Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Институт  Транспорта

Кафедра “Автомобили и автомобильное хозяйство” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине “Теория автомобиля”

на тему:

Анализ  тягово-скоростных свойств автомобиля 
 
 
 
 

Выполнил:          студент группы АТХт-06-9

                                                                   Аминов Д. М.                                                                         

                                                                                           

                                                                                                                                                    

                                                      Проверил:          Попцов В. В.             
 
 
 

Тюмень

2008 г.

СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

1. Данные для курсовой работы      …3

2. Тягово-скоростные свойства автомобиля   …4

  2.1. Расчет  сил тяги и сопротивления движению    …4

  2.2. Построение  динамической характеристики    …10

  2.3. Характеристика  ускорений       …10

  2.4. Графики  разгона с переключением передач    …12

        2.4.1. График разгона автомобиля по  времени    …12

        2.4.2. График разгона автомобиля по  пути    …14

  2.5. Показатели  тягово-скоростных свойств автомобиля   …16

3. ТОПЛИВНАЯ  ЭКОНМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ   …18

    3.1. Расход  топлива по времени разгона  автомобиля   …18

    3.2. Расход  топлива по пути разгона автомобиля    …19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ    …21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОЙ  РАБОТЫ 
 

  Исходные  данные:    Марка автомобиля – ВАЗ – 21124

                                      Процент открытия дроссельной  заслонки – 100%

                                      Коэффициент сопротивления дороги  ψ – 0,02 

                                                                                                  Таблица 1.1

Технические характеристики автомобиля ВАЗ – 21124

Полная  масса, кг	1515
Максимальная  скорость, км/ч	180
Диаметр цилиндра/ход поршня, мм	75,6/82
Рабочий объем, л	1,597
Степень сжатия	8,5
Максимальная мощность при 5400 об/мин, л.с.(кВт)	80 (65,5)
Максимальный  крутящий момент при 3700 об/мин, кгс·м (Нм)	12,4 (131)
Коробка передач	5-ступенчатая с синхронизаторами на всех передачах переднего хода
Главная передача	Одинарная гипоидная
Передаточные числа	3,33; 1,955; 1,286; 0,926; 0,756.
Главное передаточное число	3,7
Свободный радиус колеса	0,27

 
 
 
 
 
 
 

2. Тягово-скоростные  свойства автомобиля 
 

     Тяговая характеристика автомобиля – это  совокупность кривых, характеризующих зависимость индикаторной силы тяги автомобиля, а так же сил сопротивления от скорости его движения на различных передачах. 
 

     2.1. Расчет сил тяги  и сопротивления  движению 
 

     Принимая  ряд значений частоты вращения коленчатого  вала рассчитывают соответствующий ряд относительных частот (n_e/n_N). Определяем соответствующий ряд значений относительных величин крутящего момента (θ=М_е/М_N), после чего вычисляют искомые по формуле: М_е=М_N∙θ. Значения М_е сводятся в табл. 2.1. 

       Таблица 2.1

Зависимость крутящего момента от частоты  вращения коленчатого вала 

Расчетные формулы	Частота вращения коленчатого  вала, об/мин
	500	1000	1500	2000	2500	3000	3700
ne/nN	0,13513	0,2702	0,4054	0,5405	0,6756	0,8108	1
θ=Ме/МN	0,95	1,05	1,1	1,12	1,04	0,9	0,69
Ме=МN∙θ	124,45	137,55	144,1	146,72	136,24	117,9	90,93

 
 

     Передаточное  отношение трансмиссии автомобиля: 

i_тр = i_к∙i_д∙i_о,                                                  (2.1) 

где i_к - передаточное отношение основной коробки передач;

      i_д - передаточное отношение делителя;

      i_o - передаточное отношение главной передачи. 
 

i_I = 3,333∙3,7 = 12,3321;

i_II = 1,955∙3,7 = 7,2335;

i_III =1,286∙3,7 = 4,7582;

i_IV = 0,926∙3,7 = 3,4262

i_V= 0,756∙3,7 = 2,7972 

     Первая  передача: 

     Значение  эффективной силы тяги (Ре, Н) рассчитываем по формуле: 

                                                                                    (2.2) 
 

где М_е – эффективный крутящий момент двигателя, Нм;

     r – радиус колеса, мм;

     i_тр – передаточное число трансмиссии. 

;              

   

                         

     Значения  скорости движения (V_a, м/с), соответствующие указанному ряду частот, рассчитывают по формуле: 

(2.3) 
 
 

                                               

                      

      Значения  силы  сопротивления двигателя (Р_д, Н), приведённой к ведущем колесам автомобиля, определяется по формуле:   

  (2.4) 
 
 

где  V_h – рабочий объем цилиндров двигателя (литраж), л;

      τ_∂ - число ходов поршня за один цикл (тактность ДВС);

Р_ДО -  среднее давление механических потерь при вращении вала с        предельно низкой частотой, Мпа;

k_Д – коэффициент, учитывающий увеличение давления механических потерь при повышении скорости движения поршней в цилиндрах, Мпа с/м.     

 

     Значение  индикаторной силы (P_i, Н): 

     P_i = P_д + Р_е,                                               (2.5) 

  + =

+ =

      Силу  сопротивления вспомогательного оборудования автомобиля (Р_о), приведённую к ведущим колесам, определяют по формуле:

(2.6) 
 

где Р_ОО -  среднее давление газов, обеспечивающее привод вспомогательного оборудования автомобиля при предельно низкой частоте вращения коленчатого вала, Мпа

k_о – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления вспомогательного оборудования при возрастании частоты вращения коленчатого вала, Мпа с² 

 

      Сила  лобового аэродинамического сопротивления (P_w, Н) определяется по формуле:  

P_w=kFV_a²,                                                  (2.7) 

где  k – коэффициент обтекаемости, Нс²/м⁴;

      F – площадь лобовой проекции автомобиля, м². 

P_w= 0,29∙1,7∙1,516²= 1,133                 

P_w= 0,29∙1,7∙3,032²= 4,531                   

     Сила  сопротивления дороги (Р_ψ, Н) рассчитывается по формуле: 
 

 (2.8) 
 

где G – полный вес автомобиля при заданной нагрузке, Н. 

f_v=f_o+f₁V_a²,                                                 (2.9) 

где f_v – коэффициент сопротивления качению. 

f_v=0,015+ 0,00001∙1,516²= 0,015023

f_v=0,015+ 0,00001∙3,032²= 0,015092 

P_ψ = 14175,45ּ 0,015023 = 212,957

P_ψ = 14175,45ּ 0,015092 = 213,934 
 

     Сила  сопротивления трансмиссии (Р_тр, Н): 

     

  (2.10) 
 

где n_тр – количество агрегатов в трансмиссии;

Р_хо – сила сопротивления проворачиванию валов агрегата трансмиссии на холостом ходу с предельно малой скоростью, Н

     G_м – номинальная нагрузка на ведущий мост автомобиля, Н

     а_v  - коэффициент скоростных потерь, Н с/м

     μ_тр – коэффициент силовых потерь

     К_н – коэффициент, учитывающий тип автомобиля 

Р_тр = (2 – 0,5)ּ(30 + 8,6 ּ1,516)ּ7681,23ּ7ּ10^-6 + 0,036(212,957 + 1,133) = 11,178