Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

Федеральное агентство  по образованию РФ

Тюменский Государственный  Нефтегазовый Университет

Салехардский филиал ТюмГНГУ

Кафедра “Автомобили  и автомобильное хозяйство”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине “Теория автомобиля”

на тему:

Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

 

 

 

 

 

 

                    Выполнил:          студент 

                                                                                        

                                                                                                                                                 

                                                   Проверил:                      Попцов В.В.

 

 

 

 

Салехард 2008 г.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Данные для курсовой работы      …3

2. Тягово-скоростные свойства автомобиля   …4

2.1. Расчет сил тяги и сопротивления  движению    …4

2.2. Построение динамической характеристики    …10

2.3. Характеристика ускорений       …10

2.4. Графики разгона с переключением  передач    …12

2.4.1. График разгона автомобиля  по времени    …12

2.4.2. График разгона автомобиля  по пути    …14

2.5. Показатели тягово-скоростных  свойств автомобиля   …16

3. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ   …18

    3.1. Расход топлива по  времени разгона автомобиля   …18

    3.2. Расход топлива по  пути разгона автомобиля    …19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ    …20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ДАННЫЕ ДЛЯ  КУРСОВОЙ РАБОТЫ

 

 

Исходные данные:    Марка автомобиля – Москвич – 412

 

                                    Процент открытия дроссельной  заслонки – 100%

                                    Коэффициент сопротивления дороги ψ – 0,02

 

                                                                                                Таблица 1.1

Технические характеристики автомобиля Москвич – 412

Полная масса, кг	1045
Максимальная скорость, км/ч	140
Диаметр цилиндра/ход  поршня, мм	82/70
Рабочий объем, л	1,48
Степень сжатия	8,8
Максимальная мощность при 5800 об/мин, л.с.(кВт)	75 (55,16)
Максимальный крутящий момент при 3000 об/мин, кгс·м (Нм)	12,4 (108)
Коробка передач	4-ступенчатая с синхронизаторами  на всех передачах переднего  хода
Главная передача	Одинарная гипоидная
Передаточные числа	3,49; 2,04; 1,33; 1,0;
Главное передаточное число	3,91
Свободный радиус колеса	0,285

 

 

 

 

 

 

 

2. Тягово-скоростные свойства автомобиля

 

 

Тяговая характеристика автомобиля – это совокупность кривых, характеризующих зависимость индикаторной силы тяги автомобиля, а так же сил  сопротивления от скорости его движения на различных передачах.

 

 

2.1. Расчет сил  тяги и сопротивления движению

 

 

Принимая ряд значений частоты вращения коленчатого вала рассчитывают соответствующий ряд  относительных частот (n_e/n_N). Определяем соответствующий ряд значений относительных величин крутящего момента (θ=М_е/М_N), после чего вычисляют искомые по формуле: М_е=М_N∙θ. Значения М_е сводятся в табл. 2.1.

 

       Таблица 2.1

Зависимость крутящего  момента от частоты вращения коленчатого  вала

 

Расчетные формулы	Частота вращения коленчатого  вала, об/мин
	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
ne/nN	0,125	0,25	0,375	0,50	0,625	0,75	0,875	1
θ=Ме/МN	0,990	1,05	1,070	1,07	1,050	0,95	0,880	0,70
Ме=МN∙θ	120,38	127,68	130,11	130,11	127,68	115,52	107	85,12

 

 

Передаточное отношение  трансмиссии автомобиля:

 

i_тр = i_к∙i_д∙i_о,                                                  (2.1)

 

где i_к - передаточное отношение основной коробки передач;

i_д - передаточное отношение делителя;

i_o - передаточное отношение главной передачи.

 

 

i_I = 3,24∙4,1 = 13,284;

i_II = 1,98∙4,1 = 8,118;

i_III = 1,29∙4,1 = 5,289;

i_IV = 1∙4,1 = 4,1.

 

Первая передача:

 

Значение эффективной  силы тяги (Ре, Н) рассчитываем по формуле:

 

                                                                                    (2.2)

 

 

где М_е – эффективный крутящий момент двигателя, Нм;

r – радиус колеса, мм;

i_тр – передаточное число трансмиссии.

 

;              

.   

                         

Значения скорости движения (V_a, м/с), соответствующие указанному ряду частот, рассчитывают по формуле:

 

(2.3)

 

 

 

                                               

                    

 

Значения силы  сопротивления  двигателя (Р_д, Н), приведённой к ведущем колесам автомобиля, определяется по формуле: 

 

  (2.4)

 

 

 

где  V_h – рабочий объем цилиндров двигателя (литраж), л;

τ_∂ - число ходов поршня за один цикл (тактность ДВС);

Р_ДО -  среднее давление механических потерь при вращении вала с        предельно низкой частотой, Мпа;

k_Д – коэффициент, учитывающий увеличение давления механических потерь при повышении скорости движения поршней в цилиндрах, Мпа с/м.   

 

 

Значение индикаторной силы (P_i, Н):

 

P_i = P_д + Р_е,                                               (2.5)

 

  + =

+ =

Силу сопротивления вспомогательного оборудования автомобиля (Р_о), приведённую к ведущим колесам, определяют по формуле:

(2.6)

 

 

где Р_ОО -  среднее давление газов, обеспечивающее привод вспомогательного оборудования автомобиля при предельно низкой частоте вращения коленчатого вала, Мпа

k_о – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления вспомогательного оборудования при возрастании частоты вращения коленчатого вала, Мпа с²

 

 

Сила лобового аэродинамического  сопротивления (P_w, Н) определяется по формуле:

 

P_w=kFV_a²,                                                  (2.7)

 

где  k – коэффициент обтекаемости, Нс²/м⁴;

F – площадь лобовой проекции автомобиля, м².

 

P_w= 0,29∙1,7∙1,516²= 1,133                 

P_w= 0,29∙1,7∙3,032²= 4,531                 

 

Сила сопротивления  дороги (Р_ψ, Н) рассчитывается по формуле:

 

 

 (2.8)

 

 

где G – полный вес автомобиля при заданной нагрузке, Н.

 

f_v=f_o+f₁V_a²,                                                 (2.9)

 

где f_v – коэффициент сопротивления качению.

 

f_v=0,015+ 0,00001∙1,516²= 0,015023

f_v=0,015+ 0,00001∙3,032²= 0,015092

 

P_ψ = 14175,45ּ 0,015023 = 212,957

P_ψ = 14175,45ּ 0,015092 = 213,934

 

 

Сила сопротивления  трансмиссии (Р_тр, Н):

 

  (2.10)

 

 

где n_тр – количество агрегатов в трансмиссии;

Р_хо – сила сопротивления проворачиванию валов агрегата трансмиссии на холостом ходу с предельно малой скоростью, Н

G_м – номинальная нагрузка на ведущий мост автомобиля, Н

а_v  - коэффициент скоростных потерь, Н с/м

μ_тр – коэффициент силовых потерь

К_н – коэффициент, учитывающий тип автомобиля

 

Р_тр = (2 – 0,5)ּ(30 + 8,6 ּ1,516)ּ7681,23ּ7ּ10^-6 + 0,036(212,957 + 1,133) = 11,178

Р_тр = (2 – 0,5)ּ(30 + 8,6 ּ3,032)ּ7684,23ּ7ּ10^-6 + 0,036(213,934 + 4,531) = 12,387

Результаты расчетов P_i, Р_е, Р_д, Р_о, Р_тр, Р_ψ, Р_w и V_a применительно к различным ступеням коробки передач сводим в таблицы 2.2-2.5.

 

                                                                                                                              Таблица 2.2

Результаты расчётов для 1-ой передачи

Номер передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого  вала, об/мин
	Обозна чение	Разме рность	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
1	Va	м/с	1,516	3,032	4,547	6,063	7,579	9,095	10,610	12,126
	Pд	Н	419,385	576,587	733,788	890,989	1048,190	1205,391	1362,593	1519,794
	Pо	Н	76,845	132,592	225,504	355,580	522,821	727,226	968,796	1247,531
	PΨ	Н	212,957	213,934	215,563	217,843	220,774	224,356	228,590	233,475
	Pw	Н	1,133	4,531	10,194	18,123	28,317	40,776	55,501	72,491
	Pтр	Н	11,178	12,387	13,701	15,120	16,644	18,272	20,006	21,845
	Pе	Н	5610,975	5951,232	6064,496	6064,496	5951,232	5384,448	4987,326	3967,488
	Pi	Н	6030,361	6527,819	6798,283	6955,485	6999,422	6589,839	6349,919	5487,282

                                                                           

 

              Таблица 2.3

Результаты расчётов для 2-ой передачи

Номер передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого  вала, об/мин
	Обозна чение	Разме рность	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
2	Va	м/с	2,480	4,961	7,441	9,921	12,402	14,882	17,362	19,843
	Pд	Н	256,291	352,358	448,426	544,493	640,561	736,628	832,695	928,763
	Pо	Н	46,961	81,029	137,808	217,299	319,502	444,416	592,042	762,380
	PΨ	Н	213,504	216,120	220,480	226,585	234,434	244,026	255,363	268,444
	Pw	Н	3,033	12,132	27,296	48,527	75,823	109,186	148,614	194,108
	Pтр	Н	8,217	8,814	9,693	10,852	12,293	14,015	16,017	18,301
	Pе	Н	3428,929	3636,864	3076,081	3076,081	3636,864	3290,496	3047,811	2424,576
	Pi	Н	3685,220	3989,222	4154,507	4250,574	4277,425	4027,124	3880,506	3353,339