчет. Учебник для СПО. 2010 г. 544
стр.
Интернет-ресурсы:
. http://www.lada.ru
. http://лада-ваз.рф