"Расчетно-графический анализ тягово-скоростных свойст автомобиля ВАЗ-21083 "

Министерство образования Украины

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Кафедра автомобилей

Курсовая работа

Расчетно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ВАЗ

-21083

Выполнил:студент гр.А-33

Бесчастнов П.С.

Проверил: Писарев

В.П.

Харьков 2003

Введение

Различные виды подвижного состава автомобильного транспорта – одиночные автомобили, седельные и прицепные автопоезда объединяются понятием “автотранспортные средства”/АТС/. Общим для них служат колесные движители и опорные оси в различных комбинациях. В связи с этим взаимодействие АТС с дорогой и окружающей средой базируется на тех же основных закономерностях, что и для одиночного автомобиля.

Эффективность использования АТС в различных условиях эксплуатации определяется комплексом их потенциальных эксплуатационных свойств – тягово- скоростных, тормозных, проходимости, топливной экономичности, устойчивости и управляемости, комфортабельности плавности хода. На эти эксплуатационные свойства влияют основные параметры автомобиля и его узлов, прежде всего двигателя, трансмиссии и колес, а также характеристики дороги и условий движения.

При выполнении курсовой работы оценивалась взаимосвязь и взаимозависимость совместного влияния конструктивных параметров автомобиля и условий движения на эксплуатационные свойства. При анализе тягово- скоростных свойств автомобиля ВАЗ – 21083 выполняются необходимые расчеты на основании конкретных технических данных, строятся графики и по ним анализируются тягово-скоростные свойства.

Исходные данные для расчета
|Вид автомобиля |легковой |
|Полная масса м, кг |1370 |
|Марка и тип двигателя |ВАЗ-21083, |
| |карбюраторный |
|Максимальная мощность Nemax, кВт |52,6 |
|Частота вращения двигателя при максимальной |5600 |
|мощности nN, об/мин | |
|Наличие ограничителя частоты вращения коленчатого |нет |
|вала | |
|Передаточные числа | |
| Uk1 |3,636 |
| Uk2 |1,95 |
| Uk3 |1,357 |
| Uk4 |0,941 |
| Uk5 |0,784 |
| раздаточной коробки или делителя |нет |
| главной передачи Ud |3,7 |
|Шины |175/70R13 |
|Статистический радиус колес rст |0,269 |
|Габаритные размеры: | |
| ширина Br, м |1,62 |
| высота Hr, м |1,402 |
|КПД трансмиссии ? |0,9 |
|Коеффициент сопротивления воздуха К, ?*c2/м4 |0,25 |
|?/ Реальные значения основных параметров автомобиля для сравнения их с |
|полученными расчетами |
|Максимальный крутящий момент двигателя Memax, ?*м |106,4 |
|Частота вращения двигателя при максимальном |3400 |
|крутящем моменте nм, об/мин | |
|Максимальная скорость Vmax, км/ч |156 |
|Время разгона до 100 км/ч tp, с |13 |

1.Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики (Nemax и nN) воспроизвести всю кривую мощности: где Ne, кВт – текущее значение мощности двигателя, соответствующее частоте вращения вала двигателя n, об/мин; Nemax , кВт – максимальная мощность двигателя внутреннего сгорания при частоте вращения nN , об/мин;
A1,A2 – эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя внутреннего сгорания.
Значения эмпирических коэффициентов A1,A2 принимают для карбюраторных двигателей A1= A2 = 1,0.
Для выбора текущего значения n диапазон частоты вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов nmin до nN разбивают на произвольное число участков:
Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничителя частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала nmax при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10-20% превышать частоту nN , для него берут еще одно значение n после nN c тем же интервалом (n.
Минимальную частоту вращения коленчатого вала nmin выбирают в пределах
800 об/мин.

Определив Ne для принятых значений n, вычисляют соответствующие значения крутящего момента двигателя, Нм:
Результаты расчетов сводят в табл.1 и строят внешнюю скоростную характеристику двигателя Ne=f(n) и Me=f(n).

Таблица 1

Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя
|Параметры |Значение параметров |
|n,об/мин |800 |1600 |2400 |3200 |4000 |4800 |5600 |6400 |
|A1*n/nN |0,1429 |0,2857|0,428|0,571|0,714|0,857|1 |1,142|
| | | |6 |4 |3 |1 | |9 |
|A2(n/nN)^2 |0,0204 |0,0816|0,183|0,326|0,510|0,734|1 |1,306|
| | | |7 |5 |2 |7 | |1 |
|(n/nN)^3 |0,0029 |0,0233|0,078|0,186|0,364|0,629|1 |1,492|
| | | |7 |6 |4 |7 | |7 |
|A1*n/nN+A2(n/nN)^2-(|0,1604 |0,344 |0,533|0,711|0,860|0,962|1 |0,956|
|n/nN)^3 | | |6 |3 |1 |1 | |3 |
|Ne,кВт |8,437 |18,094|28,06|37,41|45,24|50,60|52,6 |50,30|
| | |4 |74 |44 |13 |65 | |1 |
|Ме,Hм |100,717|108,00|111,6|111,6|108,0|100,6|89,70|75,05|
| | |1 |85 |59 |14 |86 |2 |9 |

2.Построение графиков силового баланса и динамической характеристики

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса:
Тяговое усилие на ведущих колесах определяют из выражения, Н: где rд - динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимаем равным rст, м. Вторую составляющую силового баланса - силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле, Н: где G=gm - полный вес автомобиля, Н; g= 9.8I м/с2 - ускорение свободного падения.
В расчетах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивления качению, в связи c чем полагают (=const.
Для ВАЗ-21083 G=9,81*1370=13439,7Н, а при заданном (=0,019
Р=0,019*1370*9,81=255,35 Н.
Сила сопротивления воздуха, Н: где F - лобовая площадь, м2; v - скорость автомобиля, км/ч.
Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии - приближенно по выражению: где ( - коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей (=0,78-
0,8. Для ВАЗ - 21083 F = 0,78*1,65*1,402=1,804 м2
Сила сопротивления разгону, Н:

где ( - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс; j - ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с2.
При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Pk и суммы сопротивлений движению (P(+Pw).
График силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля v, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью: где rk - радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания статическому радиусу rст.
Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:
Переменные по скорости величины Pk,Pw и D рассчитывают по формулам, сводят данные расчетов в табл.2 и строят по ним графики силового 6aланca и динамической характеристики.