Теорія експлуатаційних властивостей автомобілів

 

Зміст

Вступ

. Визначення особливостей експлуатації і області застосування проектованого автомобіля

. Тяговий розрахунок автомобіля і визначення його тягово-швидкісних властивостей

.1 Вибір і обґрунтування конструктивних вихідних даних

.2 Визначення максимальної ефективної потужності двигуна

.3 Визначення передаточних чисел трансмісії

.4 Визначення показників тягово-швидкісних властивостей автомобіля

. Визначення показників експлуатаційних властивостей автомобіля

.1 Стійкість автомобіля

.2 Керованість автомобіля

.3 Паливна економічність автомобіля

.4 Плавність руху автомобіля

Висновок

Список використаної літератури

Додаток 1

Додаток 2

Додаток 3

Додаток 5

Додаток 6

Додаток 7

Додаток 8

Вступ

Вивчення курсу "теорія експлуатаційних властивостей автомобілів" направлено на надбання знань по експлуатаційних властивостях автомобіля і вироблення необхідних навиків їх оцінки безпосередньо привязаних до конкретних дорожніх умов руху.

Як відомо, ефективність роботи автомобіля визначається впливом техніко-експлуатаційних властивостей конструкції, повязаних з його рухом. До них відносяться тягово-швидкісні і гальмівні властивості, паливна економічність, стійкість руху, керованість, плавність руху і прохідність. Перераховані властивості визначаються окремо в певній послідовності. Однак слід відмітити про їх тісний звязок і про те, що зміна однієї з них призводить до зміни іншої, це необхідно врахувати і тому, що покращення однієї властивості може призвести до погіршення іншої.

В звязку з цим, особливе значення має пошук оптимальних рішень як при проектуванні автомобіля, так і при виборі режимів його руху в різних умовах експлуатації.

Визначаються вищеперераховані показники і техніко-експлуатаційні властивості автомобіля на основі закономірності руху автомобіля.

Як сам рух автомобіля, так і його можливість та характер обумовлюються взаємодією коліс автомобіля з опорною поверхнею кочення.

З метою закріплення теоретичних знань і вироблення практичних навиків аналізу основних експлуатаційних властивостей автомобілів проводяться необхідні розрахунки і будуються необхідні графіки, на яких показані експлуатаційні властивості автомобіля, що розраховується, згідно з завданням.

1. Визначення особливостей експлуатації і області застосування проектованого автомобіля

ВАЗ- 2106 "Жигулі" - малолітражний легковий автомобіль, малого класу, загального призначення, дорожньої прохідності, служить для перевезення пасажирів. Автомобіль призначений для експлуатації на дорогах з твердим покриттям, може експлуатуватися і на ґрунтових дорогах, здатний долати підйоми крутизною до 20° ( 36 %).

Корисне навантаження автомобіля 400 кг, місткість 5 чол. На вдосконалених дорогах автомобіль може працювати з причепом масою 300 кг, не обладнаним гальмами, або з причепом масою 600 кг, обладнаному гальмами.

Автомобіль - задньопривідний, з переднім поздовжнім розташуванням двигуна, має закритий чотиридверний, трьохоб'ємний несучий кузов типу седан і колісну формулу 4´2 (задні колеса ведучі).

Розроблений на Волзькому автомобільному заводі. Випускався з 1976 по 2006 рік.

Перший автомобіль ВАЗ- 2106 зійшов з III лінії головного конвеєра 21 лютого 1976 року. Коли в Тольятті освоїли виробництво моделі ВАЗ- 2106, яка була перероблена для вітчизняних умов експлуатації з FIAT 124 Speciale зразка 1972 року, то ніхто не міг і припустити , що саме вона стане найпопулярнішою і масової продукцією Волзького автозаводу.

ВАЗ- 2106 є рестайлінговою версією ВАЗ- 2103. Вона відрізняється від ВАЗ- 2103 могутнішим 80-сильним двигуном ВАЗ- 2106 робочим об'ємом 1,6 л , іншою схемою електроустаткування і зміненим оформленням кузова і салону. Покращена ергономіка , дизайн був спрощений і "осучаснений" за рахунок зменшення кількості хромованих елементів і збільшення пластикових .

У порівнянні з автомобілями " Москвич" ці 5-місні седани , що відрізнялися кращою динамікою і дійсно комфортабельним інтер'єром, були верхом комфорту і престижу для широких шарів автоаматорів СРСР. Наприкінці 1970 -х ВАЗ- 2106 відразу придбав славу шикарного і швидкісного автомобіля , але дорогого і менш практичного , ніж інші "Жигулі". Пристойна для того часу динаміка (максимальні 150 км/год і 16 с до 100 км/год), рельєфні сидіння з підголівниками , панель приладів з тахометром і прекрасна звукоізоляція - було що цінувати.

Свого часу, автомобіль користувався чималою популярністю у автоаматорів завдяки м'якому ходу, хорошій керованості, високій ремонтопридатності і відносній довговічності. За якістю збірки "шістка" займала одну з лідируючих позицій серед решти ВАЗівських машин.

У 1979 році завод налагодив випуск менш могутніх модифікацій ВАЗ- 21061 з 71-сильним двигуном ВАЗ- 2103 і ВАЗ- 21063 з 64-сильним двигуном ВАЗ- 21011 обємом 1,3л. З 1980 року почали вмонтовувати карбюратори Озон типу 2107. Зміна електрики у зв'язку із змінною технологією відбувалося постійно. У 1977-му машини почали оснащувати новими клемами і з'єднаннями проводки, а з 1986-го встановлюють нове реле.

У 1982 році проведена перша модернізація автомобіля. На ВАЗ- 2106 почали монтувати модернізовані 75-сильні ( по новому ГОСТу ) двигуни ВАЗ- 2106 . На задньому крилі по лінії молдінга перестали встановлювати світловідбивачі. У 1988-му модернізацію пройшла система випуску: у ній поставили прокладку і гайку одноразового користування. У 1990 році на ВАЗі освоїли свого роду комплектацію "Люкс" - ВАЗ- 21065 із стандартним двигуном ВАЗ-2106 з безконтактною системою запалення, карбюратором типу "Солекс" (21053-1107010-03), галогенними фарами, покращеною оббивкою салону і іншими підголівниками сидінь. Експортні модифікації ВАЗ-21064 зовні відрізнялися від ВАЗ-21065 бамперами з вбудованими покажчиками повороту і дещо іншою електричною схемою. З 1985 року спочатку на експортні модифікації, потім іноді і на "внутрішніх" почали встановлювати 5-ступінчасту коробку передач типу ВАЗ-2112, а пізніше - типу ВАЗ- 21074, що значно знижує витрату палива на трасі і шум від двигуна.

Технічні характеристики автомобіля ВАЗ-21063 подані в таблиці 1.1, габаритні розміри на рис. 1.1. а компоновочна схема автомобіля ВАЗ-21063 - на рис.1.2.

двигун трансмісія керованість автомобіль

Таблиця 1.1. Технічні характеристики автомобіля ВАЗ-21063

ПараметрЗначенняТип кузова (кількість дверей)седан (4)Кількість місць (спереду; заду)5 (2;3)Колісна формула (ведучі колеса)4х2 (задні)Габаритні розміри і масаДовжина4166Ширина1611Висота1440Об'єм багажного відділення, л345База, мм2424Колія коліс, мм: передніх1365задніх1321Кліренс, мм175Маса в спорядженому стані, кг1035Повна маса автомобіля, кг1435Місткість паливного бака, л39ДвигунМодельВАЗ-21011Типбензиновий, 4 циліндровий, 4 тактнийРобочий об'єм циліндрів, см31294Діаметр циліндра і хід поршня, мм79´66Ступінь стиску8,5Кількість клапанів8Система живленняКарбюраторСистема запалюванняКонтактнаМаксимальна потужність при частоті обертання колінчастого вала 5600 хв-1, кВт (к.с)по ГОСТ 1484647(63,5)по DIN 7002048 (65)Максимальний крутний момент при частоті обертання колінчастого вала 3400 хв-1, Н´м (кгс´м)91/3400по ГОСТ 1484693(9,5)по DIN 7002095(9,7)Порядок роботи циліндрів1-3-4-2Максимальна швидкість, км/год:143з повною масоюз одним пасажиром145Час розгону до 100 км/год, с:з повною масою21з одним пасажиром19Витрата палива, л/100 км: на трасі7,5по місту10,1при змішаному циклі8,7Паливобензин А-92ТрансмісіяЗчепленняоднодискове, сухе, з центральною натискною пружиною, привід включення зчеплення гідравлічний, з сервопружиною на педаліКоробка передачмеханічна, 4 ступінчаста, з синхронізаторами на всіх передачах переднього ходуПередаточні числа коробки передач: I передача3,7II передача2,10III передача1,36IV передача1,0передача заднього ходу3,53Карданна передачаДва вали з проміжною еластичною опорою, зєднуються з валом КПП еластичною муфтою. Головна передачаКонічна гіпоїднаПередаточне число головної передачі3,9Ходова частинаПередня підвіскаНезалежна на поперечних важелях з циліндричними пружинами, телескопічним гідравлічним амортизатором і стабілізатором поперечної стійкостіЗадня підвіскаЗалежна жорстка балка, звязана з кузовом одною поперечною і чотирма поздовжніми штангами, з циліндричними пружинами і телескопічними амортизаторамиКолесаДискові, штампованіРозмір обода175J-330 (5J-13)ШиниКамерні радіальні 165/80 R13 або175/70 R13ГальмаРобочі гальма:передніДисковіЗадніБарабанніПривід робочих гальмНожний гідравлічний двоконтурний з вакуумним підсилювачем Стоянкове гальмоРучний з тросовим приводом на колодки гальмівних механізмів задніх колісРульове керуванняРедуктор рульового механізмуглобоїдальний червяк з двогребеневим роликом, передатне число - 16,4Рульовий привідтриланковий, складається з однієї середньої і двох бокових тяг, сошки, маятникового і поворотного важелів

Рис. 1.1. Габаритні розміри автомобіля ВАЗ-21063

2.Тяговий розрахунок автомобіля і визначення його тягово-швидкісних властивостей

Основним завданням тягового розрахунку є визначення максимальної потужності двигуна Nemax і передавальних чисел трансмісії Uk, які зможуть забезпечити потрібні показники тягово-швидкісних властивостей.

2.1Вибір і обґрунтування конструктивних вихідних даних

Власна маса М0 визначається, виходячи з аналізу характеристик найбільш вдосконалених сучасних автомобілів. Власна маса заново створюваних автомобілів повинна бути зменшена в середньому на 10-20% в порівнянні з існуючими.

Орієнтовно власна маса автомобіля може бути визначена за допомогою коефіцієнта використання маси q, який являє собою відношення власної маси автомобіля М0 до його вантажопідйомності Nван, а саме, для легкових автомобілів:

,

де Мп - маса пасажирів, в тому числі водія, кг:

кг,

де n - кількість місць в автомобілі, в тому числі і водія, кг.

Повна маса легкового автомобіля:

кг.

Розподіл ваги повної маси Ма по осях автомобіля визначається координатами центра мас автомобіля:

Н;

Н,

де G1 і G2 - вага, яка приходиться на колеса, відповідно передньої і задньої осей автомобіля, H;

Н;

g=9.81 - прискорення вільного падіння;

L - база автомобіля.

По навантаженню на осі визначимо навантаження на окремі колеса осей:

Н;

Н,

де Gk1, Gk2 - вага, яка приходиться на одне колесо відповідно передньої і задньої осей автомобіля, H;- кількість коліс на осі.

Динамічний радіус колеса порівнюється із статичним радіусом, вказаним в заданих ГОСТах. Якщо відхилення не перевищує 3...5%, знайдену величину rд приймають для подальших розрахунків.

Вибирається радіус колеса rд 0,275метра.

ККД трансмії автомобіля визначається як добуток ККД її функціональних елементів:

,

де ?1×?2×…×?n - ККД функціональних елементів трансмісії.

Приймається ККД трансмісії ?м=0,92.

Фактор опору кочення повітря W визначається як добуток коефіцієнта обтічності К на площу поперечного перерізу автомобіля F:

.

2.2Визначення максимальної ефективної потужності двигуна

Максимальну ефективну потужність двигуна визначають, виходячи із його розрахункової потужності . Значення для проектованого автомобіля знаходиться, користуючись рівняннями балансу потужності для встановленого руху автомобіля із заданою максимальною швидкістю .

Таким чином, розрахункову потужність визначають за формулою:

кВт,

де - повна маса автомобіля, кг;

g - прискорення вільного падіння, м/ ;

- максимальна швидкість автомобіля, м/;

- коефіцієнт опору кочення, який визначається за формулою:

;

а1, а2, а3 = 1 - коефіцієнти, що характеризують протікання зовнішньої швидкісної характеристики бензинового двигуна;

= 1 - швидкісний коефіцієнт.

Одержані розрахункові значення потужності двигуна заокруглюють до найближчого цілого цілого числа; останньою цифрою якого являється нуль або п'ять.

Якщо одержане розрахункове значення потужності двигуна відрізняється не більше, ніж на 5% в бік зменшування від потужності існуючого двигуна, то для проектованого автомобіля використовують двигун, випущений вітчизняною промисловістю і в записці приводять його зовнішню швидкісну характеристику.

Так як одержане розрахункове значення потужності двигуна відрізняється не більше, ніж на 5 % в бік існуючого двигуна (потужність існуючого двигуна ВАЗ-21011 становить 47 кВт), вибирається двигун ВАЗ-21011 (зовнішня швидкісна характеристика подана в додатку 1).

2.3Визначення передаточних чисел трансмісії

Спочатку визначаються і - передаточні числа трансмісії проектованого автомобіля.

Значення знаходиться із умови забезпечення руху автомобіля з максимальною швидкістю при максимальній частоті обертання двигуна , користуючись формулою:

,

де - максимальна швидкість обертання колінчатого вала двигуна, ;

- швидкісний коефіцієнт;

- передаточне число вищої передачі;

- радіус кочення ведучого колеса автомобіля, приймається з достатньою точністю рівним динамічному радіусу;

- максимальна швидкість автомобіля, м/с.

Передаточне число головної передачі U0 визначають виходячи з того, що:

;

,

де - мінімальне передаточне число коробки переміни передач;

Вибирається остання передача прямою (Uk_min=1).

Максимальне передаточне число трансмісії , визначають із умови подолання автомобілем максимальні дорожнього опору:

= ,

де - максимальне значення коефіцієнта опору дороги.

Знайдену величину перевіряють, виходячи із можливості реалізації максимальної сили тяги при , при умові зчеплення ведучих коліс з полотном дороги, характерним коефіцієнтом зчеплення ??. Відповідно до цієї умови максимальне передаточне число трансмісії по умові зчеплення:

=

де ?? - коефіцієнт зчеплення, приймають рівним 0,6...0,8;

- вагове навантаження, яке приходиться на ведучі колеса автомобіля, Н.

При визначенні враховується перерозподіл навантаження по осях автомобіля в період його розгону. Так, для автомобіля з колісною формулою 4x2:

,

- коефіцієнт зростання навантаження на задню (ведучу) вісь автомобіля, рівний 1,5... 1,20.

Умова руху автомобіля без буксування

.

Якщо дана умова виконується, то значення знайдено вірно.

Після цього визначається передаточне число першої передачі

2.4Визначення показників тягово-швидкісних властивостей автомобіля

Розрахунки, необхідні для визначення тягово-швилкісннх властивостей автомобіля, проводяться з допомогою кривої - зовнішньої швидкісної характеристики двигуна з використанням розрахункових значень швидкості автомобіля, сили тяги, сили опору повітря, динамічного фактору, прискорення.

Швидкість автомобіля, при частоті обертання колінчастого вала двигуна 3400 об/хв., м/с:

для І передачі: м/с;

для ІІ передачі: м/с;

для ІІІ передачі: м/с;

для ІV передачі: м/с,

де - частота обертання колінчатого вала,;

- радіус кочення колеса rк=rд, м;

- передаточне число коробки передач на відповідній передачі;

- передаточне число головної передачі.

Сила тяги автомобіля, при частоті обертання колінчастого вала двигуна 3400 об/хв., H:

;

для І передачі: Н;

для ІІ передачі: Н;

для ІІІ передачі: Н;

для ІV передачі: Н,

де - крутний момент двигуна, Н?м;

- передаточне число головної передачі;

- передаточне число коробки передач на відповідній передачі;

- механічний ККД трансмісії;

- динамічний радіус колеса, м.

Сила опору повітря, при частоті обертання колінчастого вала двигуна 3400 об/хв., Н:

;

для І передачі: Н;

для ІІ передачі: Н;

для ІІІ передачі: Н;

для ІV передачі: Н,

де: - фактор обтичності, Н;

- швидкість автомобіля, м/с.

Надлишкова сила тяги автомобіля, при частоті обертання колінчастого вала двигуна 3400 об/хв., Н:

;

для І передачі: Н;

для ІІ передачі: Н;

для ІІІ передачі: Н;

для ІV передачі: Н.

Динамічний фактор автомобіля при частоті обертання колінчастого вала двигуна 3400 об/хв.:

;

для І передачі: ;

для ІІ передачі: ;

для ІІІ передачі: ;

Для ІV передачі: ,

- сила ваги від повної маси автомобіля, Н.

Прискорення автомобіля, при частоті обертання колінчастого вала двигуна 3400 об/хв., м/:

для І передачі: м/с2;

Для ІІ передачі: м/с2;

Для ІІІ передачі: м/с2;

Для ІV передачі: м/с2,

де - коефіцієнт опору дороги, для забезпечення запасу сили тяги при русі автомобіля на прямій передачі приймають ;

?? - коефіцієнт врахування інерції обертових мас.

З достатньою для розрахунку точністю можна прийняти

??=1,03

Розрахунки проводяться в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - результати розрахунків тягово-швидкісних властивостей автомобіля ВАЗ-21063

Номер передачіПередаточне числоВеличина, що визначаєтьсяЧастота обертання двигуна nN, хв-1 Відповідні їм значення Me, H?м120017502300285034003950450050505600407079859183776356123456789101112І3,7VаІ, м/с2,333,44,485,556,627,698,769,8310,9PPІ, Н1980,513465,893911,514208,584505,664109,563812,483119,32772,71PWІ, Н1,523,245,628,6212,2716,5621,4927,0633,27PаІ, Н1978,993462,653905,894199,964493,3940933790,993092,242739,44DІ0,14060,2460,27750,29830,31920,29080,26930,21970,1946JаІ, м/с21,1492,1522,4532,6512,852,5792,3741,9021,663ІІ2,1VаІІ, м/с4,1167,889,7711,6613,5415,4317,3119,2PPІІ, Н1124,071967,132220,042388,652557,272332,452163,841770,411573,7PWІІ, Н4,7310,0817,3926,7338,0751,3366,6683,9103,22PаІІ, Н1119,341957,052202,652361,922519,22281,122097,181686,511470,48DІІ0,07950,1390,15650,16780,1790,1620,1490,11980,1045JаІІ, м/с20,5671,1331,31,4081,5141,3521,2290,9510,805ІІІ1,36VаІІІ, м/с6,359,2612,1715,091820,9123,8226,7329,64PPІІІ, Н727,971273,951437,741546,941656,131510,541401,341146,551019,16PWІІІ, Н11,2924,0141,4763,7690,72122,42158,87200,06245,99PаІІІ, Н716,681249,941396,271483,181565,411388,121242,47946,49773,17DІІІ0,05090,08880,09920,10540,11120,09860,08830,06720,0549JаІІІ, м/с20,2940,6550,7540,8130,8690,7490,6510,450,332ІV1VаIV, м/с8,6412,616,5620,5224,4828,4432,436,3540,31PPIV, Н535,27936,731057,161137,451217,751110,691030,4843,05749,38PWIV, Н20,944,4576,79117,9167,8226,47293,93369,97454,97PаIV, Н514,37892,28980,371019,551049,95884,22736,47473,08294,41DIV0,03650,06340,06960,07240,07460,06280,05230,03360,0209JаIV`, м/с20,1570,4130,4720,4990,520,4080,3080,130,009

За даними таблиці будується динамічна характеристика (додаток 2) і графік прискорень автомобіля (додаток 3).

Графік часу (додаток 4) і шляху розгону (додаток 5) автомобіля (мал. 1г) будують на основі графіка прискорень автомобіля графо-аналітичним методом.

На графіку прискорень автомобіля виділяються ділянки руху автомобіля, які відповідають його розгону на 1-й, 2-й, 3-й, 4-й передачах. Потім кожну із цих ділянок розбивають на пять рівних інтервалів. Границі інтервалів і ділянок швидкості позначають послідовно і т. д., а відповідні їм значення прискорень позначають і т. д.

Час розгону автомобіля визначають для кожного інтервалу швидкостей:

Після чого для кожного інтервалу швидкостей визначають шлях розгону автомобіля по виразу:

Розрахунок часу і шляху розгону автомобіля, після чого і побудову графіків проводиться в табл.2.2.

Таблиця 2.2 - Розрахунок часу і шляху розгону автомобіля

ВеличинаШвидкість Vа, м/сПриско-рення Jа, м/с2Час розгону tі, сСумарний час розгону tр = ? ti, с Шлях розгону в інтервалі Sі, мСумарний шлях розгону SР = ? Si,мІнтервали швидкості121,23,333,333,333,33242,251,164,493,486,81362,70,815,34,0510,8647,91,350,946,246,5317,3959,81,471,357,5911,9529,34611,91,481,429,0115,4144,757141,31,5110,5219,5564,3815,90,851,7712,2926,4690,76918,10,92,5114,842,67133,431020,10,752,4217,2246,22179,651122,10,62,9620,1862,46242,1112240,563,2823,4675,6317,711325,90,53,5827,0489,32407,031428,10,474,5431,58122,58529,611530,20,454,5736,15133,22662,8316320,3914,2840,43133,11795,941733,90,315,4245,85178,59974,5318360,247,6453,49267,021241,5519380,111,7665,25435,121676,6720400,0136,36101,611418,043094,71

Сумарний час і шлях розгону автомобіля до швидкості i-го інтервалу визначають сумою часу і шляху розгону на всіх попередніх інтервалах швидкості:

Згідно з ГОСТ 22895-77 "Гальмівні системи автотранспортних засобів" оціночними показниками динамічності автомобіля при гальмуванні являється сповільнення і шлях гальмування які визначають із залежностей

м/с2;

м,

де - коефіцієнт зчеплення коліс з полотном дороги;

- кут нахилу полотна дороги, град;

? - коефіцієнт опору кочення.

- швидкість автомобіля, з якої проводиться гальмування (приймається із ГОСТ 22895-77).

3.Визначення показників експлуатаційних властивостей автомобіля

3.1Стійкість автомобіля

В якості оціночних показників поперечної стійкості автомобіля приймають критичну швидкість руху по кривій, виходячи із умови бокового перекидання і бокового ковзання (заносу) . які визначають, відповідно, за формулами:

де ?? = 9.81 м/- прискорення сили ваги;

R - радіус кривої полотна дороги, м;

В - колія автомобіля, м;

- висота центра маси автомобіля, м;

??=0,7 - коефіцієнт зчеплення.

Задається декілька значень радіуса кривої полотна дороги від 20 до 100м, визначаються критичні швидкості руху автомобіля, дані заносяться до таблиці 3.1, по яких будується графік поперечної стійкості (додаток 6). Користуючись даними одержаного графіка, визначаються критичні швидкості руху автомобіля при R=50м.

Таблиця 3.1 - поперечна стійкість автомобіля

R, Н2030405060708090100Vпер, м/с15,4618,9421,8724,4526,7828,9330,9332,834,58Vб.к., м/с11,7214,3516,5718,5320,321,9223,4424,8626,2

При радіусі кривої полотна дороги 50 м критична швидкість бокового перекидання - 24,45 м/с, бокового заносу - 18,53 м/с.

3.2Керованість автомобіля

Для досягнення хорошої керованості повинні виконуватись наступні умови:

керовані колеса при повороті автомобіля повинні котитися без бокового ковзання;

привід керування повинен забезпечувати правильне співвідношення між кутами повороту керованих колів;

геометричні розміри направляючих елементів підвіски і характеристики пружних властивостей підвіски і шин повинні бути підібрані таким чином, щоб кути відведення передньої і задньої осей знаходиться в заданих співвідношеннях;

повинна бути забезпечена необхідна стабілізація керованих коліс і запобігання їх коливання.

в механізмі керування повинно бути забезпечено зворотній звязок, що дозволяє водію оцінити величину і напрямок сил, діючих на керовані колеса.

Ступінь відповідності конкретної конструкції автомобіля кожній вимозі оцінюється наступним показником: критичною швидкістю по умові керованості , яка являє собою максимальну швидкість руху,тобто швидкість, з якою автомобіль може повертати без поперечного ковзання керованих коліс.

Величину визначають із залежності, м/с:

де =0,6 - коефіцієнт зчеплення шин з дорогою;

- коефіцієнт опору кочення;- база автомобіля, м;

- максимальний середній кут повороту керованих коліс автомобіля; звичайно = (0,62…0,7) рад. Приймається = 0,62 рад.

Якщо автомобіль рухається зі швидкістю, більшою, ніж то керовані колеса будуть проковзувати в поперечному напрямку і поворот їх на ще більший кут не змінить загального напрямку руху автомобіля.

Величину (рис. 3.1) розраховують за формулою:

,

де: - кути відведення коліс, відповідно, передніх і задніх осей, рад:

рад;

рад;

, - коефіцієнти опору відведення одного колеса відповідно передньої і задньої осей, H/рад.

- бокові сили, що діють на колеса відповідно передньої і задньої осей автомобіля при його русі по закругленням вулиць і доріг.

Величини для коліс сучасних автомобілів наступні:

легкові автомобілі - 15000... 40000;

Крайні значення бокових сил на колесах передньої і задньої осей, при яких колеса котяться ще без бокового ковзання, визначаються з використанням залежностей:

Н;

Н;

- сили зчеплення коліс, відповідно, передньої і задньої осей з полотном дороги, Н:

Н;

Н;

сили ваги від повної маси автомобіля, яка приходиться, відповідно, на передню і задню осі автомобіля, Н;

?? - коефіцієнт зчеплення, який приймають в розрахунках рівним 0,6.

Після визначення кутів відведення коліс розраховують радіус і співставляють його з радіусом повороту автомобіля з жорсткими в бічному напрямку колесами (див. рис. 3.1):

.

Оскільки , то поворотливість автомобіля нормальна. Тоді критична швидкість по умові бокового відведення коліс осей відсутня.

3.3Паливна економічність автомобіля

Оціночними показниками паливної економічності являється загальний розхід палива ?л, віднесений до довжини пройденого шляху.

Залежність витрати палива в літрах на 100км від швидкості руху автомобіля і коефіцієнта опору дороги при русі називають паливно-економічною характеристикою автомобіля, яку можна побудувати, користуючись методикою, розробленою І.С. Шлипре. Згідно з цією методикою витрата палива g (л/100км) визначаються за допомогою рівняння:

,

де - ефективна витрата палива двигуна при максимальній потужності, г/кВт·год;

для карбюраторних двигунів =(330…350) г/кВт·год;

- коефіцієнт, враховуючий зміну питомих витрати;

- коефіцієнт, враховуючий зміну в залежності від ступеня використання потужності двигуна;

- ККД трансмісії двигуна;

- густина палива, кг/м3;

- сила опору, Н;

- сила опору повітря, Н.

Наближені значення коефіцієнтів, одержаних І.С. Шлипре, показано на рис. 3.2.

Для побудови паливно-економічної характеристики задаються декілька значень ? і по відомій величині ?л (див. зовнішню характеристику двигуна) визначається відношення , після чого на рис. 3.2. знаходиться . За даними табл. 2.1. визначаються для прийнятих значень швидкості і відповідні їм значення сили опору повітря на прямій передачі. Сила опору дороги розраховується за формулою:

,

Де - опір дороги (в завданні =0,03).

По силах опору повітряного середовища і дороги визначається для прийнятих значень швидкості руху ступінь використання потужності В двигуна по залежності:

,

де - задане значення потужності двигуна, яке приймається для даної частоти обертання із табл.2.1.

Після чого для кожного значення В за рис. 3.1 знаходиться коефіцієнт , а потім визначається певній швидкості руху.

Розрахунки паливної економічності проводяться в табл. 3.2.

Таблиця 3.2 - паливна економічність автомобіля

ВеличинаЗначення?120017502300285034003950450050505600Коб1,0910,920,880,850,830,880,930,94V08,6412,616,5620,5224,4828,4432,436,3540,31Ne1523303740,543454647PW20,944,4576,79117,9167,8226,47293,93369,97454,97B0,280,280,30,330,390,470,560,680,82Кв0,970,970,950,890,80,750,70,710,79gS6,656,426,1965,695,736,267,429,24

Зєднуючи окремі точки плавною кривою, будується паливно-економічна характеристика автомобіля (див. додаток 7). Після чого по паливно-економічній характеристиці визначається витрата палива (л/100км) при заданій швидкості руху Vа = 15 м/с.

При швидкості руху автомобіля 15 м/с витрата палива становить 6,5 л/100 км.

3.4Плавність руху автомобіля

Основним оціночним показником плавності руху автомобіля являється частота вільних коливань підресорних і не підресорних мас, а також швидкість, прискорення і швидкість зміни прискорення підресорних мас при коливаннях автомобіля. Частоту вільних коливань підресорних мас визначають по залежності, Гц:

;

Гц; Гц;

де - статичний прогін підвіски, м;

;

;

G - статичне вагове навантаження на підвіску даного моста, Н;

Е - жорсткість підвіски, .

Плавність руху автомобілів рахується задовільною, якщо частота власних коливань підресорних мас Гц. При цьому статичний прогин підвіски складає 0,08…0,13м (менше значення для задньої підвіски, більше передньої).

Після вибору та обґрунтування статичного прогину визначається дійсна частота вільних коливань підресорних мас, звязаних з передньою і задньою підвісками.

Знайдені частоти характеризують вільні коливання підресорних мас автомобіля, які припадають на підвіски переднього і заднього мостів, і називаються низькими.

Маси мостів автомобіля не підресорні і здійснюють високочастотні вільні коливання, обумовлені жорсткістю шин, Гц:

;

Гц;

Гц,

де - сумарна жорсткість шин даного моста [6, C.45-46], Н·м-1;

- маса моста, яка може бути прийнята рівною 0,1 (передній міст) і 0,15 (задній міст) від маси спорядженого автомобіля, яка припадає на відповідні мости.

Крім вільних коливань, автомобіль здійснює і вимушені. Вимушені коливання, які виникають в результаті нерівності дороги, мають частоту, Гц:

,

де - швидкість руху автомобіля, м/с; S - довжина хвиль нерівностей, м; на дорогах з твердим покриттям перебільшує довжини хвиль від 0,5 до 5,0м.

Розрахунки вимушених коливань проводяться у вигляді таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 - розрахунок вимушених коливань автомобіля

ВеличинаДовжина хвиль, м0,511,522,533,544,55Vн п, м/с0,761,512,273,023,784,535,296,046,87,55Vн з, м/с0,841,672,513,344,185,015,856,687,528,35Vш п, м/с3,16,29,312,415,5118,6121,7124,8127,9131,01Vш з, м/с3,246,489,7212,9616,219,4422,6825,9229,1632,4

За результатами таблиці 3.3 будується графік залежності резонансних швидкостей руху автомобіля від довжини нерівностей (додаток 8).

За результатами графіка залежності резонансних швидкостей руху автомобіля від довжини нерівностей визначаються швидкості автомобіля, при яких відбуваються резонансні коливання при довжині хвиль 3,5м, довжина хвиль, при якій відбуваються резонансні коливання при швидкості автомобіля 10 м/с.

При довжині хвиль 3,5 м відбуваються резонансні коливання підресорених коліс передньої підвіски при швидкості 5 м/с, підресорених коліс задньої підвіски при швидкості 6 м/с; непідресорених коліс передньої підвіски при швидкості 22,2м/с; непідресорених коліс задньої підвіски при швидкості 23 м/с. При швидкості 10 м/с відбуваються резонансні коливання непідресорених коліс передньої підвіски при довжині хвиль 1.6 м; непідресорених коліс задньої підвіски при довжині хвиль 1.5 м.

Після визначення частот вільних коливань і резонансних швидкостей руху в курсовій роботі розраховують швидкість, прискорення і швидкість зміни прискорення підресорної маси над передньою і задньою підвісками при їх коливаннях.

Швидкість коливань підресорної маси:

;

;

;

;

.

Прискорення при коливаннях:

;

;

;

;

.

Швидкість зміни прискорень при коливаннях:

;

;

;

;

.

В наведених виразах висоту нерівності приймають рівною 0,05м.

Висновок

Автомобільний транспорт є однією з важливих галузей господарства, забезпечує поряд з іншими видами транспорту виробництво та обіг продукції промисловості і сільського господарства, потреби будівництва, задовольняє потреби населення в перевезеннях, а також сприяє зміцненню оборони України. Автомобільний транспорт - це найбільш маневрений і ефективний вид транспорту для перевезення масових вантажів дрібними партіями на близьку відстань. Цей вид транспорту розпочинає і закінчує транспортний процес на морському, річковому і залізничному транспорті. Автотранспорт забезпечує функціонування і територіальну організацію всіх галузей народного господарства, і насамперед, галузей АПК, які займають важливе місце в економіці України.

В даній курсовій роботі описувалися технічні характеристики автомобіля ВАЗ-21063. Проведено тяговий розрахунок цього автомобіля.

Під час виконання даної курсової роботи я навчився визначати тягово-швидкісні і експлуатаційні показники і властивості автомобіля. Розвинув навики конструювання, роботи з конструкторською документацією. В роботі над курсовою роботою використовував засоби обчислювальної техніки. Зокрема застосовувались текстовий і табличний редактори Microsoft Word та Excel, система автоматизованого проектування AutoCad, широко використовувався Internet.

Список використаної літератури

1.Я.Ю. Білоконь, С.О. Войцехівський, А.І. Окоча, М.В. Горкун, В.В. Новицький, О. А. Тимковський Автотранспортні засоби категорій "В" і "С" - Київ "Арій", 2009.

2.Токаренко В.М. Практикум по устройству, техническому обслуживанию и ремонту автотранспорта. К.: "Урожай", 1989.

.Техническое обслуживание и ремонт машин. М.: Высшая школа, 1979.

.Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Высшая школа, 1975.

5.Фалькевич. Теорія автомобіля, 1962.

Додаток 1

Додаток 2

Додаток 3

Додаток 4

Додаток 5

Додаток 6

Додаток 7

Додаток 8

Зміст Вступ . Визначення особливостей експлуатації і області застосування проектованого автомобіля . Тяговий розрахунок автомобіля і визначення йог

Больше работ по теме: