МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА “Тракторы и автомобили”

КУРСОВАЯ РАБОТА

Основы теории и расчета трактора и автомобиля

Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля

Исполнитель: Исакович Д.Е.

Руководитель: Поздняков Н.А.

МИНСК 2008

Реферат

Курсовая работа содержит 19 листов пояснительной записки и 2 листа формата А1 графической части.

Содержит 2 раздела: Тягово-скоростные свойства автомобиля, Топливная экономичность автомобиля.

Содержание

Введение

1. Тягово-скоростные свойства автомобиля

1.1 Определение мощности двигателя автомобиля

1.2 Выбор колесной формулы автомобиля и геометрических параметров колес

1.3 Определение вместимости и параметров платформы

1.4 Тормозные свойства автомобиля

1.4.1 Установившееся замедление при движении автомобиля

1.4.2 Минимальный тормозной путь

1.5 Динамические свойства автомобиля

1.5.1 Выбор передач автомобиля

1.5.2 Построение регуляторной характеристики дизеля в функции от частоты вращения

1.5.3 Универсальная динамическая характеристика автомобиля

1.5.4 Краткий анализ полученных данных

2. Топливная экономичность автомобиля

2.1 Анализ экономической характеристики

Список использованной литературы

Введение

Долгосрочными программами развития народного хозяйства Республики Беларусь в новых условиях перед автомобильной промышленностью поставлена задача обеспечить увеличение и улучшение структуры выпуска автотранспортных средств, более полно отвечающих потребностям народного хозяйства и задаче экономии топлива.

Автотранспортным средством является машина, перемещение которой по поверхности земли осуществляется с помощью силы, создаваемой взаимодействием колес с дорогой или грунтом. К ним относятся одиночные автомобили, автобусы и автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и одного или нескольких прицепов (полуприцепов). Разнообразие условий эксплуатации обусловило широкую специализацию автотранспортных средств, которые отличаются специфическими свойствами, обеспечивающими их использование в конкретных условиях с наибольшей эффективностью.

Автомобиль достаточно сложная машина, обладающая значительным количеством качеств (производительность, топливная экономичность и проходимость), свойств и показателей (надежность, экономические, эстетические, эксплуатационные и т.д.). В теории трактора и автомобиля изучается только важнейшая группа свойств – эксплуатационные свойства, определяющие степень приспособленности автомобилей к эксплуатации в качестве специфического (наземного колесного безрельсового) транспортного средства. Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение: тягово-скоростные, разгонно-тормозные, топливная экономичность двигателя, управляемость, устойчивость, поворачиваемость, плавность хода и др. От таких свойств в значительной мере зависит производительность автомобиля. Производительность автомобиля определяется массой перевозимого груза или численностью пассажиров, а также средней скоростью движения. Значение и стабильность первого и второго показателей зависит от компоновочной схемы автомобиля (автопоезда), мощности двигателя, надежности всех основных механизмов автомобиля, управляемости, разгонно-тормозных свойств, плавности хода, состояния дорожного покрытия, конструкции ходовых систем и других эксплуатационных свойств.

Современный этап развития теории эксплуатационных свойств характеризуется углубленным изучением отдельных особенностей этих свойств, оценкой их в комплексе системы “автомобиль-водитель-дорога-среда” и оптимизацией эксплуатационных свойств и технических параметров.

Это позволяет на стадии проектирования автомобиля создать наиболее рациональные конструкции, а при использовании обеспечить максимальную эффективность их применения в конкретных условиях эксплуатации в различных климатических зонах.

1. Тягово-скоростные свойства автомобиля

Тягово-скоростными свойствами называют совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона и торможения автомобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях.

Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим колесам подводится мощность, достаточная для преодоления внешних сопротивлений движения.

Показатели тягово-скоростных свойств автомобиля (максимальная скорость, ускорение при разгоне или замедление при торможении, сила тяги на крюке, эффективная мощность двигателя, подъем, преодолеваемый в различных дорожных условиях, динамический фактор, скоростная характеристика) определяются проектировочным тяговым расчетом. Он предполагает определение конструктивных параметров, которые могут обеспечить оптимальные значения скоростей и ускорений в заданных дорожных условиях движения, а также установление предельных дорожных условий движения.

1.1 Определение мощности двигателя автомобиля

В основу расчета кладется номинальная грузоподъемность автомобиля m_г в кг или автопоезда m_a.

Мощность двигателя N_v, необходимая для движения полностью груженого автомобиля со скоростью V_max в заданных дорожных условиях, характеризующих приведенным сопротивлением дороги ψ, определяется из зависимости:

,

где:m_o-собственная масса автомобиля, кг;P_w-сопротивление воздуха при движении с максимальной скоростью V_max;η_тр-КПД трансмиссии.

N_v=(0,04∙(9091+10000)∙9,81+2728,1)∙24/1000∙0,9408=260,7 кВт

Собственную массу автомобиля рассчитываем по следующей зависимости:

,

где:η_г-коэффициент грузоподъемности автомобиля. η_г=1,1m_г=10,0 т.

m_o=10000/1,1=9091 кг

Сопротивление воздуха зависит от плотности воздуха, коэффициента обтекаемости обводов и днища k_w ,площади лобовой поверхности автомобиля F и скоростного режима движения.

P_w=k_wρ_в FV²_max ,

Где:ρ_в=1,293 кг/м³-плотность воздуха при температуре окружающей среды 15…25⁰С.

Коэффициент обтекаемости k_w=0.45…0,60;

P_w=0,55∙1,293∙6,66∙24²=2728,1 Н

Площадь лобовой поверхности подсчитаем по формуле:

F=BH ,

Где В-колея задних колес. В=1,85м.Н-высота автомобиля. Н=3,6м.

F=1.85∙3.6=6.66 м².

Вычислим КПД трансмисси по формуле:

η_тр=η_х∙η_гп ,

где: η_х=0,95…0,97-КПД двигателя на холостом ходу; η_гп=0,97…0,98-КПД главной передачи.

η_тр=0,96∙0,98=0,941

1.2 Выбор колесной формулы автомобиля и геометрических параметров колес

Количество и размеры колес (диаметр колеса d_к и масса, передаваемая на ось колеса) определяются исходя из грузоподъемности автомобиля.

При полностью груженом автомобиле 65…75%от общей массы машины m_а приходится на заднюю ось и 25…35% -на переднюю. Следовательно, коэффициенты нагрузки передних l_п и задних ведущих l_о колес составляют соответственно 0,25…0,35 и 0,65…0,75.

Автомобиль трехосный, тогда масса, приходящаяся на одно колесо задней тележки:

P_к=0.7∙m_г∙(1+1/η_г)/8

P_к=0.7∙10000∙(1+1/2)/8=1312,5 кг

Выбираем ширину профиля шин b_п=0,260 м и диаметр посадочного обода d_o=0,508 м.

Тогда расчетный радиус ведущих колес будет:

r_к=0,5d_o+0,85b_п ,

r_к=0,5∙0,508+0,85∙0,26=0,495 м

Определим распределение полной массы автомобиля, а также снаряженной массы через передний и задний мосты.

Распределение полной массы:

P_з=(m₀+m_г)·0,75=19091·0,75=14318,25 кг

P_п=(m₀+m_г)·0,25=19091·0,25=4772,75 кг

Распределение снаряженной массы:

P_з=(m₀+m_г·1,1) 0,75=20000·0,75=15000 кг

P_п=(m₀+m_г·1,1)·0,25=20000·0,25=5000 кг

1.3 Определение вместимости и геометрических параметров платформы

По грузоподъемности m_г выбираем вместимость платформы V_к в м³, из условия:

V_к=k_г∙m_г ,

k_г=0,6…0,75.

V_к=0,7∙10=7 м³

Подбираем внутренние размеры платформы автомобиля в м:b_к, h_к, l_к.

V_к=b_к∙h_к∙l_к

V_к=2,57∙0,5∙5,44=6,99 м³

Ширина платформы b_к=1,39∙В. В-колея автомобиля по задним колесам. b_к=1,39∙1,85=2,57 м.

Высота кузова: h_к=k_к∙m_г, примем коэффициент k_к=0,05 тогда h_к=0,05∙10=0,5 м.

Тогда длина платформы:

l_к=V_к/(b_к∙h_к) ,

l_к=7/(2,57∙0,5)=5,44 м

По внутренней длине l_к определим базу L (расстояние между осями передних колес и осью задней тележки):

L=k_L∙l_к ,

где: k_L=0,75…0,8.

L=5.44∙0.75=4.08 м.

1.4 Тормозные свойства автомобиля

Торможение – процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно дороги.

Тормозные свойства – совокупность свойств, определяющих максимальное замедление j_{т max} автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон.

Тормозной режим – режим, при котором ко всем или нескольким колесам подводятся тормозные моменты.

Оценочными показателями эффективности рабочей и запасной тормозных систем является установившееся замедление j_{т уст} , соответствующее движению автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль, и минимальный тормозной путь S_{т min} – расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на педаль до остановки.

Для автопоездов дополнительный оценочный показатель – время срабатывания тормозов t_ср – время от момента нажатия на тормозную педаль до достижения j_{т уст}.

1.4.1 Установившееся замедление при движении автомобиля

Замедление j_{т уст} на горизонтальной дороге:

j_{т уст}=g∙φ_сц/δ_вр ,

Где g - ускорение свободного падения, м/с; φ_сц – коэффициент сцепления колес с дорогой; δ_вр – коэффициент учета вращающихся масс. δ_вр=1,05…1,25. j_{т max}=6,5…7 м/с.

j_{т уст}=9,81∙0,7/1,15=5,97 м/с.

1.4.2 Минимальный тормозной путь

Длина минимального тормозного пути S_{т min} может быть определена из условия, что работа, совершенная машиной за время торможения, должна быть равна кинетической энергии, потерянной ею за это время.

S_{т min}=(V₁²-V₂²)/2∙j_{т уст} ,

Где V₁,V₂ – скорости автомобиля в начале и в конце торможения м/с.

Если торможение осуществляется на горизонтальной дороге (α=0) с замедлением j_{т уст}=g∙φ_сц/δ_вр до остановки машины:

S_{т min}=δ_вр∙V₁²/2∙g∙φ_сц=0,051∙δ_вр∙V₁²/φ_сц .

S_{т min}=0,051∙1,15∙14²/0,7=16,4 м

S_{т min}=0,051∙1,15∙22²/0,7=40,6 м

S_{т min}=0,051∙1,15∙24²/0,7=48,3 м

1.5 Динамические свойства автомобиля

Динамические свойства автомобиля в значительной мере определяются правильным выбором количества передач и скоростным режимом движения на каждой из выбранных передач.