Тольяттинский государственный университет.

Кафедра «Проектирование и эксплуатация автомобиля»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Теория автомобиля

«Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля».

Студент: Молчков Р.А.

Группа: Атс-1801а

Преподаватель: Черепанов.Л.А

Тольятти 2021

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

Пежо 207 хетчбек

Тип автомобиля – переднеприводный легковой автомобиль 2 класса

Колесная формула – 4х2

Количество человек – n =5 (чел.)

Длина = 4030 мм.

Ширина (Br) = 1720 мм.

Высота (Hr) = 1470 мм.

Масса в снаряженном состоянии – m₀ = 1155 кг.

Шины : 185/65 R 15

Коэффициент аэродинамического сопротивления - C_x = 0.3

Коэффициент сопротивления качению - f₀ = 0.01

Коэффициент преодолеваемого уклона - α_max = 0.28

Максимальная скорость - V_max = 170 км/ч (48.61 м/с )

Максимальная частота вращения коленчатого вала – ω_{e max} = 630 с^-1 (6016 об/мин)

КПД трансмиссии – η_тр = 0.92

Число передач – 5

2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ И МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ

2.2.1 Определение полной массы автомобиля.

M_a = M₀ + М_ч*(n)+ М_б (1)

М₀ – снаряженная масса автомобиля

М_ч – масса одного человека (75кг.)

М_б – масса багажа на одного человека (10 кг.)

n – количество пассажиров, включая водителя

М_а = 1155 + 75*5 + 50 = 1580 кг.

2.2.2 Определение статистического радиуса колеса.

r_ст = 0.5 *d + λ_z * H (2)

d = 15 – посадочный диаметр, дюймы (= 0.381 м)

λ_z = 0.86 – коэффициент вертикальной деформации, зависящий от типа шин

H/B = 65 –соотношение высоты профиля шины к ее ширине, %

B = 0.1=185 – ширина профиля шины, м

H = 65 * 0.185 = 0.12 – высота профиля шины, м

r_ст = 0.5 * 0.381 + 0.86 * 0.12 = 0.2939 м

---

r_ст ≈ r_д ≈ r_к = 0.2939 м

r_к – радиус качения шины

2.2.3 Определение коэффициента обтекаемости.

k= (3)

C_x - коэффициент аэродинамического сопротивления

ρ = 1.293 – плотность воздуха в нормальных условиях

k = = 0,194

2.2.4 Расчет лобовой площади автомобиля.

F = 0.8 * B_r * H_r (4)

F = 0.8 * 1.72 * 1.47 = 2,027 м²

2.2.5 Расчет коэффициента сопротивления качению при малой скорости.

f=f₀* , (5)

f = 0.012 * = 0,0211

2.2.6 Определение внешней скоростной характеристики двигателя.

Первоначально определяют мощность двигателя при максимальной скорости автомобиля по формуле мощностного баланса с учетом КПД трансмиссии:

N_v= (6)

ψ_v – коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости автомобиля.

Для легковых автомобилей коэффициент суммарного дорожного сопротивления назначают равным коэффициенту качения при максимальной скорости.

ψ_v = f = 0,0211

G_a = m_a * g – полный вес автомобиля, Н

ρ = 1.293 – плотность воздуха в нормальных условиях (760 мм.рт.ст.)

N_v = =

= 61722 Вт ≈ 61,72 кВт

Максимальная мощность двигателя в зависимости от его типа:

N_max= (7)

a = b = c =1 – эмпирические коэффициенты для карбюраторного двигателя.

λ = ω_V / ω_N – отношение частот вращения коленчатого вала при максимальной скорости к частоте вращения коленчатого вала при максимальной мощности.

Принимаем λ = 1.11

Тогда, ω_N = = = 568 с^-1

N_max =

---

= 63339 Вт ≈63,34 кВт

Эффективная мощность двигателя:

N_e = N_max * (8)

ω_e – текущее значение частоты вращения коленчатого вала

Nв – текущее значение эффективной мощности двигателя, кВт

Эффективный момент двигателя:

М_е = (9)

Принимаем минимальную частоту вращения коленчатого вала:

ω_min = 100 с^-1

Результаты расчетов сведем в таблицу 1.

Таблица 1.

ωe, с-1	100	153	206	259	312	365	418	471	524	577	630
Ne, кВт	12,77	20,42	28,28	36,05	43,40	50,05	55,67	59,96	62,61	63,31	61,75
Me, Нм	127,69	133,46	137,29	139,17	139,12	137,12	133,18	127,30	119,48	109,72	98,01

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)

ω_max – максимальная угловая скорость коленчатого вала двигателя.

---

U_k – передаточное число высшей передачи в коробке передач, на которой обеспечивается максимальная скорость автомобиля.

U₀ = = 4,78

2.3.2 Определение передаточных чисел коробки передач.

Для обеспечения возможности движения автомобиля при заданном максимальном дорожном сопротивлении тяговая на ведущих колесах Р_т должна быть больше силы сопротивления дороги Р_д , т.е.

U₁ ≥ (11)

M_max – максимальный эффективный момент двигателя, Нм

ψ_max = α_max + f₀ = 0.28 + 0.01= 0.29 – максимальный коэффициент сопротивления дороги

U₁ ≥ ≥ 2.16

Во избежание буксования ведущих колес тяговая сила на первой передачи должна быть меньше силы сцепления колес с дорогой:

U₁ ≤ (12)

G_сц = 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 ≤ ≤ 5,35

Принимаем U₁ = 4.1 и определим передаточные числа остальных передач

U_II = 2,02

(14)

U_III = 1.42 (15)

U_IV = 1.025 (16)

U_V = 0.82 (17)

U_зх = 1.3* U₁ = 1.3 * 4.1 = 5.33 (18)

В соответствии с принятыми числами произведем расчет скорости автомобиля на разных передачах:

V = (19)

Результаты сведем в таблицу 2.

Таблица 2.

n, об/мин	Скорость на передаче, м/с
	I	II	III	IV	V
955	1,5	3,04	4,32	6	7,5
1461	2,29	4,64	6,61	9,18	11,47
1967	3,09	6,25	8,9	12,35	15,44
2473	3,88	7,86	11,19	15,53	19,41
2979	4,68	9,47	13,48	18,71	23,39
3486	5,47	11,08	15,77	21,89	27,36
3992	6,27	12,69	18,06	25,07	31,33
4498	7,06	14,3	20,35	28,25	35,31
5004	7,86	15,91	22,63	31,42	39,28
5510	8,65	17,52	24,92	34,6	43,25
6016	9,44	19,12	27,21	37,78	47,22

---

Смотрите также файлы

• Статьи 15 посвящены суду и судопроизводству.docx

• Оценочный лист соответствия вкр методическим рекомендациям.docx

• Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Московской области Губернский колледж.docx

• Теоретические аспекты плакирования деятельности организации 6.doc

• Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа 19 г. Белгорода им. В. Казанцева Мастер класс.docx