Расчетно-графический анализ тягово-скоростных свойст автомобиля ВАЗ-21083

Министерство образования Украины

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Кафедра автомобилей

Курсовая работа

Расчетно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ВАЗ -21083

Выполнил:студент гр.А-33

Бесчастнов П.С.

Проверил: Писарев В.П.

Харьков 2003

Введение

Различные виды подвижного состава автомобильного транспорта – одиночные автомобили, седельные и прицепные автопоезда объединяются понятием “автотранспортные средства”/АТС/. Общим для них служат колесные движители и опорные оси в различных комбинациях. В связи с этим взаимодействие АТС с дорогой и окружающей средой базируется на тех же основных закономерностях, что и для одиночного автомобиля.

Эффективность использования АТС в различных условиях эксплуатации определяется комплексом их потенциальных эксплуатационных свойств – тягово-скоростных, тормозных, проходимости, топливной экономичности, устойчивости и управляемости, комфортабельности плавности хода. На эти эксплуатационные свойства влияют основные параметры автомобиля и его узлов, прежде всего двигателя, трансмиссии и колес, а также характеристики дороги и условий движения.

При выполнении курсовой работы оценивалась взаимосвязь и взаимозависимость совместного влияния конструктивных параметров автомобиля и условий движения на эксплуатационные свойства. При анализе тягово-скоростных свойств автомобиля ВАЗ – 21083 выполняются необходимые расчеты на основании конкретных технических данных, строятся графики и по ним анализируются тягово-скоростные свойства.

Исходные данные для расчета

1.Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Д
ля построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики (Ne_max и n_N) воспроизвести всю кривую мощности:

где Ne, кВт – текущее значение мощности двигателя, соответствующее частоте вращения вала двигателя n, об/мин; Ne_max , кВт – максимальная мощность двигателя внутреннего сгорания при частоте вращения n_N , об/мин; A₁,A₂ – эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя внутреннего сгорания.

Значения эмпирических коэффициентов A₁,A₂ принимают для карбюраторных двигателей A₁= A₂ = 1,0.

Д
ля выбора текущего значения n диапазон частоты вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов n_min до n_N разбивают на произвольное число участков:

Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничителя частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала n_max при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10-20% превышать частоту n_N , для него берут еще одно значение n после n_N c тем же интервалом n.

Минимальную частоту вращения коленчатого вала n_min выбирают в пределах 800 об/мин.

Определив Ne для принятых значений n, вычисляют соответствующие значения крутящего момента двигателя, Нм:

Результаты расчетов сводят в табл.1 и строят внешнюю скоростную характеристику двигателя N_e=f(n) и M_e=f(n).

Таблица 1

Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя

2.Построение графиков силового баланса и динамической характеристики

П
ри построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса:

Т
яговое усилие на ведущих колесах определяют из выражения, Н:

где r_д - динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимаем равным r_ст, м. Вторую составляющую силового баланса - силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле, Н:

г
де G=gm - полный вес автомобиля, Н; g= 9.8I м/с² - ускорение свободного падения.

В расчетах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивления качению, в связи c чем полагают =const.

Для ВАЗ-21083 G=9,81*1370=13439,7Н, а при заданном =0,019 Р=0,019*1370*9,81=255,35 Н.

С
ила сопротивления воздуха, Н:

где F - лобовая площадь, м²; v - скорость автомобиля, км/ч.

Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии - приближенно по выражению:

г
де  - коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей =0,78-0,8. Для ВАЗ - 21083 F = 0,78*1,65*1,402=1,804 м²

Сила сопротивления разгону, Н:

г
де  - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс; j - ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с².

При построении и анализе графиков силового баланса величина P_j не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия P_k и суммы сопротивлений движению (P_+P_w).

Г
рафик силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля v, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью:

где r_k - радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания статическому радиусу r_ст.

Д
инамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:

Переменные по скорости величины P_k,P_w и D рассчитывают по формулам, сводят данные расчетов в табл.2 и строят по ним графики силового 6aланca и динамической характеристики.

Таблица 2

Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики

Параметры			Значение параметров
	n,об/мин	800	1600	2400	3200	4000	4800	5600	6400
	Ме,Нм	100,717	108,001	111,685	111,659	108,014	100,686	89,702	75,059
	V,км/ч	6,0081	12,0163	18,0244	24,0326	30,0407	36,0489	42,057	48,0652
Uк1 =	Pк,Н	4600,82	4933,55	5101,84	5100,65	4934,15	4599,4	4097,64	3428,74
3,636	Рw,Н	-	-	11,3079	20,1031	31,411	45,232	61,5656	80,4124
	Рк-Рw,H	4600,82	4933,55	5101,84	5100,65	4934,15	4599,4	4097,64	3428,74
	D	0,3423	0,3671	0,3796	0,3795	0,3671	0,3422	0,3049	0,2551
	V,км/ч	11,2029	22,4058	33,6086	44,8115	56,0144	67,2173	78,4202	89,6231
Uк2 =	Pк,Н	2467,43	2645,88	2736,14	2735,5	2646,2	2466,68	2197,58	1838,85
1,95	Рw,Н	-	17,474	39,315	69,894	109,21	157,262	214,051	279,577
	Рк-Рw,H	2467,43	2645,88	2736,14	2735,5	2646,2	2466,68	2197,58	1838,85
	D	0,1836	0,1969	0,2036	0,2035	0,1969	0,1835	0,1635	0,1368
	V,км/ч	16,098	32,197	48,295	64,394	80,492	96,591	112,689	128,788
Uк3 =	Pк,Н	1717,08	1841,26	1904,07	1903,63	1841,49	1716,55	1529,29	1279,65
1,357	Рw,Н	9,02	36,082	81,183	144,329	225,511	324,739	442,002	577,314
	Рк-Рw,H	1717,08	1841,26	1904,07	1903,63	1841,49	1716,55	1529,29	1279,65
	D	0,1278	0,137	0,1417	0,1416	0,137	0,1277	0,1138	0,0952
	V,км/ч	23,215	46,431	69,646	92,861	116,077	139,292	162,507	-
Uк4 =	Pк,Н	1190,7	1276,81	1320,36	1320,05	1276,96	1190,33	1060,47	-
0,941	Рw,Н	18,76	75,04	168,83	300,14	468,98	675,33	919,19	-
	Рк-Рw,H	1171,94	1201,77	1151,53	1019,91	807,98	515	141,28	-
	D	0,0872	0,0894	0,0857	0,0759	0,0601	0,0383	0,0105	-
	V,км/ч	27,864	55,729	83,593	111,457	139,322	167,186	-	-
Uк5 =	Pк,Н	992,04	1063,78	1100,07	1099,81	1063,91	991,73	-	-
0,784	Рw,Н	27,02	108,1	243,22	432,39	675,62	972,88	-	-
	Рк-Рw,H	965,02	955,68	856,85	667,42	388,29	18,85	-	-
	D	0,0718	0,0711	0,0638	0,0497	0,0289	0,0014	-	-
РΨ+РW,H		282,37	363,45	498,57	687,74	930,97	1228,23	-	-
		255,3543	255,3543	255,3543	255,3543	255,3543	255,3543	-	-

3.Оценка показателей разгона автомобиля

Показатели разгона автомобиля представляют собой графики ускорений, времени и пути разгона в функции скорости.

У
скорение j для разных передач и скоростей определяют по значениям D из табл.2, используя формулу:

где  =1,04 + 0.04 u_ki² предварительно рассчитывается для каждой передачи.

Расчетные данные для построения графика ускорений сводят, в табл.3, где приводятся значения величин, обратных ускорениям 1/j, которые будут использованы при определении времени разгона АТС.

Поскольку при максимальной скорости для автомобиля без ограничителя частоты вращения вала двигателя ускорение j=0, а обратная величина 1/j=, построение графика 1/j=f(v) ограничивают последней точкой, примерно соответствующей 0.9v_max. Для ВАЗ - 21083 это ограничение составляет 0,9*156=140 км/ч. Скорости 140 км/ч соответствуют значения j = 0,1761м/с² и 1/j = 5,6786c²/м.

Таблица 3

Результаты расчетов ускорений и величин обратных ускорениям

В
ремя разгона получают как интеграл функции

графическим интегрированием функции 1/j=f(v), используя график величин, обратных ускорениям. Для этого площадь под кривыми 1/j=f(v) в интервале от v_min до 0.9v_max разбивают на произвольное число участков. Переход с одной передачи на другую выбирают при равных или при наиболее близких значениях j и 1/j.При этом каждый участок будет ограничен частью оси абсцисс, частью кривой зависимости 1/j=f(v) и ординатами точек этой кривой, соответствующих начальной и конечной скоростям выбранного интервала. Площади этих участков представляют собой в определенном масштабе время разгона в соответствующем интервала скоростей на данной дороге.

Подсчитав площади участков и нарастающую сумму площадей, вычисляют время разгона, сводят расчеты в табл.4 и строят график времени разгона.

Таблица 4

Результаты расчетов времени разгона

П
уть разгона определяют по аналогии графическим интегрированием функции t=f(v), т.е. подсчетом соответствующих площадей графика времени разгона, поскольку

Методика расчета и построения аналогична предшествующей. Для этого площадь над кривой t=f(v) в интервале от v_min до 0.9v_max разбивают на произвольное число участков. Каждый участок ограничен частью оси ординат, частью кривой t=f(v) и абсциссами точек этой кривой, соответствующих начальной и конечной скоростям выбранного интервала. Площади этих участков представляют собой в определенном масштабе путь разгона в соответствующем интервале скоростей на данной дороге

Подсчитав площади участков и нарастающую сумму площадей, вычисляют путь разгона, сводят расчеты в табл.5 и строят график пути разгона.

Таблица 5

Результаты расчетов пути разгона

Параметр		Значение параметра
V,км/ч	6	43,5	69,3	89	119,5	140
Fsi,мм^2	0	643,5	1466,4	2057,9	5421	7785
ΣFsi,мм^2	0	643,5	2109,9	4167,8	9588,8	17373,8
S,м	0	123,75	405,75	801,5	1844	3341,12

4.График мощностного баланса автомобиля

Уравнения баланса мощности могут быть выражены через мощность двигателя Ne:

и
ли через мощность на колесах N_k:

где Nr - мощность, теряемая в трансмиссии; N_ ,Nw - мощность, расходуемая на преодоление соответственно суммарных дорожных сопротивлений и сопротивления воздуха; Nj - мощность, используемая для разгона.

Вначале вычисляют мощность на ведущих колесах N_k. Эту величину определяют через мощность Ne, развиваемую на коленчатом валу двигателя, с учетом потерь в трансмиссии

Значения мощностей N_ и Nw рассчитывают с использованием величин P_ и Pw , взятых из табл.2 для высшей передачи с целью обеспечения всего диапазона скоростей движения автомобиля:

Полученные значения величин N_ и Nw суммируют.

Из табл.2 берут также значения скоростей движения автомобиля на всех передачах, соответствующие принятым ранее величинам частоты вращения коленчатого вали двигателя. Данные расчетов сводят в табл.6 и по ним строят график мощностного баланса автомобиля.

На графике мощностного баланса строят следующие зависимости . мощностей от скорости движения автомобиля: N_e=f(v) - только для высшей передачи; N_k=f(v) - для всех передач; N_=f(v), N_+Nw=f(v).

Мощности Nr и Nj определяются на графике как разности Nr=Ne-Nk, Nj=Nk-(N_+Nw).

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.

Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Реферат

Любая тема

От 850 руб.

Контольная работа

Любая тема

От 850 руб.

Курсовая

Любая тема

От 1500 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Нужна помощь в написании работы?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Узнать цену

Страницы: 1 2