Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля»




Скачать 177.2 Kb.
НазваниеМетодические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля»
Дата публикации14.03.2013
Размер177.2 Kb.
ТипМетодические указания
litcey.ru > Спорт > Методические указания




МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Проектный расчет тягово-скоростных свойств транспортных средств.















г. Бийск 2012


Рассмотрено на заседании предметной (цикловой) комиссии специальности 190604.51 «Ремонт и техническое обслуживание автомобильного транспорта»

Протокол № _____ от ___________20 г

Председатель ПЦК

_____________ Попова Т.В.


Автор: Колыхалов И.П. преподаватель БГК.
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по

дисциплине «Теория автомобиля» для студентов 3 курса специальности «Ремонт и техническое

обслуживание автомобильного транспорта». Методические указания предназначены, как для

аудиторных занятий, так и для самостоятельной работы студентов очной и заочной форм

обучения. В данной методике предлагается проектные расчеты тягово-скоростных свойств

легковых, грузовых автомобилей и автобусов, оборудованных механической трансмиссией.


Рецензенты:
Алтайский Государственный технологический университет

кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство» г. Барнаул

К.Т.Н. Доцент Шумов Н.Г.
Алтайский Государственный технологический университет

кафедра «Автомобили и тракторы» г.Барнаул

К.Т.Н. Медведев Г.Н.

^ Общие указания по проектному расчету.

Цель работы: закрепление знаний, полученных студентами по теоретическому курсу, определение в расчетах всех необходимых параметров и определений.

Перед выполнением расчетов необходимо ознакомиться с данными, которые определяют прототип транспортного средства, и в дальнейших расчетах осмыслить эти теоретические расчеты.

В итоге все полученные результаты, по которым производится определение необходимых для тягово-скоростных характеристик, показать все их значения и размерность. Расчеты производить в предположении, что транспортное средство полностью загружено, а двигатель работает с полной нагрузкой.

^ 1. Решение задач для проводимых расчетов автотранспорта.

Цель расчета:

- теоретическими расчетами определить все параметры проектируемого автомобиля (вес, радиус колес, базовые размеры автомобиля, скоростные характеристики двигателя и его тяговые характеристики).

- определить тяговые и тормозные качества автомобиля.

- построить графики скоростной характеристики двигателя и тяговой характеристики автомобиля, график пути разгона и график пути торможения, график остановочного пути автомобиля.

- сделать необходимые выводы о возможностях эксплуатации проектируемого автомобиля в дорожных условиях.

^ 2. Общие положения.

При выполнении проектного расчета автомобиля определяют значения основных параметров двигателя и трансмиссии для возможного движения, как по дорогам с твердым покрытием, так и по бездорожью.

При проведении расчетов, студент должен брать во внимание два фактора:

  1. параметры, которые выбираются студентом в справочниках российских и зарубежных автомобилей.

  2. параметры, определяемые расчетным путем.

В задании на условное проектирование указывается тип автомобиля, его грузоподъемность или пассажировместимость, максимальный вес, максимальную скорость движения, и при расчетном значении коэффициента суммарного сопротивления дороги преодолевающего колесами автомобиля на первой передаче. Также указывается тип двигателя (карбюраторный, инжекторный, газотурбинный, дизельный и т.д.), тип трансмиссии (механический, гидромеханический, бесступенчатый и т.д.), колесная формула.

Выполняя расчеты, студенту необходимо учитывать, что автомобили легковые, грузовые и автобусы- стремятся преодолеть небольшие подъемы на которых транспортное средство развивает максимальную скорость.

К тому же студент должен выбрать следующие параметры:

1. коэффициент обтекаемости и лобовой площади.

2. распределение веса между осями автомобиля.

3. угловую скорость коленчатого вала двигателя при максимальной мощности.

4. продольную базу автомобиля.

Выбор всех этих данных должен сопоставляться с существующими автомобилями,

учитывая дальнейшее совершенствование конструкции автомобиля. К этим данным относится:

  1. тип автомобиля

  2. тип двигателя

  3. максимальная мощность двигателя

  4. передаточные числа: коробки передач, главной передачи, раздаточной коробки

  5. тягово-скоростные характеристики проектируемого автомобиля

  6. колесная формула

  7. грузоподъемность или пассажировместимость

  8. полный и собственный вес автомобиля

  9. коэффициент суммарного дорожного сопротивления при максимальной скорости

  10. максимальные скорости автомобиля на первой и высшей передачах




  1. Порядок предполагаемого расчета проектируемого автомобиля.

Тип автомобиля по грузоподъемности или пассажировместимости, его колесная формула определяют по справочникам. Нарисовать выбранный автомобиль, и отдельно его трансмиссию, указать межосевое расстояние (буквенно). определение полного веса автомобиля Gа высчитываем по формуле, как сумму веса снаряженного грузового автомобиля Go, груза Gгр по номинальной грузоподъемности и пассажиров по числу мест в кабине, включая водителя; т.е.

-для грузовых автомобилей:

а) Gа = Go + Gгр+ (g1+g2) nп ; (Н)

б) Gа = Gгр ( 1+ηб ) + 80 Zп ; (Н)

где: Go - собственный вес автомобиля (Н)

Gгр - номинальная грузоподъемность (Н)

nп - общее количество мест в кузове, с водителем

g1 - средний вес одного человека (700 Н)

g2 - вес багажа, приходящегося на одного человека (100 Н)

ηб ≈ ηп

где: ηб - коэффициент снаряженного веса, зависит от номинальной грузоподъемности

ηб = m б / m н ;

где: m б – снаряженная масса (кг)

m н - номинальная грузоподъемность (кг)

Zп - число пассажиров, включая водителя

если m а < 5 т, то Zп = 2 чел. (средний вес 1 чел. – 700Н)

если m а ≥ 5 т, то Zп= 3 чел. (вес багажа каждого чел.-100 Н )

ηп ≈ ηб

где: ηп - коэффициент используемой массы

ηn = 1/ ηб – берется только для автобусов

ηв = 1/ ηб – берется только для грузовых автомобилей

- для легковых автомобилей:

Gа = Go + 75 n + G б; (Н)

где: n – число пассажиров с водителем

G б – вес багажа (берется условно – 500 Н)

- для автобусов:

Gа = Go + 75 (n + m + 2 ); (Н)

где: n – число мест для сидения

m - число мест стоя

Распределение нагрузки по ведущим и ведомым мостам необходимо знать, для подбора шин и определения максимально возможной по сцеплению - тяговой силы, а также определения передаточного числа соответствующей передачи трансмиссии. Сведения сводим в таблицу 1.

табл. 1.

Величины, характеризующие центр




Транспортные


средства


Примечание

тяжести

легковые

грузовые

автобусы




а/L м

0,45-0,55

0,55-0,75

0,45-0,55

с полн.нагрузкой

в /L м

0,45-0,55

0,25-0,45

0,25-0,60

с полн.нагрузкой


где: L – продольная база ТС, ( м )

а – расстояние от передней оси ТС до центра тяжести, ( м )

в – расстояние от задней оси ТС до центра тяжести, ( м )

Распределение веса по осям проектируемого автомобиля ТС:

- нагрузка на переднюю ось: Gа1 = G а в/L; (Н)

- нагрузка на заднюю ось: Gа2 = G а - Gа1; (Н)

- нагрузка на одно колесо передней оси: Gа1" = G а1/ 2; (Н)

- нагрузка на одно колесо задней оси: Gа2" = G а2/ nк; (Н)

где: nк - число шин задней оси

По справочнику определяем шины, соответствующей допустимой нагрузки и наибольшей скорости.

Определяем статический радиус – rст по формуле, имеющие соответствующие размеры диска (наруж.) или шины (внутр.):

rст = 0,5 d + Δ λсм В; (м)

- если размеры шин даны в дюймах, надо перевести в метры.

где: d – диаметр обода (посадочный), м

Δ - коэффициент высоты профиля шины

λсм – коэффициент учитывает смятие шины под нагрузкой

На дорогах с твердым покрытием Радиус определяется опытным путем.

Величины приведены в технических характеристиках шин в таблице 2.

табл.2

Тип шины

легковые

ТС

Грузовые

ТС

авто

бусы




Δ

λсм

Δ

λсм

Δ

λсм

Радиальные

0,95

0,8-0,85

0,9-1,0

0,9-0,95

0,9-1,0

0,9-0,92

Диагональные

0,9

0,85-0,9

0,9-1,0

0,9-0,95

0,9-1,0

0,9-0,92

Низкопрофильные

0,7-0,8

0,1-0,15














Угловая скорость колеса при максимальной скорости движения автомобиля может быть определена по формуле: ωк = 2 Vа max / Dк (рад/с)

где: Dк - диаметр колеса (внутр.), м

или ωк = rк Vк (рад/с)

Частота вращения колеса определяется по формуле: nк = 30 ωк / π (об/мин)
^ 4. Определение мощностных показателей двигателя.

В соответствии с современными тенденциями в двигателестроении угловую скорость коленчатого вала при номинальной мощности, определяют

по формуле: ωен = Vа uк uгл / rк (рад/с)

т.е. от минимальной до максимальной угловой скорости.

Принимаем минимальную устойчивую угловую скорость коленчатого вала, рассчитанной

по формуле: ωе min ≈ ( 0.20 / 0.25 ) ωен ( рад/с )

Если известны, только обороты коленчатого вала, то угловая скорость, соответствующая max мощности двигателя определяется

по формуле: ωN = π n об / 30 ( рад/с )

где: nоб - число оборотов коленчатого вала на соответствующей передаче (об/мин).

Мощность двигателя при максимальной скорости может быть определена

по формуле: N е = ( G а ψ + kв Fв V2а max ) Vа max / η тр 1000 (кВт)

где: значения G а ψ = Рg (Н) - есть сила сопротивления дороги

kв Fв = Wв (Н) – есть фактор обтекаемости ТС

Vа max - максимальная скорость проектируемого ТС

η тр - КПД трансмиссии ТС

Для дальнейших расчетов необходимо определить аэродинамические параметры проектируемых ТС, и поэтому предварительными данными можно воспользоваться таблицей 3.

Табл. 3

Транспортные средства

kв

Н с 2 / м 4

Fв

м 2

W

Н с 2 / м2

Легковые

0,25 – 0,35

1,60 – 2,80

0,30 – 1,0

Грузовые

0,40 – 0,50

1,20 – 2,0

0,60 – 1,0

Автобусы – кузов вагонного типа

0,35 – 0,50

4,5 – 6,5

1,1 – 3,2

Автобусы – кузов капотного типа

0,40 – 0,50

1,25 – 2,5

0,65 – 1,1


где: зависимости kв – коэффициент обтекаемости ТС

Fв - площадь лобового сечения ТС

определяется по формуле: Fв ≈ В На (м) – для грузовых ТС

Fв ≈ 0,78 Ва На (м) – для легковых ТС

где: В – колея автомобиля, м

Ва - наибольшая ширина автомобиля, м

На - наибольшая высота автомобиля, м

Для определения КПД трансмиссии - η тр, зависящий от типа и конструкции автомобиля, и его усредненные значения, приведены в таблице 4.

табл. 4

Транспортные средства

η тр

Легковые

0,90 – 0,92

Грузовые,

автобусы

0,82 – 0,90

Полноприводные

0,80 – 0,85


Меньшие значения относятся - к грузовым, большие - к легковым ТС.
Принимаем минимальную устойчивую угловую скорость коленчатого вала

по формуле: ωе min ≈ (0,20 / 0,25) ω е н

при - Vа min = 40 км/час = 11 м/с – на первой передаче

Располагая этими данными можно получить текущие значения эффективной мощности двигателя по формуле Либермана:

- для карбюраторных двигателей (всех марок)

N е = N е max [(ωеN)+( ωеN)2-( ωеN)3] (кВт)

- для дизелей с нераздельной камерой сгорания (КАМАЗ)

N е = N е max [0.87(ωеN)+1.13( ωеN)2-( ωеN)3] (кВт)

где: N е - эффективная мощность в кВт (расчетная величина)

ωе – угловая скорость коленчатого вала в рад/сек (табл. величина)

N е max - максимальная мощность в кВт (табл. величина)

ωN – угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности в рад/сек (табл. величина)

Зная соотношение N е = М е ωе (кВт) можно вычислить

крутящий момент на коленчатом валу М е = N е 1000 / ωе (Нм)

(см. рис. 1)

^ 5. Расчет передаточного числа главной передачи.

Для расчета передаточного числа проектируемого ТС необходимо знать его максимальную скорость на прямой передаче, которую приближенно можно определить по формуле: Vа mах = ωе rк / uгл uкпп ; (м/сек)

если учитывать, что время передач КПП uкпп = 1, то по данную формулу можно записать: Vа mах = ωе rк / uгл 1 ; (м/сек)

где: ωе - угловая скорость коленчатого вала при номинальной мощности; (рад/с)

rк - кинематический радиус катящегося колеса; (м)

отсюда: uгл = ωе rк / Vа mах

^ 6. Расчет передаточных чисел КПП.

Расчет передаточного числа на 1-й передаче можно определить по неравенству:

uк1 ≥ G а ψ max rg / Me max u гл η тр

и должно соответствовать выражению:

G а ψ max rg / Me max u гл η тр ≤ uк1 ≤ G а2 m rg φ x / Me max η тр u гл

где: G а - полный вес ТС; (Н)

G а2 - нагрузки на заднюю ведущую ось; (Н)

ψ max - максимальное значение сопротивления дороги,

m - коэффициент перераспределения нагрузки на ведущие колеса, значения указаны в таблице 5.

φ x - коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой таблица 6.

табл. 5

Трансмиссия ТС

Коэффициент перераспределения

Переприводные ТС

Заднеприводные ТС

Полноприводные ТС, 2 вед. моста

Полноприводные ТС, 3 вед. моста

m

0,9

1,1

1,0

1,3


табл. 6

Покрытие дороги

Сухая дорога

После дождя, дорога

Асфальтобетон

0,7-0,8

0,35-0,45

Гравийное

0,6-0,7

0,3-0,4

Грунтовое

0,5-0,6

0,2-0,4

Снег укатанный

0,2 -

0,3


Однако, если учитывать нагрузки на ведущие оси и их расстояния до центра тяжести, то передаточные числа КПП можно определить по следующим неравенствам:

- для заднеприводных ТС

Uк1 ≤ (G2 φ x rg / Me max u гл η тр) (L /L- hg φx )

- для переднеприводных ТС

Uк1 ≤ (G1 φ x rg / Me max u гл η тр) (L /L- hg φx )

где: L - продольная база ТС (м)

hg - высота центра тяжести ТС

^ 7. Расчет тяговой характеристики ТС

Для расчета тяговой характеристики необходимо брать во внимание зависимость тяговой силы Рт на ведущих колесах от скорости движения Vа автомобиля на различных передачах.

Определяем значение тяговой силы и скорости автомобиля по формуле:

Рт = Me u тр / rк η тр; (Н)

Vа = ωе rк / u тр ; (м/сек)

где: η тр - КПД трансмиссии (таблица 4)

u тр - передаточное число трансмиссии на различных передачах, находится как: u тр = u кп u рк u гл

где:u кп - передаточное число КПП

uрк -передаточное число раздаточной коробки (только для полноприводных ТС)

u гл - передаточное число главной передачи,

Значения крутящего момента Me и угловой скорости коленчатого вала ωе полученные ранее необходимо использовать при дальнейших расчетах.

На основании полученных данных касательной силы тяги и скорости автомобиля строят графическую зависимость (рис. 2), также в нижней части графика тяговой характеристики нанести кривую суммарного сопротивления Рg + Рв состоящую из силы сопротивления воздуха и силы сопротивления дороги. Сила сопротивления воздуха определяется по формуле: Рв = kв Fв V 2; (Н)

где: kв - коэффициент обтекаемости, зависящей от формы и качества отделки кузова (Н с2 / м4)

Fв - лобовая площадь ТС; (м2)

Параметры обтекаемости сведены в таблице 7.

Транспортные

средства

kв Н с2 / м4

Fв м2

Wв Н с2 / м2

Легковые

0,20 – 0,35

1,6 – 2,8

0,3 – 1,0

Грузовые

0,60 – 0,70

3,0 – 5,0

1,8 – 3,5

Автобусы вагонного типа

0,25 – 0,40

4,5 – 6,5

1,1 – 2,6


Произведение kв Fв называют фактором обтекаемости и обозначают Wв в зависимости от типа и назначения ТС.

Сила сопротивления дороги определяется по формуле: Рg = G а ψ (Н)

где: G а - полный вес ТС; (Н)

ψ - коэффициент сопротивления дороги;

определяем ψ = fa cos αg + sin αg

где: αg - угол подъема дороги, равен 3˚ - 30˚

fa - коэффициент сопротивления качения

на асфальтобетонном покрытии в хорошем состоянии до 50 км/час - f = 0,014, свыше 50 км/ час - f = 0,014 – 0,018.

Значения коэффициента сопротивления качения fa найдем в таблице 8.

Тип дороги

fa

Асфальтобетонное покрытие

в отличном состоянии

0,014 – 0,018

Асфальтобетонное покрытие

в удовлетворительном состоянии

0,018 – 0,020

Булыжная мостовая

0,023 – 0,030

Гравийное покрытие

0,025 – 0,025

Грунтовая дорога

0,025 – 0,030

Снежная дорога

0,07 – 0,10


Для проверки сцепления колес с дорогой на различных передачах необходимо определить наибольшую касательную силу тяги на колесах ТС в различных дорожных условиях:

где: G а - вес, приходящиеся на ведущие колеса,

ψ - коэффициент сцепления с дорогой.

Если значение силы сцепления Рсц превышает силу тяги Рт, то ведущее колесо катится без пробуксовки.



Рис. 1 Внешняя скоростная характеристика двигателя внутреннего сгорания

Рис. 2 Тяговая характеристика ТС

Литература:
1. В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский «Автомобили»

Учебник 6-е издание 2011г.

2. В.К. Вахламов «Теория автомобиля» Учебник 2008г.

3. В.П. Передерий «Устройство автомобиля» Уч.пособие 2008г.

4. С.В. Березин «Справочник автомеханика» 2008г.

5. А.С. Литвинов «Автомобиль» Учебник 2008г.

  1. НИИАТ «Краткий автомобильный справочник» 2000г.

  2. Глобальная компьютерная сеть Интернет.


Содержание:
1. стр.3 Общие указания. Решение задач для проводимых расчетов.

2. стр.4 Порядок предполагаемого расчета проектируемого автомобиля.

3. стр.7 Определение мощностных показателей двигателя.

4. стр.9 Расчет передаточного числа главной передачи.

5. стр.9 Расчет передаточного числа КПП.

  1. стр.10 Расчет тяговой характеристики проектируемого автомобиля.

  2. стр.13 График скоростной характеристики ДВС.

  3. стр.14 График тяговой характеристики проектируемого автомобиля.

  4. стр.15 Литература.




Похожие:

Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconПрограмма, методические указания
Программа, методические указания, задания по выполнению домашней контрольной работы составлены в соответствии с рабочей программой...
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по дисциплине “Электротехника и электроника”...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Электротехника и электроника» для специальности...
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория организации»
Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по дисциплине «Теория организации»
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория организации»
Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по дисциплине «Теория организации»
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по написанию курсовой работы по дисциплине «Теория менеджмента»
Методические указания предназначены для студентов, изучающих дисциплину «Теория менеджмента». Выполнение курсовой работы наряду с...
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине...
Выполнение курсовой работы по дисциплине «Экономика отрасли» предусмотрено в соответствии с программой и учебным планом специальности...
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Рынок ценных бумаг»
Методические указания содержат основные требования к самостоятельной работе студентов дневного и заочного отделения по дисциплине...
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания к выполнению и защите курсовых работ для студентов специальности «реклама»
Методические указания составлены для студентов, обучающихся в ниэи двгту по специальности «Связи с общественностью»
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по их выполнению по дисциплине «Культура делового общения»
Тематика контрольных работ и методические указания по их выполнению по дисциплине
Методические указания составлены в соответствии с действующей рабочей программой по дисциплине «Теория автомобиля» iconМетодические указания по лабораторным занятиям По дисциплине
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании умкс и рекомендованы к изданию
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница