гольф. Курсовая работа по дисциплине Теория автомобиля Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля
 Скачать 128.38 Kb.
|
|
Тольяттинский государственный университет. Кафедра «Проектирование и эксплуатация автомобиля» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине Теория автомобиля «Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля». Студент: Лучка К.С. Группа: АТс – 1601в Преподаватель: Черепанов Л.А. Тольятти 2019 СОДЕРЖАНИЕ 1. ВВЕДЕНИЕ. 2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ 2.1 Исходные Данные. 2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ И МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ. 2.2.1 Определение полной массы автомобиля. 2.2.2 Определение статистического радиуса колеса. 2.2.3 Определение коэффициента обтекаемости. 2.2.4 Расчет лобовой площади автомобиля. 2.2.5 Расчет коэффициента сопротивления качению при малой скорости. 2.2.6 Определение внешней скоростной характеристики двигателя. 2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ ТРАНСМИССИИ. 2.3.1 Определение передаточного числа главной передачи. 2.3.2 Определение передаточных чисел коробки передач. 2.4 АНАЛИЗ ТЯГОВОЙ ДИНАМИКИ . 2.4.1 Тяговый баланс автомобиля. 2.4.2 Динамические характеристики автомобиля. 2.5. Анализ динамики разгона. 2.5.1 Разгон автомобиля. 2.6 Мощностной баланс автомобиля. 3. ТОПЛИВНО–ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ. ВВЕДЕНИЕ. Определение тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля необходимо при проектировании новых моделей, а также при выборе типов автомобилей в соответствии с различными условиями эксплуатации. Данная задача решается методами теории автомобиля – науки об эксплуатационных свойств, которые характеризуют возможность эффективного использования автомобиля в определенных условиях и позволяют оценить, в какой мере его конструкция отвечает этим условиям. Применение теории автомобиля на практике дает возможность повысить производительность автомобиля и снизить себестоимость перевозок. Для этого следует увеличить среднюю скорость движения и уменьшить расход топлива автомобиля. Тягово-скоростные свойства определяют динамичность автомобиля – способность перевозить грузы с максимально возможной средней скоростью. Чем выше динамичность автомобиля, тем больше его производительность. Топливная экономичность – рациональное использование энергии топлива при движении автомобиля. Затраты на топливо составляю значительную часть стоимости перевозок, поэтому чем меньше расход топлива, тем ниже эксплуатационные расходы. Приступая к расчету, следует предварительно изучить соответствующие разделы теории автомобиля, овладеть методами анализа таких характеристик автомобиля, как силовой и мощностной балансы, динамическая характеристика, топливно-экономическая характеристика и др. 2. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ 2.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Фольксваген гольф хэтчбэк Тип автомобиля – переднеприводный легковой автомобиль 2 класса Колесная формула – 4х2 Количество человек – n =5 (чел.) Длина = 4200 мм. Ширина (Br) = 1760 мм. Высота (Hr) = 1485 мм. Масса в снаряженном состоянии – m0 = 1155 кг. Шины : 195/65 R 15 Коэффициент аэродинамического сопротивления - Cx = 0.33 Коэффициент сопротивления качению - f0 = 0.014 Коэффициент преодолеваемого уклона - αmax = 0.32 Максимальная скорость - Vmax = 175 км/ч (48,61 м/с ) Максимальная частота вращения коленчатого вала – ωe max = 630 с-1 (6016 об/мин) КПД трансмиссии – ηтр = 0.92 Число передач – 5 2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ И МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ 2.2.1 Определение полной массы автомобиля. Ma = M0 + Мч*(n)+ Мб (1) М0 – снаряженная масса автомобиля Мч – масса одного человека (75кг.) Мб – масса багажа на одного человека (10 кг.) n – количество пассажиров, включая водителя Ма = 1155 + 75*5 + 50 = 1580 кг. 2.2.2 Определение статистического радиуса колеса. rст = 0.5 *d + λz * H (2) d = 14 – посадочный диаметр, дюймы (= 0.381 м) λz = 0.86 – коэффициент вертикальной деформации, зависящий от типа шин H/B = 65 –соотношение высоты профиля шины к ее ширине, % B = 0.195=195 – ширина профиля шины, м H = 65 * 0.195 = 0.127 – высота профиля шины, м rст = 0.5 * 0.381+ 0.86 * 0.127 = 0.2996 м rст ≈ rд ≈ rк = 0.3 м rк – радиус качения шины 2.2.3 Определение коэффициента обтекаемости. k=  (3)Cx - коэффициент аэродинамического сопротивления ρ = 1.293 – плотность воздуха в нормальных условиях k =  = 0.2132.2.4 Расчет лобовой площади автомобиля. F = 0.8 * Br * Hr (4) F = 0.8 * 1.76 * 1.485 = 2,091 м2 2.2.5 Расчет коэффициента сопротивления качению при малой скорости. f=f0*  , (5)f = 0.014 *  = 0.03052.2.6 Определение внешней скоростной характеристики двигателя. Первоначально определяют мощность двигателя при максимальной скорости автомобиля по формуле мощностного баланса с учетом КПД трансмиссии: Nv=  (6)ψv – коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости автомобиля. Для легковых автомобилей коэффициент суммарного дорожного сопротивления назначают равным коэффициенту качения при максимальной скорости. ψv = f = 0.0305 Ga = ma * g – полный вес автомобиля, Н ρ = 1.293 – плотность воздуха в нормальных условиях (760 мм.рт.ст.) Nv =  = 80709 Вт = 80,709 кВт Максимальная мощность двигателя в зависимости от его типа: Nmax=  (7)a = b = c =1 – эмпирические коэффициенты для карбюраторного двигателя. λ = ωV / ωN – отношение частот вращения коленчатого вала при максимальной скорости к частоте вращения коленчатого вала при максимальной мощности. Принимаем λ = 1.11 Тогда, ωN =  =  = 568 с-1Nmax =  = 82824 Вт ≈82,82 кВтЭффективная мощность двигателя: Ne = Nmax *  (8)ωe – текущее значение частоты вращения коленчатого вала Nв – текущее значение эффективной мощности двигателя, кВт Эффективный момент двигателя: Ме =  (9)Принимаем минимальную частоту вращения коленчатого вала: ωmin = 100 с-1 Результаты расчетов сведем в таблицу 1. Таблица 1.
 Рис. 1 2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ ТРАНСМИССИИ 2.3.1 Определение передаточного числа главной передачи. Передаточное число главной передачи U0 определяется? Исходя из максимальной скорости автомобиля. U0 =  (10)ωmax – максимальная угловая скорость коленчатого вала двигателя. Uk – передаточное число высшей передачи в коробке передач, на которой обеспечивается максимальная скорость автомобиля. U0 =  = 4,852.3.2 Определение передаточных чисел коробки передач. Для обеспечения возможности движения автомобиля при заданном максимальном дорожном сопротивлении тяговая на ведущих колесах Рт должна быть больше силы сопротивления дороги Рд , т.е. U1 ≥  (11)Mmax – максимальный эффективный момент двигателя, Нм ψmax = αmax + f0 = 0.32 + 0.014= 0.334 – максимальный коэффициент сопротивления дороги U1 ≥  ≥ 1.91Во избежание буксования ведущих колес тяговая сила на первой передачи должна быть меньше силы сцепления колес с дорогой: U1 ≤  (12)Gсц = m1 * G = 0.9 * 15500 = 13950 Н – сцепной вес автомобиля; φ = 0.8 – коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой (сухое асфальтовое шоссе в хорошем состоянии). U1 ≤  ≤ 4,12Принимаем U1 = 4 и определим передаточные числа остальных передач UII = 2,32 (14) UIII = 1.46 (15) UIV = 1 (16) UV = 0.8 (17) Uзх = 1.2* U1 = 1.2 * 4 = 4,8 (18) В соответствии с принятыми числами произведем расчет скорости автомобиля на разных передачах: V =  (19)Результаты сведем в таблицу 2. Таблица 2.
 Рис. 2 2.4 АНАЛИЗ ТЯГОВОЙ ДИНАМИКИ 2.4.1 Тяговый баланс автомобиля. Сила тяги на ведущих колесах автомобилей, в зависимости от скорости автомобиля, для каждой передачи: PТ =  (20)При движении автомобиль приобретает силу сопротивления воздуха, которую определяют по формуле: РВ =  (21)Сила сопротивления качению автомобиля: РД =  ,где ψ = f (22)Суммарная сила сопротивления движению автомобиля: РΣ = РВ + РД (23) Результаты расчетов сведем в таблицу 3и 4. Таблица 3.
 Рис. 3 Таблица 4.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||