Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией

Министерство образования и  науки РФ

Федеральное государственное бюджетное  учреждение высшего профессионального  образования «Югорский государственный  университет»

Политехнический институт

 

 

Кафедра Автомобильный транспорт

 

 

Курсовой проект

 

по дисциплине

“Конструкция, расчёт и потребительские свойства изделий”

 

на тему:

«Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией»

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                        Выполнил студент гр.5390:

                                                                                                                

                                                                                             Принял:            .

 

 

 

 

 

 

 

Ханты-Мансийск

2012г.

Содержание

 

 

Введение........................................................................................................................................ 3                                                                                                                         

1. Исходные данные. ....................................................................................................................4

2. Тяговый расчёт автомобиля  с механической трансмиссией.................................................5                         

     2.1. Определение полной  массы автомобиля и её распределения  по осям.........................5                               

     2.2. Расчёт  продольных координат центра  масс автомобиля...............................................5

     2.3. Выбор шин  для проектируемого автомобиля.................................................................6

     2.4. Определение  характеристик двигателя...........................................................................7

     2.5. Определение  рабочего объёма двигателя.......................................................................9

     2.6. Определение  конструктивных параметров автомобиля..............................................10

     2.7. Расчёт тягового баланса автомобиля.............................................................................13

     2.8. Динамический паспорт автомобиля...............................................................................15

     2.9. Характеристика ускорений.............................................................................................17

     2.10. Определение пути и времени разгона автомобиля.....................................................20

Заключение. .................................................................................................................................24

Используемая  литература...........................................................................................................25

Приложение………………………………………………………………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

     Настоящая работа выполняется с целью определения тягово-динамических характеристик вновь проектируемого легкового автомобиля. В работе производится расчёт основных рабочих параметров двигателя , его внешней скоростной характеристики. Осуществлен выбор основных параметров трансмиссии и ходовой части автомобиля.

     В качестве автомобиля подобного проектируемому был принят автомобиль Fiat Albea. Автомобиль относится к классу легковых, кузов типа седан, обладающий высокими динамическими и скоростными качествами.

     Двигатель, с электронной системой впрыска топлива, 4-х цилиндровый, 8-ми клапанный, без турбонаддува мощностью 54 кВт (77 л. с.), объемом двигателя 1,4 литра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные

 

 

     Исходными данными для выполнения проектного тягового расчета являются:

1. Коэффициент воздушного сопротивления – ;
2. Максимальная скорость движения ;
3. Высота автомобиля ;
4. Ширина автомобиля ;
5. Вес автомобиля .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Тяговый расчёт автомобиля с механической трансмиссией

 

 

2.1. Определение полной массы автомобиля и её распределения по осям

 

 

     Величина полной массы автомобиля рассчитывается по формуле:

 

;

,

 

где - масса снаряжённого автомобиля, кг;

      - номинальная грузоподъёмность автомобиля, (принимается );

      - расчётная масса водителя, пассажира, (принимается );

      - расчётная масса багажа одного перевозимого человека, (принимается );

      - количество перевозимых в автомобиле человек(принимается  ).

     Расчёт величины массы автомобиля приходящейся на переднюю ( ) и заднюю ( ) оси автомобиля рассчитывается соответственно по формулам:

 

;

 

;

 

;

 

,

 

где - коэффициенты, учитывающие распределение массы соответственно между передней и задней осями автомобиля.

     Величины принял на основе анализа величин аналогичных параметров для существующих однотипных автомобилей.

     При этом учтены следующие соотношения:  , .

 

 

 

2.2. Расчёт продольных координат центра масс автомобиля

 

     Величина расстояний от оси передних колёс (А) и оси задних (Б) до центра масс автомобиля рассчитываются по формулам:

 

;

 

;

 

;

,

 

где L – колёсная база автомобиля (принимается на основе анализа конструкций   аналогичных автомобилей), мм.

     Величина высоты расположения центра масс относительно опорной поверхности определяется ориентировочно исходя из следующего соотношения:

 

;

 

.

 

 

2.3. Выбор шин для проектируемого автомобиля

 

 

     Размер шин для проектирования автомобиля выбирается исходя из осевой величины действующей на неё максимальной нагрузки, допускаемой максимальной скорости автомобиля, а также с учётом анализа конструкций аналогичных автомобилей.

     Величины осевых нагрузок, действующих соответственно на передние и задние шины рассчитываются по формулам:

 

;

 

;

 

;

 

 

,

 

где - ускорение свободного падения ;

      - соответственно количество передних и задних шин .

     Размер шин выбирается из ГОСТ при этом указываются следующие параметры шины:

• ширина профиля, 175/70 мм;
• вид - радиальная;
• диаметр диска 14;

 

 

2.4. Определение характеристик двигателя

 

 

     Величина мощности двигателя , необходимая для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью по горизонтальной дороге рассчитывается по формуле:

 

;

,

 

где  - сила тяжести автомобиля, ( ), Н;

;

      - коэффициент сопротивления качению автомобиля при его движении с максимальной скоростью ( );

      ;

      - коэффициент сопротивления для сухого асфальта при движении со скоростью 10-15 км/час ( );

      - площадь поперечного сечения автомобиля, м²;

      - коэффициент обтекаемости автомобиля (для легковых автомобилей ) ;

      - коэффициент полезного действия трансмиссии (для легковых автомобилей ).

     Величина площади поперечного сечения автомобиля может быть принята на основании анализа конструкций однотипных автомобилей или рассчитана ориентировочно по формуле:

 

;

 

,

 

где - соответственно габаритная ширина, и наибольшая габаритная высота автомобиля (принимаются из исходных данных), м.

     Величина максимальной мощности двигателя определяется с учётом затрат на привод систем обслуживающих двигатель:

 

;

 

.

 

     Величина максимальной мощности двигателя принимается на основе анализа конструкций   аналогичных автомобилей

     Величины внешней эффективной мощности двигателя в зависимости от оборотов двигателя рассчитываются по формуле: 

 

 

 

где - интервал оборотов двигателя ( ).

     Величина внешнего эффективного крутящего момента в зависимости от оборотов двигателя рассчитываются по формуле:

 

.

     Величины принимаются от 1000 об/мин до 5000 об/мин с интервалом 500 об/мин.

Результаты расчётов величин  и заносятся в таблицу (табл. 1).

 

 

 

Таблица 1- Внешняя характеристика двигателя

Частота вращения коленчатого вала двигателя    (n), об/мин	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
Внешняя эффективная  мощность двигателя (Nei), кВт	12,34	19,30	26,48	33,67	40,63	47,13	52,96	57,89	61,69	64,13	65
Внешний эффективный  крутящий момент          (Mei), кВт	117,83	122,86	126,45	128,60	129,32	128,60	126,45	122,86	117,83	111,36	103,46

 

     На основании полученных данных строятся графики зависимостей: , (Рис.1); , (Рис. 2) – приведены в приложении.

 

 

2.5. Определение рабочего объёма двигателя

 

 

Величина рабочего объёма двигателя  рассчитывается по формуле:

 

;

 

,

 

где - удельная литровая мощность двигателя, принимается .

     Величина хода поршня рассчитывается по формуле:

 

;

 

,

 

где - соотношение между ходом поршня и диаметром цилиндра , принимается ;

      - константа, равная 3.14;

      - число цилиндров .

     Величина диаметра цилиндра рассчитывается по формуле:

 

;

 

.

 

 

 

2.6. Определение конструктивных параметров автомобиля

 

 

     Передаточное число главной передачи рассчитывается по формуле

 

;

 

,

 

где - радиус качения колеса, м;

r_K Определяется по формуле: r_K = 0.0127d + 0.00085B’= 0.0127*14 + 0.00085*175 = 0.327 м.