Определение полной массы автомобиля

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Введение

Данная курсовая работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам "Теория движения автомобиля", "Автомобили" (ч, 2) и "Технические средства и их эксплуатационные свойства".

При выполнении курсовой работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-2105. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля. Характеристики автомобиля ВАЗ-2105 сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Технические характеристики автомобиля ВАЗ-2105

Параметр автомобиля

Значение параметра

Модель автомобиля

ВАЗ-2105

Тип кузова

седан

Конструкция кузова / материал

несущий / сталь

Количество дверей / мест

4 / 5

Тип двигателя

бензиновый

Расположение двигателя

спереди продольно

Рабочий обьем, см³

1300

Количество / расположение цилиндров

4 / рядное

Степень сжатия

8,5

Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин)

47 / 5600

Максимальный крутящий момент, Н·м / (об/мин)

95 / 3400

Тип трансмиссии

механическая

Привод

задний

Коробка передач

4-ступенчатая

Передаточные числа коробки передач

3,67 / 2,10 / 1,36 / 1,00 / з. х. 3,53

Передаточное число главной передачи

4,3

Колесная база, мм

2424

Длина / ширина / высота, мм

4128 / 1620 / 1446

Колея передняя / задняя, мм

1365 / 1321

Снаряженная масса, кг

955

Полная масса, кг

1395

Объем топливного бака, л

Передняя подвеска

независимая рычажно-пружинная

Задняя подвеска

зависимая рычажная

Диаметр разворота, м

11,2

Передние тормоза

дисковые, вентилируемые

Задние тормоза

барабанные

Размер шин

175/70R13

Максимальная скорость, км/ч

145

Разгон 0 -100 км/ч, сек

Расход топлива, л/100 км:

при скорости 90 км/ч

7,3

городской цикл

10,2

Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приводятся в таблице 2, которую составляем на основе таблицы 1.

Таблица 2 Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-2105 (параметры автомобиля необходимые для выполнения курсовой работы)

№ п/п	Параметр	Обозначение	Размерность	Величина параметра
1	2	3	4	5
1.	Марка и тип автомобиля	-	-	ВАЗ-2105
2.	Колесная формула	-	-	4×2
3.	Число пассажиров	n_п	-	5
4.	Собственная масса снаряженного автомобиля	m_o	кг	955
5.	Полная масса автомобиля	m_a	кг	1395
6.	Распределение массы автомобиля по мостам:
	- на передний мост	m₁	кг	641,7
	- на задний мост	m_2(т)	кг	753,3
7.	База автомобиля	L	м	2,424
8.	Колея автомобиля	В	м	1,365
9.	Габаритные размеры:
	- длина	L_г	м	4,128
	- ширина	B_г	м	1,62
	- высота	H_г	м	1,446
10.	Максимальная скорость автомобиля	V_max	км/час	145
11.	Контрольный расход топлива при скорости 90 км/ч	Q_к	л/100км	7,3
12.	Тип и марка двигателя	-	-	2105 Четырех-тактный, бензиновый, карбюра-торный, 4-х цилиндровый
13.	Стендовая максимальная мощность двигателя	Р_еmax^ст	кВт	47
14.	Частота вращения коленчватого вала при стендовой максимальной мощности	n_p	об/мин	5600
15.	Стендовый максимальный крутящий момент двигателя	М_еmax^ст	Н·м	95
16.	Частота вращения коленчватого вала при стендовом максимальном крутящем моменте	n_м	об/мин	3400
17.	Передаточные числа коробки передач:
	- первой передачи	U₁	-	3,67
	- второй передачи	U₂	-	2,1
	- третьей передачи	U₃	-	1,36
	- четвертой передачи	U₄	-	1
	- пятой передачи	-	-	-
	- передачи заднего хода	U_зх	-	3,53
18.	Передаточное число главной передачи	U_o	-	4,3
19.	Число карданных шарниров	z_кш	-	2
20.	Число карданных валов	z_кв	-	2
21.	Шины, их характеристика и маркировка	-	-	175/70R13
	- посадочный диаметр	d	м	0,3302
	- ширина профиля шины	B	м	0,175
	- наружный диаметр	D_н	м	0,5752

По таблице 1.2 анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой работы.

Тяговый расчет автомобиля

Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины заднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:

;

(1.5)

где n – число шин одного моста: n = 2.

Н.

Из ГОСТ 4754 – 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 175/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр D_н и статический радиус колеса r_ст:

d = 13·0,0254 = 0,3302 м;

;

(1.6)

где k_ш – H/B (H и B – высота и ширина профиля): для шины 175/70R13 k_ш = 0,7;

B = 175 мм;

м.

;

(1,7)

где λ_см – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для

радиальных шин легковых автомобилей принимаем λ_см = 0,81;

м.

Определяем радиус качения колеса:

;

(1.8)

м.

Определение времени разгона

Трогание автомобиля с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автомобиля.

Для первой передачи расчет ведется в диапазоне от V_mink до V_maxk.

Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на интервалы. Определим изменение скорости на этих промежутках:

(3.20)

Среднее ускорение для i-того интервала составит:

(3.21)

Время движения автомобиля Δt_i в секундах, за которое его скорость вырастает на величину ΔV_i, определяется по закону равноускоренного движения:

(3.22)

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости V_mink до V_maxk, при которой начинается переключение на (k + 1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах:

(3.23)

Принимаем время переключения передачи с.

Падение скорости автомобиля при переключении передачи рассчитываем по формуле:

(3.24)

Для следующей передачи расчет ведется в диапазоне от V_mink+1 = V_maxk – V_П до V_maxk+1.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 3.6 для 1-й передачи, 3.7 для 2-й передачи, 3.8 для 3-й передачи, 3.9 для 4-й передачи.

Определение пути разгона

Средняя скорость в интервале от до составляет:

(3.25)

При равноускоренном движении в интервале от до путь проходимый автомобилем составляет:

(3.26)

Путь разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяем суммированием:

(3.27)

Определим путь проходимый автомобилем за время переключения передачи:

(3.28)

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей передаче прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче.

Производим построение скоростных характеристик времени (рисунок 3.4) и пути разгона автомобиля (рисунок 3.5).

Таблица 3.6 Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 1-й передаче

№ п/п	V_i1, км/ч	V_i1, м/с	ΔV_i1, м/с	a_i1, м/с²	a_i_ср₁, м/с²	Δt_i1, c	t_i1, c	t_П₁, c	V_max1 – V_П1, км/ч	V_i_ср₁, м/с	ΔS_i1, м	S_i1, м	S_П₁, м
1	3,953	1,098		1,396			0	1	39,248			0	10,9418
2	5,271	1,464	0,366	1,483	1,44	0,25417	0,25417			1,281	0,326	0,326
3	6,589	1,83	0,366	1,563	1,523	0,24032	0,49449			1,647	0,396	0,722
4	7,907	2,196	0,366	1,636	1,6	0,22875	0,72324			2,013	0,46	1,182
5	9,224	2,562	0,366	1,704	1,67	0,21916	0,9424			2,379	0,521	1,703
6	10,542	2,928	0,366	1,764	1,734	0,21107	1,15347			2,745	0,579	2,282
7	11,86	3,294	0,366	1,819	1,792	0,20424	1,35771			3,111	0,635	2,917
8	13,178	3,661	0,367	1,868	1,844	0,19902	1,55673			3,4775	0,692	3,609
9	14,495	4,026	0,365	1,911	1,89	0,19312	1,74985			3,8435	0,742	4,351
10	15,813	4,393	0,367	1,947	1,929	0,19025	1,9401			4,2095	0,801	5,152
11	17,131	4,759	0,366	1,978	1,963	0,18645	2,12655			4,576	0,853	6,005
12	18,449	5,125	0,366	2,003	1,991	0,18383	2,31038			4,942	0,908	6,913
13	19,766	5,491	0,366	2,021	2,012	0,18191	2,49229			5,308	0,966	7,879
14	21,084	5,857	0,366	2,033	2,027	0,18056	2,67285			5,674	1,024	8,903
15	22,402	6,223	0,366	2,039	2,036	0,17976	2,85261			6,04	1,086	9,989
16	23,72	6,589	0,366	2,038	2,039	0,1795	3,03211			6,406	1,15	11,139
17	25,037	6,955	0,366	2,033	2,036	0,17976	3,21187			6,772	1,217	12,356
18	26,355	7,321	0,366	2,02	2,027	0,18056	3,39243			7,138	1,289	13,645
19	27,673	7,687	0,366	2,002	2,011	0,182	3,57443			7,504	1,366	15,011
20	28,991	8,053	0,366	1,977	1,99	0,18392	3,75835			7,87	1,447	16,458
21	30,309	8,419	0,366	1,946	1,962	0,18654	3,94489			8,236	1,536	17,994
22	31,626	8,785	0,366	1,909	1,928	0,18983	4,13472			8,602	1,633	19,627
23	32,944	9,151	0,366	1,866	1,888	0,19386	4,32858			8,968	1,739	21,366
24	34,262	9,517	0,366	1,817	1,842	0,1987	4,52728			9,334	1,855	23,221
25	35,58	9,883	0,366	1,762	1,79	0,20447	4,73175			9,7	1,983	25,204
26	36,897	10,249	0,366	1,7	1,731	0,21144	4,94319			10,066	2,128	27,332
27	38,215	10,615	0,366	1,632	1,666	0,21969	5,16288			10,432	2,292	29,624
28	39,533	10,981	0,366	1,559	1,596	0,22932	5,3922			10,798	2,476	32,1

Таблица 3.7 Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 2-й передаче

№ п/п	V_i₂, км/ч	V_i₂, м/с	ΔV_i₂, м/с	a_i₂, м/с²	a_i_ср2, м/с²	Δt_i₂, c	t_i₂, c	t_П2, c	V_max2 – V_П2, км/ч	V_i_ср2, м/с	ΔS_i₂, м	S_i₂, м	S_П2, м
1								1	68,773				19,1474
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15	39,248	10,902		1,462			6,3922					43,042
16	41,453	11,515	0,61	1,458	1,46	0,41781	6,81001			11,2085	4,683	47,725
17	43,756	12,154	0,64	1,451	1,455	0,43986	7,24987			11,8345	5,206	52,931
18	46,059	12,794	0,64	1,439	1,445	0,44291	7,69278			12,474	5,525	58,456
19	48,362	13,434	0,64	1,422	1,431	0,44724	8,14002			13,114	5,865	64,321
20	50,665	14,074	0,64	1,4	1,411	0,45358	8,5936			13,754	6,239	70,560
21	52,968	14,713	0,64	1,374	1,387	0,46143	9,05503			14,3935	6,642	77,202
22	55,271	15,353	0,64	1,343	1,359	0,47093	9,52596			15,033	7,079	84,281
23	57,574	15,993	0,64	1,306	1,325	0,48302	10,00898			15,673	7,57	91,851
24	59,877	16,633	0,64	1,266	1,286	0,49767	10,50665			16,313	8,118	99,969
25	62,18	17,272	0,64	1,221	1,244	0,51447	11,02112			16,9525	8,722	108,691
26	64,482	17,912	0,64	1,171	1,196	0,53512	11,55624			17,592	9,414	118,105
27	66,785	18,551	0,64	1,116	1,144	0,55944	12,11568			18,2315	10,199	128,304
28	69,088	19,191	0,64	1,056	1,086	0,58932	12,705			18,871	11,121	139,425

Таблица 3.8 Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 3-й передаче

№ п/п	V_i₃, км/ч	V_i₃, м/с	ΔV_i₃, м/с	a_i₃, м/с²	a_i_ср3, м/с²	Δt_i₃, c	t_i₃, c	t_П3, c	V_max3 – V_П3, км/ч	V_i_ср3, м/с	ΔS_i₃, м	S_i₃, м	S_П3, м
1								1	106,3				29,581
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17	68,773	19,104		0,934			13,705					158,572
18	71,12	19,756	0,65	0,917	0,926	0,70194	14,40694			19,43	13,639	172,211
19	74,676	20,743	0,99	0,898	0,908	1,09031	15,49725			20,2495	22,078	194,289
20	78,232	21,731	0,99	0,874	0,886	1,11738	16,61463			21,237	23,73	218,019
21	81,788	22,719	0,99	0,847	0,861	1,14983	17,76446			22,225	25,555	243,574
22	85,344	23,707	0,99	0,816	0,832	1,1899	18,95436			23,213	27,621	271,195
23	88,9	24,694	0,99	0,782	0,799	1,23905	20,19341			24,2005	29,986	301,181
24	92,456	25,682	0,99	0,744	0,763	1,29751	21,49092			25,188	32,682	333,863
25	96,012	26,67	0,99	0,702	0,723	1,36929	22,86021			26,176	35,843	369,706
26	99,568	27,658	0,99	0,657	0,68	1,45588	24,31609			27,164	39,548	409,254
27	103,125	28,646	0,99	0,607	0,632	1,56646	25,88255			28,152	44,099	453,353
28	106,681	29,634	0,99	0,554	0,581	1,70396	27,58651			29,14	49,653	503,006

Таблица 3.9 Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 4-й передаче

№ п/п	V_i₄, км/ч	V_i₄, м/с	ΔV_i₄, м/с	a_i₄, м/с²	a_i_ср4, м/с²	Δt_i₄, c	t_i₄, c	t_П4, c	V_max4 – V_П4, км/ч	V_i_ср4, м/с	ΔS_i₄, м	S_i₄, м	S_П4, м
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19	106,302	29,528		0,532			28,58651					532,587
20	106,396	29,554	0,03	0,502	0,517	0,05803	28,64454			29,541	1,714	534,301
21	111,232	30,898	1,34	0,467	0,485	2,76289	31,40743			30,226	83,511	617,812
22	116,068	32,241	1,34	0,43	0,449	2,98441	34,39184			31,5695	94,216	712,028
23	120,905	33,585	1,34	0,391	0,411	3,26034	37,65218			32,913	107,308	819,336
24	125,741	34,928	1,34	0,346	0,369	3,63144	41,28362			34,2565	124,4	943,736
25	130,577	36,271	1,34	0,299	0,323	4,14861	45,43223			35,5995	147,688	1091,424
26	135,413	37,615	1,34	0,248	0,274	4,89051	50,32274			36,943	180,67	1272,094
27	140,249	38,958	1,34	0,194	0,221	6,06335	56,38609			38,2865	232,144	1504,238
28	145,086	40,302	1,34	0,136	0,165	8,12121	64,5073			39,63	321,844	1826,082

Рисунок 3.4 Скоростная характеристика времени разгона автомобиля

Рисунок 3.5 Скоростная характеристика пути разгона автомобиля

Итоговые таблицы

Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике

Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике

Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля

Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля

Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля

Список используемой литературы

1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. - М.: Машиностроение, 1982. - 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. - М.: Машиностроение, 1994. - 404 с.

4. ГОСТ 4754 - 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

5. ГОСТ 5513 - 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. - М.: Машиностроение, 1984. - 160 с.

8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. - Мн.: Наука и техника, 1988. - 232 с.

9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. - М.: МГАУ, 1998. - 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. - М.: Машиностроение, 1995. - 256 с.