Теория автомобиля «ГАЗ 31029»

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

Теория автомобиля «ГАЗ 31029»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Целью курсовой работы является определение основных параметров двигателя, трансмиссии и компоновки автомобиля. А так же закрепление знаний по лабораторным работам по курсу "Автомобили".

Делая оценку тягово-скоростных свойств автомобиля, определяется конструктивные параметры, которые могут обеспечить заданные значения скоростей и ускорений  в заданных дорожных условиях движения, а также нахождение предельных дорожных условий, т.е. выполню проектировочный  тяговый расчёт.

Для проектирования нового автомобиля, за основу, т.е. за прототип, я взял легковой автомобиль-седан  ГАЗ 31029. Автомобили ГАЗ 31029 и его модификации пользовались огромной популярностью у потребителя отечественного автомобиля для семьи и работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. КРАТКАЯ  ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА                                        И УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ ГАЗ-31029

Таблица 1 - Краткая техническая характеристика автомобиля ГАЗ-31029

Параметр	Размерность	Значение
Масса снаряженного автомобиля	кг	1400
Габаритные размеры: длина ширина высота (без нагрузки)	мм	4885 1800 1476
Число мест для сидения (включая  водителя) и масса перевозимого груза, не более	кг	5 и 50
Колёсная база	мм	2800
Колея колес: передних задних	мм	1496 1444
Наименьший дорожный просвет	мм	156
Наименьший радиус поворота по оси следа внешнего переднего  колеса, не более	м	5,8
Эксплуатационные данные
Максимальная скорость с  номинальной нагрузкой	км/ч	147
Контрольный расход топлива (летом, для исправного автомобиля, после пробега 5000 км, с частичной  загрузкой – 2 человека): при 90 км/ч при 120 км/ч	л/100 км	9,3 12,9
Выбег автомобиля со скорости 50 км/ч (не менее)	м	500

 

Двигатель: модель ЗМЗ-402, 4^-х цилиндровый, рядный, карбюраторный, верхнеклапанный, рабочий объем 2,44 л, степень сжатия 8,2, максимальная мощность 100 л.с. (73,5 кВт) при 4500 об/мин, максимальный крутящий момент 182 Н´м при 2300 об/мин;

Система смазки комбинированная (смазка осуществляется под давлением  и разбрызгиванием с охлаждением  масла в радиаторе).

Система питания с принудительной подачей топлива бензонасосом диафрагменного типа. Карбюратор К-151 – двухкамерный, с падающим потоком и сбалансированной поплавковой камерой. Применяемое топливо – бензины марок АИ-93 и АИ-95 по ГОСТ 2084-77.

Система охлаждения – жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией  охлаждающей жидкости центробежным насосом.

Система вентиляции картера – закрытая принудительная, действующая за счёт разряжения во впускной трубе.

Сцепление: сухое, однодисковое с гидравлическим приводом включения.

Коробка передач: механическая, четырёхступенчатая, снабжена синхронизаторами на всех передачах переднего хода. Тип управления – механический.

Передаточные числа передач:

первой – 3,5

второй – 2,26

третьей – 1,45

четвертой - 1,00

задний ход – 3,54

Карданная передача: открытая, двухвальная с промежуточной  опорой. Каждый вал имеет по два  карданных шарнира с крестовиной  на игольчатых подшипниках.

Задний мост: с разъёмным  или неразъёмным картером, главная  передача заднего моста коническая, гипоидная. Передаточное число главной  передачи равно 3,9.

Подвеска:

передняя – независимая  пружинная на  поперечных  рычагах  со стабилизатором поперечной устойчивости;

задняя – зависимая  на продольных  полуэллиптических  рессорах.

Подвеска с гидравлическими  телескопическими амортизаторами двустороннего  действия.

Колеса и шины: штампованные дисковые, обод 5½J´14. Шины пневматические радиальные бескамерные, обозначение 205/70 R14.

Рулевое управление: без  усилителя. Рабочая пара – глобоидальный  червяк с трёхгребневым роликом. Передаточное число рулевого механизма  – 19,1. Рулевая колонка с энергопоглощающим  элементом и противоугонным устройством.

Тормоза:

Рабочая система:

передние и задние тормозные  механизмы барабанного типа, с  гидравлическим двухконтурным приводом, с главным цилиндром тандемного типа, датчиком аварийного падения  уровня тормозной жидкости и регулятором  давления в системе задних тормозов.

Стояночная система действует  на колодки задних тормозов рабочей  системы, привод механический тросовый.

 

Таблица 1.2. - Заправочные емкости, л

Топливный бак	55
Система смазки двигателя	6
Система охлаждения двигателя	12
Картер коробки передач:	0,95
Картер заднего моста: с разъёмным картером с не разъёмным картером	1,2 1,65
Амортизаторы: передний задний	0,14 0,21
Картер рулевого механизма	0,4
Гидравлический привод тормозов	0,6
Гидравлический привод выключения сцепления	0,18
Бачок омывателя ветрового  стекла	2

Таблица 1.3. - Регулировочные и контрольные данные

Параметр	Размерность	Значение
Тепловой зазор между  клапанами и коромыслами при 20°С: для выпускных клапанов 1-го и 4-го цилиндров для остальных клапанов	мм	0,35-0,40 0,40-0,45
Зазор между электродами  свечей зажигания	мм	0,80-0,95
Давление масла на прогретом  двигателе при частоте вращения коленвала двигателя на холостом ходу (550-650 об/мин)	кПа (кгс/см2)	80 (0,8)
Прогиб ремней привода  вентилятора и генератора при  нажатии с усилием 40 Н (4 кгс)	мм	8-10
Регулируемое напряжение в сети	В	13,4-14,7
Нормальная температура  охлаждающей жидкости	°С	80-90
Плотность охлаждающей жидкости при 20°С	г/см2	1,075-1,085
Люфт рулевого колеса, не более	° пов. рул. колеса	10
Свободный ход педали сцепления	мм	12-28
Полный ход педали сцепления	мм	145-160
Ход вилки выключения сцепления, не менее	мм	14
Минимально допустимая толщина  фрикционных накладок передних и  задних тормозов	мм	1,0
Свободный ход педали тормоза  при неработающем двигателе	мм	3-5
Максимальный уклон, на котором  автомобиль с полной нагрузкой удерживается стояночным тормозом	%	16
Давление воздуха в  шинах: передних задних	кПа	200-210 210-220

 

 

2. Расчетные параметры

 

2.1 Определение полной массы автомобиля

 

Полный вес автомобиля G_a определяют по следующим формулам:

          - для легковых автомобилей:

,

где n - число пассажиров, включая водителя; G_б - вес   багажа 50 кг (490 Н);

G₀ – масса снаряженного автомобиля с заправкой и снаряжением, но без пассажиров и водителя; G₀=1400 кг (13734 Н);

n – число мест для сидения пассажиров; n =5;

G_Б – масса багажа; m_б =10 кг – на одного человека в легковых автомобилях.

В число мест n для сидения пассажиров в легковых автомобилях включается место водителя.

 

 

 

2.2 Выбор шин

 

По величине нагрузки подбирают  размер шин и определяют статический  радиус колеса. Для подбора шин  надо определить нагрузку, приходящуюся на одно самое нагруженное колесо автомобиля. У легковых автомобилей  вес распределяется между передними  и задними осями примерно поровну. Шины автомобиля выбираются по данным приложения Б (Методическое пособие).

Для выбранной шины в таблицах приложений Б (для легковых автомобилей) даны значения статического радиуса. Статический радиус условно можно считать равным динамическому радиусу колеса и использовать эти значения в расчетах.

Так как проектируемый  автомобиль является легковым и предназначен для эксплуатации по дорогам общего пользования, то принимаем колёсную формулу 4×2.

 Распределение полной  массы автомобиля по осям.

m_a1 = 0,48 – нагрузка на переднюю ось;

 

m_a1 = 0,48 × 1825 = 876 кг

 

m_a1  - полная масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось;

 

        m_a2 = 0,52 – нагрузка на заднюю ось;

 

m_a2 = 0,52 × 1825 = 949 кг

 

m_a2 - полная масса автомобиля, приходящаяся на заднюю ось.

 

Максимально допустимая нагрузка на одну шину:

 

 

Выбор шин осуществляется по максимальной скорости и нагрузке на колесо. Максимальная скорость автомобиля равна 145 километров в час, тогда индекс категории скорости Р, индекс нагрузки на шину – 93, максимальный вес 650 кг. Диаметр обода колеса выберем как у прототипа – 14 дюймов. Шины будем подбирать с рисунком протектора повышенной проходимости; радиальную, поскольку у такой шины выше стойкость к износу, она долговечнее и обладает меньшим коэффициентом сопротивления качению, что позволяет экономить топливо, также она обеспечивает лучшую управляемость и боковую устойчивость автомобиля, и лучшую устойчивость автомобиля за счет большего по площади пятна контакта; также шины должны быть бескамерными, потому что при проколе такие шины дольше сохраняют давление и, следовательно, обеспечивают большую безопасность.

Условие подбора:

 

 

  Для автомобиля ГАЗ-31029 максимальная нагрузка на колесо будет равна 4654Н.

 

=145 км/ч

 

Выбираем шины 205/70 R14 с максимальной нагрузкой 6300 Н, 205 и 70 - ширина профиля в миллиметрах и в дюймах соответственно, посадочный диаметр обода 14 дюймов. =6100 Н; Категория скорости – Р;

Статический радиус 0,350,м

 

2.3 Фактор обтекаемости.

Аэродинамические свойства автомобиля зависят от фактора обтекаемости:

 

,

 

где - плотность воздуха: , Численные значения c_X выбираем по таблице 5 – Значения аэродинамических параметров автомобиля из методического пособия стр. 14;

c_X – коэффициент сопротивления воздуха, , для легкового автомобиля с закрытым верхом 0,20…0,35;

F_а - площадь лобовой поверхности автомобиля,  , - 1,6…2,8;

Фактор обтекаемости автомобиля,  - 0,3…1,0

 

W = 0,35 × 1,225 ×2,8 = 0,6 Нс²/м²

                                                  2

2.4 Коэффициент сопротивления дороги .

Принимаем   с   учетом   условий  движения   автомобиля:      

 

= f₀ + K_f × V _max²,

        

=0,02+0,7×10^-5 × 40.26 ² = 0.031

 

Максимальный коэффициент  сопротивления дороги - максимальный коэффициент суммарного  сопротивления дороги y_max определяется максимальным углом подъема , который автомобиль должен преодолеть на первой передаче.

 

Где  по прототипу выбирают

          -максимальный момент двигателя;

           -передаточное число трансмиссии;

Передаточное число трансмиссии  определяем по формуле: U_тр = U_кп×U₀

где U_кп - передаточное число коробки перемены передач.

U₀ - передаточное число главной передачи, для ГАЗ-31029  U₀ = 3,9;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

           - КПД трансмиссии;

           - динамический радиус колеса;

          максимальная скорость.

 

Выбор двигателя  и построение его внешней скоростной характеристики