Общие сведения

Исходные данные

1.1 Тип автомобиля (легковой, грузовой, автобус)

1.2 Марка автомобиля

1.3 Колесная формула

1.4 Ведущие колёса (передние, задние, полноприводные)

1.5 масса автомобиля

1.6 Масса на передний мост

1.7 Масса на средний мост

1.8 Масса на задний мост

1.9 Двигатель (карбюраторный или дизельный)

1.10 Тактность (2-х тактный или 4-х тактный)

1.11 Минимальная частота вращения коленчатого вала (65-70 с^-1)

1.12 Максимальная мощность, кВт

1.13 Частота вращения при максимальной мощности, об/мин

1.14 Частота вращения при максимальном крутящем моменте, об/мин

1.15 Габариты автомобиля:

высота, м

ширина, м

колея, м

1.16 Коэффициент сопротивления качению f=0,020

1.17 Коэффициент обтекаемости:

к_в=0,5-0,7 – автобус

к_в=0,3-0,4 – грузовой автомобиль

к_в=0,15-0,3 – легковой автомобиль

1.18 Посадочный диаметр обода колеса, дюйм

1.19 Ширина профиля, мм

1.20 Число карданных шарниров

1.21 КПД коробки передач (η_кп=0,96-0,98)

1.22 КПД раздаточной коробки (η_рк=0,94-0,96)

1.23 КПД главной передачи (η₀=0,96-0,97)

1.24 КПД колёсной передачи (η_кл.п=0,96-0,98)

1.25 Число передач в КП

1.26 Передаточные числа КП

1.27 Число передач в РК

1.28 Передаточные числа РК

1.29 Общее передаточное число главной передачи

1.30 Коэффициенты для определения δ – коэффициента учёта вращающихся масс:

G₁=0,03-0,05

G₂=0,04-0,06

Общие сведения

2.1 Построение внешне скоростной характеристики двигателя

Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость основных показателей работы двигателя от угловой скорости вращения коленчатого вала при положении органов управления, обеспечивающей максимальную подачу топлива.

Для построения внешней скоростной характеристики необходимо построить график зависимости эффективного крутящего момента и эффективной мощности от скорости вращения коленчатого вала, т.е.

Для определения эффективной мощности воспользуемся формулой С.Р.Лейдермана:

(1)

где N_{e max} – максимальная мощность двигателя, кВт;

ω_N – Угловая скорость при максимальной мощности, с^-1;

a, b, c – поправочные опытные коэффициенты.

Для 4-х тактных карбюраторных двигателей a=b=c=1.

Для 4-х тактных дизельных двигателей a=0,53, b=1,56, c=1,09.

Определение крутящего момента М_е производится по формуле:

(2)

где N_e – эффективная мощность, Вт;

ω_е – угловая скорость вращения коленчатого вала при этом значении N_e, с^-1.

Принимая к расчёту различные значения угловой скорости вращения коленчатого вала, ω_е по формулам(1) и (2) находим значения соответствующих N_e и М_е. По полученным данным строим внешнюю скоростную характеристику в интервале скоростей от 65..70 с^-1 до ω_N.

Примерный вид характеристики представлен на рис.1.

На графике необходимо указать следующие характерные точки:

1. ω_N – угловую скорость, соответствующую максимальной мощности;

2. ω_М – угловую скорость, соответствующую максимальному крутящему моменту.

2.2 Построение тяговой характеристики автомобиля

Тяговая характеристика – это зависимость силы тяги от скорости движения автомобиля.

Для построения тяговой характеристики значение силы тяги при различных скоростях вращения коленчатого вала на различных передачах КП и РК по формуле:

(3)

где r_K – радиус качения колеса, м;

U_o – общее передаточное число главной передачи;

U_КП – передаточное число КП;

U_РК – передаточное число раздаточной коробки;

η_ТР – КПД трансмиссии.

Радиус качения колеса определяется по формуле:

(4)

где d – посадочный диаметр по ободу, дюйм;

В – ширина профиля колеса, мм.

КПД трансмиссии определяется по формуле:

(5)

где η_КП – КПД КП (принимаем 0,96-0,98);

η_РК – КПД РК (принимаем 0,94-0,96);

η_О – КПД главной передачи (принимаем 0,9-0,96);

η_кард.п – КПД карданной передачи;

(6)

где m – число карданных шарниров;

η_к.ш – КПД карданного шарнира (принимаем 0,995).

Определяем значение скорости движения автомобиля в зависимости от числа поворотов коленчатого вала и передаточного числа коробки передач, а также передаточного числа раздаточной коробки:

(7)

По полученным данным строим зависимость тяговой силы от скорости движения автомобиля на различных передачах КП и РК.

Примечание: линии зависимости для различных ступеней раздаточной коробки желательно выполнить разным цветом.

Примерный вид характеристики представлен на рисунке 2.

2.3 Построение динамического паспорта автомобиля

Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования.

Динамическая характеристика представляет собой зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля.

Динамический фактор определяется по формуле:

(8)

где G_а – полный вес автомобиля, Н;

Р_В – сила сопротивления воздуха, Н.

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:

(9)

где к_В – коэффициент сопротивления воздуха, Н·с²/м⁴;

F – лобовая площадь автомобиля, м².

Лобовая площадь автомобиля определяется по формулам:

для грузовых автомобилей

(10)

для легковых автомобилей и автобусов

(11)

где H – высота автомобиля, м;

В – ширина колеи автомобиля, м;

В₁ – наибольшая ширина автомобиля, м.

Подставляя в формулу (8) значения Р_Т и Р_В, при соответствующих скоростях, найдём значения динамического фактора D_а.

По полученным данным строим динамическую характеристику, т.е.:

Затем дополняем её номограммой нагрузок. Для этого продлеваем ось абсцисс влево и откладываем на ней отрезок длиной 5÷10 см. На этом отрезке наносим шкалу загрузки автомобиля в процентах. Через нулевую точку загрузки проводим вертикальную ось, параллельную оси D_a, наносим на ней шкалу динамического фактора D₀ для разгруженного автомобиля. Определяем масштаб для шкалы D_o по формуле:

(12)

где а_а – масштаб шкалы для D_а;

G₀ – собственный вес автомобиля, Н;

G_а – полный вес автомобиля, Н.

Равнозначные деления шкал D₀ и D_a соединяем прямыми линиями.

Полученную динамическую характеристику с номограммой нагрузок необходимо дополнить графиком контроля буксования. Для этого определяем динамический фактор по условиям сцепления шин с дорогой для порожнего и полностью загруженного автомобиля по следующим формулам:

(13)

где G_a2 – вес, приходящийся на ведущие мосты полностью загруженного автомобиля, Н;

G_о2 - вес, приходящийся на ведущие мосты полностью разгруженного автомобиля, Н;

G_a, G_о – вес, соответственно, полностью загруженного и разгруженного автомобиля, Н;

Φ – коэффициент сцепления шин с дорогой.

Данные расчета по формулам (13) сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Затем значение D_а^сц откладываем по оси D_о. Точки соответствующие одинаковым значениям φ на обоих осях соединяем штриховыми линиями, над которыми надписываем соответствующее значение φ.

Примерный вид динамического паспорта представлен на рисунке 3.

2.4 Построение графика ускорений

Графиком ускорений называют зависимость ускорения автомобиля от скорости его движения на различных передачах, т.е. а=f(υ_а).

Ускорение автомобиля во время разгона определяют для случая движения автомобиля по горизонтальной дороге с твёрдым покрытием хорошего качества при максимальном использовании мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колёс. Ускорение определяется по формуле:

(14)

где f – коэффициент сопротивления дороги, (принимаем для твёрдого покрытия хорошего качества f=0,020);

g – ускорение свободного падения g=9,81м/с²;

δ – коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент учёта вращающихся масс δ_вр определяется по формуле:

(15)

где G₁, G₂ – поправочные коэффициенты (принимаем G₁=0,03÷0,05, G₂=0,04÷0,06).

По формулам (14) и (15) для различных значений угловой скорости коленчатого вала, передаточных чисел КП и РК определяем значения ускорения и по полученным данным строим график ускорений.

Примерный его вид представлен на рисунке 5.