Федеральное агентство по образованию

Восточно-Сибирский государственный технологический

университет

Тяговый расчет автомобиля

методические указания к выполнению курсовой работы

по курсу «Теория эксплуатационных свойств автомобиля»

для студентов дневного и заочного обучения специальности

190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Составители: Быков А.В., Алексеев В.М.

Издательство ВСГТУ

Улан-Удэ 2005

А.В. Быков

“Тяговый расчет автомобиля”, методические указания к выполнению курсовой работы по курсу “Теория эксплуатационных свойств автомобиля”. с. 36, рис. 9, табл. 16, Улан-Удэ, 2005 г.

В методических указаниях излагаются основы расчета тягового баланса и динамики разгона автомобиля. Даны методики построения графиков тягового баланса в функции изменения скорости движения автомобиля, а также топливно-экономической характеристики.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальностям 190601 “Автомобили и автомобильное хозяйство” и ” и 190603 “Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)”.

© Восточно-Сибирский государственный технологический университет, 2005 г.

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	4
1.	Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя	4
2.	Тяговый баланс автомобиля	8
3.	Динамический фактор автомобиля	12
4.	Характеристика ускорений автомобиля	15
5.	Характеристика времени и пути разгона автомобиля	17
6.	Мощностной баланс автомобиля	19
7.	Топливно-экономическая характеристика автомобиля	21
8.	Варианты заданий	25

Введение

Целью курсовой работы является закрепление знаний по основным разделам курса “Теория автомобиля”, а также привитие навыков самостоятельного исследования эксплуатационных свойств автотранспортных средств. В процессе выполнения курсовой работы студенты знакомятся с характеристиками и параметрами автомобилей, анализируют характер изменения эксплуатационных качеств в зависимости от дорожных, нагрузочных и конструктивных условий.

Курсовая работа включает в себя расчетный материал и графики. Каждый график выполняется на отдельном листе миллиметровой бумаги размером 297х210 (формат А4). Необходимо стараться разместить графики во весь лист. При этом следует соблюдать удобный масштаб так, чтобы расчетным значениям величин 0,1; 1; 10; и т.д. соответствовало на графике расстояние 5; 10; 15 мм.

Расчетная и графическая части брошюруют вместе, причем графическая часть располагается за расчетной. Все графики строят карандашом по лекалам.

1. Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляющая собой зависимость эффективной мощности - N_e , [кВт]; эффективного крутящего момента - M_e, [Нм]; удельного расхода топлива - g_e , [г/кВтч]; часового расхода топлива - G_T, [кг/ч], от частоты вращения коленчатого вала ne, [об/мин], при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.

Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:

, [кВт] (1.1)

где: N_{e max} - максимальная эффективная мощность двигателя, [кВт];

n_e - текущая частота вращения, [об/мин];

n_N - частота вращения при максимальной мощности, [об/мин].

Коэффициенты а, b, с зависящие от типа и конструкции двигателя приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Тип двигателя	Коэффициент
	а	b	с
Бензиновый	1	1	1
Дизельный	0,5	1,5	1

Чтобы воспользоваться формулой Лейдермана, необходимо определить значения наименьшей устойчивой - n_{e min} , и максимальной - n_{e max}, частот вращения коленчатого вала двигателя. Наименьшую, устойчивую частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной - n_{e min} = 0,13 n_N , а у дизеля - n_{e min} = 0,2 n_N , [об/мин].

Максимальную частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной - n_{e max} = 1,2 n_N , а для дизеля - n_{e max} = 1,05 n_N , [об/мин].

С целью облегчения расчетов, полученные значения n_{e min} и n_{e max} следует округлить до ближайшей сотни об/мин.

Для получения зависимости N_e = f(n_e), весь диапазон частот вращения коленчатого вала двигателя от n_{e min} до n_{e max} следует разбить примерно на 10 значений (обычно через 200, 300, 400 или 500 об/мин). Для каждого значения n_e , с использованием уравнения Лейдермана, необходимо определить значения эффективной мощности двигателя N_e по формуле (1.1) и занести результаты расчетов в первую строку таблицы 1.2. Исходные данные для расчета внешней скоростной характеристики двигателей приведены в таблице 8.1.

Таблица 1.2.

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя, марки ......

№ строки	Параметры внешней скоростной характеристики двигателя	Значения частот вращения ne , [об/мин]
		ne min	1000	1500	.	5500	ne max
1	Ne, [кВт]
2	Ne, [кВт]
3	Me, [Нм]
4	Me, [Нм]
5	ge, [г/кВтчас]
6	GТ, [кг/час]

Следует помнить, что часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность N_e - так называемая мощность нетто, используется для движения автомобиля. Поскольку вышеназванные потери мощности обычно составляют 10 – 15%, для определения мощности нетто воспользуемся выражением:

N_e = 0,9N_e, [кВт]. (1.2)

Еще одним неотъемлемым графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости эффективного крутящего момента двигателя М_e = f(n_e). Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:

, [Нм]. (1.3)

Аналогично с мощностью, часть эффективного крутящего момента двигателя - M_e затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент нетто - М_e, используется для движения автомобиля. Для определения момента нетто воспользуемся выражением:

М_e = 0,9  М_e , [Нм] (1.4)

Еще одним графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости удельного расхода топлива двигателя g_e = f(n_e). Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида:

, [г / кВтч] (1.5)

для дизельных двигателей:

, [г / кВтч] (1.6)

где: g_{e min} – минимальный удельный расход топлива [г / кВтч].

Последним из графиков внешней скоростной характеристики двигателя является график часового расхода топлива. Для его построения используют полученные значения удельного часового расхода топлива и выражение вида:

, [кг/ч] (1.7)

Полученные результаты расчета занесите в таблицу 1.2.

Далее, на основе результатов расчетов таблицы 1.2, строят графики внешней скоростной характеристики двигателя, аналогичные, представленным на рис. 1.1.

На графике внешней скоростной характеристики должны быть отмечены:

Максимальная мощность нетто - N_e, [кВт];

Максимальный крутящий момент нетто - M_e, [Нм];

Минимальный удельный расход топлива - g_{e min}, [г / кВтч];

Частоты ne вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие:

- максимальной мощности двигателя n_N , [об/мин];

- максимальному крутящему моменту n_M , [об/мин];

- минимальному удельному расходу топлива n_g , [об/мин].

При наличии на двигателе ограничителя или регулятора частоты вращения коленчатого вала, графики внешней скоростной характеристики: строят с учетом их работы. Для построения линий, иллюстрирующих работу ограничителя (регулятора) – следует учитывать, что он срабатывает не мгновенно, а линейно, до увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя на 5% от ее номинального значения n_N . Типовые графики внешней скоростной характеристики двигателя с ограничителем частоты вращения коленчатого вала представлены на рисунке 1.2.

В дальнейшем, регуляторная ветвь изображается также на графиках тягового и мощностного балансов, графиках динамического фактора и ускорений.

Рис. 1.1 Внешний вид внешней скоростной характеристики двигателя без регуляторной ветви

Рис. 1.2 Внешний вид внешней скоростной характеристики двигателя с регуляторной ветвью