Раздел 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Автотранспортные средства»

На тему «Оценка и совершенствование эксплуатационно-Технических свойств автомобиля «FORDFOCUS II 2.0 Duratec»

Выполнил студент группы Сервиса 35/14

_________________________БорщёвМ.В.

                                                                 ( подпись, фамилия)

                                                  Проверил Доцент кафедры Сервиса

_______________________ Чередниченко С. В.

                 ( подпись, фамилия)

Санкт-Петербург

Г.

Раздел 1. Расчет тягово-скоростных свойств автомобиля

Выбор и анализ необходимых исходных данных

В соответствии с заданием принимаем автомобиль FORDFOCUS II 2.0 Duratec.

Из технической характеристики автомобиля выбираем параметры необходимые для расчета

Таблица 1 - Исходные данные

Полная масса автомобиля                                MA,(кг)	1810
Ширина автомобиля                                          В,(мм)	1840
Высота автомобиля               H,(мм)	1497
Максимальная мощностьNmax ,(кВт)	107
Частота вращения коленвала двигателя при максимальной мощности        Nквmax, (nNмин-1)	6000
Максимальный крутящий момент                   Мкmax,( Нм)	185
Частота вращения кол.вала двигателя при Мкв max( мин-1)	4500
Размерность шин	205/55R16
Передаточные числа КПП
1-передача	3,417
2-передача	2,136
3-передача	1,448
4-передача	1,028
5-передача	0,805
Передаточное число гл. передачи	4,060

При отсутствии внешней скоростной характеристики проводим ее расчет по эмпирической зависимости.

, кВт (1)

где N_еi– мощность двигателя в определяемых точках (при заданных значения частоты вращения коленчатого вала двигателя);

N_max– максимальная мощность двигателя, кВт;

n_i-частотах вращения коленчатого вала двигателя в определяемых точках;

n_N - частота вращения коленчатого вала двигателя при N_max , мин^-1;

По формуле находим значение крутящего момента M_i при максимальной мощности двигателя:

=

= = 170,30 Hм

Находим коэффициент приспособляемости по моменту:

= ; где коэффициент приспособляемости по крутящему моменту

=1,0863

Коэффициент приспособляемости по частоте.

= ; где коэффициент приспособляемости по частоте вращения

= =1,3333

Предварительно определив значения коэффициентов, рассчитывают величину коэффициентов a, b, c.

a, b, c– эмпирические коэффициенты, зависящие от приспособляемости двигателя по крутящему моменту и оборотам, а также от

объёма и типа двигателя. Для бензинового двигателя: a+b c=1;

a = ;

a = 0,3094;

b =  ;

b = 2,0716

c = ;

c = (0,3094+2,0716) 1 =1,381

Значения мощности при различной частоте вращения коленчатого вала определяем по формуле Лейдермана:

87,17кВт

Принимаем:

n₁ =800мин^-1 n₆= 5000мин^-1

n₂= 1500мин^-1n₇= 6000мин^-1

n₃ =2000мин^-1n₈ =6500мин^-1

n₄ =3000мин^-1

n₅ =4500мин^-1

Определяем мощность двигателя в заданных точках.

Аналогично проводим расчёт для остальных значений n_i. Данные расчета заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Значения скорости движения автомобиля v на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе

Определяем значение крутящего момента при заданных значениях частоты вращения по формуле:

, Нм

Аналогично проводим расчет для остальных значений М_кi.

 Данные расчета заносим в таблицу 2.

По результатам расчета строим графики внешней скоростной характеристики.

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика

Раздел 1.2 Построение тяговой характеристики автомобиля

Определяем радиус качения колеса для автомобиля FORDFOCUS IIзная размерность шин 205/55R16по формуле:

0,316м

По формуле:

, м/с

рассчитываем значение скоростей на различных передачах и частотах вращения коленчатого вала.

где n_i- частота вращения коленчатого вала

- скорость движения при i-ой частоте вращения коленчатого вала 

Подобным образом рассчитаем скорость автомобиля при частоте вращения коленчатого вала 800 мин^-1:

;                         

Аналогично проводим расчет для остальных значений V_i. Данные расчета заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты расчета скорости движения автомобиля на различных передачах

Для различных значений n_i,М_к, u_kп рассчитывает величину тяговойсилы Р_к  по формуле:

, (Н)                                  

где М_ki- крутящий момент двигателя, Нм;

u_{кпi -} передаточное число коробки передач (КП) наi -той передаче;

u_гп - передаточное число главной передачи;

r_k - радиус качения колеса, м;

η_тр- КПД трансмиссии;

ДляFORDFOCUS IIможнопринятьη_тр = 0,92

Аналогично проводим расчет для остальных значений

Данные расчета заносим в таблицу 4.                                           

Таблица 4 - Значения тяговых усилий Рк на ведущих колесах автомобиля v на различных передачах в зависимости от частоты вращения вала двигателя nе

Далее при помощи графика силового (тягового) баланса определяем основные показатели движения автомобиля при равномерном движении по горизонтальной дороге. Для этого на полученной характеристике дополнительно строим кривые, характеризующие изменение силы сопротивления качения в зависимости от скорости движения автомобиляР_f = f(v), и силы воздушного сопротивления Р_w = f(v). Затем сложением ординат строим суммарную силу сопротивления движению: Р_f +Р_w как функцию от скорости движения автомобиля (таблица 5).

f = f₀ (1+6,5·10^-4· v²),

где f₀ =0,015 –коэфф. сопротивления качения в начале движения автомобиля

f = 0,015 (1+6,5·10^-4· 5,5²)=0,015

Аналогично проводим расчет для остальных значений f. Данные расчета заносим в таблицу 5.

Р_f = G_а·f, Н( кН)             

где - силы сопротивления качения, Н

=M_a*g–вес а/м(масса а/м

  Gа= 1810·9,81=17756 Н( кН)

Р_f = 17,75·0,015=26,6 кН

Аналогично проводим расчет для остальных значений Р_f.

Данные расчета заносим в таблицу 5.

Р_w = к_w ·F·v², Н (кН)

где - силы воздушного сопротивления, Н

к_w =0,24–коэф. обтекаемости автомобиля

F– лобовая площадь автомобиля, м²определяется по формуле для легковых а/м:

F= где B– ширина а/м, – высота а/м

F=  ;F=2,75 м²

Р_w = 0,24 2,75 5,5 ²=19,6кН

Аналогично проводим расчет для остальных значений Р_w. Данные расчета заносим в таблицу 5.

Р_к =Р_f +Р_w, Н (кН)

где - силы сопротивления качения, Н

- силы воздушного сопротивления, Н

Р_к=26,6+19,6=46,02 Н (кН)

Аналогично проводим расчет для остальных значений Р_к. Данные расчета заносим в таблицу 5.

Таблица 5 - Изменение сил сопротивления качению и воздуха взависимости от скорости движения автомобиля

По полученной характеристике можно определить показатели движения автомобиля. Максимальную скорость v_max определяем по абсциссе точки пересечения кривых Р_f +Р_w = Р_к. Значение максимальной скорости, достигаемой автомобилем на высшей передачи 158 км /ч. Заметим, что в этом случае, когда автомобиль движется по горизонтальной дороге (без подъемов) и без ускорения, запасы силы тяги на подъем и ускорение равны нулю. То есть данный автомобиль с такой скоростью не может преодолевать подъемы и двигаться с ускорением (разгоняться). Кроме того, если кривая Р_w проходит ниже суммарной кривой Р_f +Р_w, то автомобиль по такой дороге может двигаться только замедленно.

По данным таблицы 5 строим тяговую характеристику автомобиля.

Рисунок 2 - Тяговая характеристика автомобиля