Тяговый расчет автомобиля ГАЗ-3221

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ»  

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Курсовая работа

 

На тему: ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗ-3221»

 

Двигатель ЗМЗ-402

Вариант-17

 

По специальности

190601 «Автомобили и автомобильное  хозяйство» 

 

 

  

 

 

   

 

 

 

 

 

 

  

 

 

  

 

 

                                        Составитель: Красиков А.Н.

Проверил: Быков А.В. 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

Улан-Удэ

2014

Содержание:

 

	Введение	2
1.	Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя	3
2.	Тяговый баланс автомобиля	8
3.	Динамический фактор автомобиля	19
4.	Характеристика ускорений автомобиля	26
5.	Характеристика времени и пути разгона автомобиля	30
6.	Мощностной баланс автомобиля	38
7.	Топливно-экономическая характеристика автомобиля	41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Целью курсовой работы является закрепление знаний по основным разделам курса “Теория автомобиля”, а также привитие навыков самостоятельного исследования эксплуатационных свойств автотранспортных средств. В процессе выполнения курсовой работы студенты знакомятся с характеристиками и параметрами автомобилей, анализируют характер изменения эксплуатационных качеств в зависимости от дорожных, нагрузочных и конструктивных условий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант-17

Исходные данные для расчета

Двигатель ЗМЗ-402

  

Номинальная мощность	Nmax	79,5
номинальные обороты	nnom	4500
максимальный момент	Mmax	201
обороты при макс. Моменте	nm	2400
минимальный удельный расход топлива на номинальных оборотах	gemin	307
коэффициенты учитывающие тип двигателя	a	1
	b	1

 

1.Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляющая собой зависимость эффективной мощности - Ne , [кВт]; эффективного крутящего момента - Me, [Н×м]; удельного расхода топлива - ge ,  [г/кВт×ч]; часового расхода топлива - GT, [кг/ч],  от частоты вращения коленчатого вала ne, [об/мин], при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.

Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:

, [кВт]                     (1.1)

 

где: Ne max - максимальная эффективная мощность двигателя, [кВт];

ne -  текущая частота вращения, [об/мин];

nN  - частота вращения при максимальной мощности, [об/мин].

 

Коэффициенты а, b, с зависящие от типа и конструкции двигателя приведены в таблице 1.1

 

Таблица 1.1

Тип двигателя	Коэффициент
	а	b	с
Бензиновый	1	1	1
Дизельный	0,5	1,5	1

 

Таблица 1.2. - Обороты двигателя

Расчет минимальных оборотов	nemin	500
Расчет максимальных оборотов	nemax	5400

 

Чтобы воспользоваться формулой Лейдермана, необходимо определить значения наименьшей устойчивой - ne min , и максимальной - ne max, частот вращения коленчатого вала двигателя. Наименьшую, устойчивую частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной - ne min = 0,13× nN , а у дизеля - ne min = 0,2× nN , [об/мин].

Максимальную частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной - ne max = 1,2× nN , а для  дизеля - ne max = 1,05× nN , [об/мин].

С целью облегчения расчетов, полученные значения ne min и ne max следует округлить до ближайшей сотни об/мин.

Для получения зависимости Ne = f(ne), весь диапазон частот вращения коленчатого вала двигателя от ne min  до  ne max следует разбить примерно на 10 значений (обычно через 200, 300, 400 или 500 об/мин). Для каждого значения ne , с использованием уравнения Лейдермана, необходимо определить значения эффективной мощности двигателя Ne по формуле (1.1) и занести результаты расчетов в первую строку таблицы 1.3.

 

Следует помнить, что часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность Ne¢ - так называемая мощность нетто, используется для движения автомобиля.  Поскольку вышеназванные потери мощности обычно составляют 10 – 15%, для определения мощности нетто воспользуемся выражением:

Ne¢ = 0,9×Ne,   [кВт].                                          (1.2)

 

Еще одним неотъемлемым графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости  эффективного крутящего момента двигателя Мe = f(ne). Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:

,   [Н×м].                                 (1.3)

Аналогично с мощностью, часть эффективного крутящего момента двигателя - Me затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент нетто - Мe¢, используется для движения автомобиля. Для определения момента нетто воспользуемся выражением:

 

Мe¢ = 0,9 × Мe ,   [Н×м]                                    (1.4)

 

Еще одним графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости удельного расхода топлива двигателя ge = f(ne). Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида:

,   [г / кВт×ч]                       (1.5)

где: ge min – минимальный удельный расход топлива [г / кВт×ч].

Последним из графиков внешней скоростной характеристики двигателя является график часового расхода топлива. Для его построения используют полученные значения удельного часового расхода топлива и выражение вида:

 

,   [кг/ч]                                  (1.6)

Полученные результаты расчета заносим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3.

1	Обороты двигателя, об/мин	ne	500	880	1260	1640	2020
2	Эффективная мощность, кВт	Ne	9,7	18,0	26,7	35,7	44,5
3	Мощность Нетто, кВт	Ne'	8,7	16,2	24,1	32,1	40,1
4	Эффективный момент, Н*м	Me	185	195	203	208	210
5	Момент Нетто, Н*м	Me'	167	176	182	187	189
6	Удельный расход топлива, г/(кВт*ч)	ge	331	308	289	275	265
7	Часовой расход топлива, кг/ч	Gt	3,2	5,5	7,7	9,8	11,8

 

Продолжение таблицы 1.3.

1	2400	2780	3160	3540	3920	4300	4680	5060	5400
2	53,0	60,7	67,5	73,0	77,0	79,2	79,2	76,9	72,5
3	47,7	54,6	60,8	65,7	69,3	71,3	71,3	69,2	65,3
4	211	209	204	197	188	176	162	145	128
5	190	188	184	177	169	158	146	131	115
6	259	258	261	269	280	297	317	342	368
7	13,7	15,7	17,6	19,6	21,6	23,5	25,1	26,3	26,7

 

Далее, на основе результатов расчетов таблицы 1.3, строят графики внешней скоростной характеристики двигателя, аналогичные, представленным на рис. 1.1.

 

 

 

Рисунок 1.1. - График внешней скоростной характеристики

 

 

где: максимальная мощность нетто  -  Ne¢,   [кВт];

максимальный крутящий момент  нетто  - Me¢,  [Н×м];

минимальный удельный расход топлива  - ge min,  [г / кВт×ч];

частоты ne вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие:

- максимальной мощности двигателя     nN ,           [об/мин];

- максимальному крутящему моменту    nM ,           [об/мин];

- минимальному удельному расходу  топлива ng ,   [об/мин].

 

2. Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк,  [Н]  (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff, [Н] и воздуха Fw, [Н], от скорости движения автомобиля Va, [км/ ч].

Графики сил тяги на колесах автомобиля - Fк i = f (Va) строят для всех ступеней - i в основной коробке передач. Для автомобилей, имеющих раздаточную коробку, строят  также дополнительный график для случая одновременного включения первой передачи (i = 1) в основной коробке передач и низшей - в раздаточной. При наличии делителя, кривые Fк i строят для всех возможных передаточных чисел в КПП, раздаточной коробке и делителе.

 

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – Fк i производится по формуле:

,   [Н]                                    (2.1)

где: hТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;

UТР - передаточное число трансмиссии;

rк - радиус качения колеса,  [м].

 

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:

UТР = UКПП × UРК × UГП                                      (2.2)

 

где : UКПП - передаточное число коробки перемены передач;

UРК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;

UГП - передаточное число главной передачи.

 

Таблица 2.1. - Передаточные числа трансмиссии

1	Передаточное число коробки	Uкп	3,5	2,26	1,45	1	0,78
2	Передаточное число раздаточной коробки	Uрк	1	1	1	1	1
3	Передаточное число главной передачи	Uгп	4,25	4,25	4,25	4,25	4,25
4	Передаточное число трансмиссии	Uтр	14,875	9,605	6,163	4,250	3,315