- •Методическое указание по выполнению курсовой работы на тему: «Динамический и экономический расчет автомобиля»
- •1. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля.
- •2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.
- •3. Определение передаточного числа главной передачи.
- •4. Подбор передаточных чисел коробки передач.
- •V vmax I II III IV 0,03 0,09 0,15 0,21 0,27 0,045 0,135 0,225 d 1,0 1,125 1,25 1,375 1,5
- •6. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля.
- •Ψ1 ψ2 ψ3 qs V vmax а б с а/ б/ с/
Методическое указание по выполнению курсовой работы на тему: «Динамический и экономический расчет автомобиля»
1. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля.
Мощноть NE двигателя, необходимую для движения нагруженного автомобиля с установившейся максимальной скоростью VA.MAX в заданных дорожных условиях, определяют по формуле:
,кВт (1)
где: VA.MAX – максимальная скорость движения автомобиля (по заданию), км/ч;
G – сила тяжести автомобиля с грузом, Н;
Ψ – приведенный коэффициент дорожного сопротивления;
к - коэффициент сопротивления воздуха, кг/м3;
F – площадь лобового сопротивления автомобиля, м2;
ηТР – механический КПД трансмиссии для режима максимальной скорости.
Площадь лобового сопротивления для грузовых автомобилей:
, м2 (2)
где: В – колея задних колес, м;
Н – габаритная высота автомобиля, м.
Для легковых автомобилей:
, м2 (3)
где: А – наибольший габаритный размер по ширине автомобиля, м.
Значения коэффициента сопротивления воздуха к эмпирические и принимаются из характеристики прототипа. В случае отсутствия этого коэффициента (устаревшая модель, некоторые грузовые автомобили) он принимается в следующих пределах:
к=0,20...0,30 – легковые автомобили с закрытым кузовом;
к= 0,35...0,60 – легковые автомобили с необтекаемой формой кузова;
к= 0,60...0,70 – грузовые автомобили;
к= 0,30...0,50 – автобусы.
Сила тяжести автомобиля определяется как:
,Н (4)
где: т0 – собственная (снаряженная) масса автомобиля (принимается по прототипу), кг;
тГ – масса перевозимого груза (по заданию), кг;
g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.
При проектировании для обеспечения необходимого динамического фактора в области средних эксплуатационных скоростей движения определяют максимальную мощность двигателя по формуле:
(5)
Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной мощности, определяется коэффициентом оборотности двигателя ηп , равным отношению частоты вращения коленчатого вала двигателя к соответствующей скорости движения автомобиля.
, отсюда (6)
Коэффициент оборотности принимают равным в пределах 35...50 в соответствии с прототипом автомобиля и расчетной максимальной мощностью двигателя.
2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.
С некоторой долей погрешности внешняя скоростная характеристика может быть определена и построена для четырехтактных двигателей с искровым зажиганием на основании следующих данных:
п, % |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
п, мин-1 |
|
|
|
|
nMAX |
|
NE, % |
20 |
50 |
73 |
92 |
100 |
92 |
NE, кВт |
|
|
|
|
NE.MAX |
|
Таким образом, получив в результате расчета NE.MAX и пМАХ и приняв их за 100%, можно рассчитать и графически построить внешнюю скоростную характеристику для двигателя проектируемого автомобиля.
На график также наносится кривая крутящего момента двигателя, каждая точка которой определяется по формуле:
, Н м (7)
где: ω – угловая скорость коленчатого вала, с-1.
, с-1 (8)
Кривая удельного расхода топлива двигателя ge строится согласно процентному распределению, указанному ниже в таблице:
n, % |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
n, мин-1 |
|
|
|
|
|
|
ge, % |
110 |
100 |
95 |
95 |
100 |
115 |
ge, г/кВт·ч |
|
|
|
|
|
|
За 100% удельного расхода топлива принимают для карбюраторного двигателя 300...330 г/кВт·ч.
Часовой расход топлива для каждого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя подсчитывается по формуле:
, кг/ч (9)
Примерная скоростная характеристика карбюраторного двигателя представлена на рисунке 1.
МКР
NE
GТ
ge
МКР,NE,
GТ,
ge n
Рисунок 1. Скоростная характеристика карбюраторного двигателя.