Расчет и построение тяговой части паспорта
Оглавление
| Введение ……………….............………………...….............…………...….... | |
| 1. Теоретическое обоснование темы…………….…………………………... | |
| 1.1. Назначение, свойства и качество автомобиля и системы ВАДС.................................................................................................................. | |
| 1.2. Безотказность, живучесть, безопасность и безаварийность автомобиля.......................................................................................................... | |
| 1.3. Эффективность автомобиля и системы ВАДС.............................. | |
| 1.4. Скорость и безаварийная эффективность автомобиля.................. | |
| 2. Тягово-тормозной паспорт автомобиля....................................................... | |
| 2.1. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя............................................................................................................. | |
| 2.2. Расчет и построение тяговой части паспорта............................... | |
| 2.3. Прогноз тяговой динамичности и эффективности автомобиля.......................................................................................................... | |
| 2.4. Теоретические основы, расчет и построение тормозной части паспорта.............................................................................................................. | |
| 2.5. Прогноз тормозной динамичности и безаварийности автомобиля и системы ВАДС предприятия.................................................... | |
| Заключение......................................................................................................... | |
| Библиографический список.............................................................................. |
Введение
Курсовой проект предназначен для студентов кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство», обучающихся по специальности 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», а также может быть использовано студентами других инженерных специальностей.
В пособии приведены необходимые исходные данные для выполнения курсового проекта или курсовой работы (в зависимости от срока обучения) по определению и оценке показателей безаварийной эффективности автомобилей, указаны алгоритм и методики расчетов, объем и сроки выполнения, а также необходимые справочные данные.
В первом разделе пособия сформированы цель, задачи и объем курсового проекта или курсовой работы. Второй раздел посвящен выбору исходных данных для последующих расчетов. Третий раздел содержит теоретическое обоснование темы проекта (работы). В четвертом разделе приведены методика построения тягово-тормозного паспорта автомобиля и прогноз тормозной динамичности и безопасности автомобиля и системы ВАДС. Пятый раздел посвящен анализу динамических процессов автомобиля по графикам разгона, обгона и экстренного торможения.
Тягово-тормозной паспорт автомобиля
Расчет и построение внешней скоростной характеристики
Двигателя
При найденных значениях максимальной мощности двигателя 
=88,5 кВт при частоте вращения коленчатого вала 
=3200 мин-1 и максимального крутящего момента 
=0,284 кНм при частоте вращения коленчатого вала 
=2000 мин-1 определяем:
- мощность при максимальном крутящем моменте
=0,105 
=0,1050,2842000=59,64 кВт
- крутящий момент при максимальной мощности
= 
= 
=0,263 кНм
- коэффициенты приспособляемости к допустимой кратковременной перегрузке
= 
1,08
и уменьшению угловой скорости
= 
=3200/2250=1,6
а также коэффициенты
a= 
= 
=0,858
B= 
= 
=0,71
C= B/2=1,60,71/2=0,568
На листе формата А4 строим поле внешней скоростной характеристики двигателя, имеющей в начале координат нулевые значения n (горизонтальная шкала), 
и 
(левая шкала), 
и gе (правая шкала), по значениям и .
Таблица 2.1. Расчетная внешняя скоростная характеристика двигателя:
| n, мин-1 | nxx | n< 
|
| n >
| n< 
|
| n>
|
 , кВт
| 20,496 | 38,073 | 59,64 | 66,024 | 74,97 | 88,5 | 84,58 |
 ,кНм
| 0,244 | 0,259 | 0,284 | 0,262 | 0,255 | 0,263 | 0,179 |
| ge, гр/кВтч | 332,45 | 309,58 | 295,24 | 292,8 | 295,24 | 354,41 | |
| e | 0,246 | 0,264 | 0,277 | 0,279 | 0,277 | 0,268 | 0,259 |
 , кг/ч
| 5,08 | 11,22 | 17,16 | 19,72 | 22,20 | 24,705 | 29,98 |
| n/
| 0,25 | 0,438 | 0,625 | 0,75 | 0,875 | 1,406 | |
| 1,09 | 1,015 | 0,968 | 0,96 | 0,968 | 1,162 | |
= [а+В(n/ ) - C 
] 
в которой значения коэффициентов
а+В+С=0,753+0,855-0,608=1
= 0,260[0,858+0,71(800/3200) – 0,568(800/3200)2 ]0,94 =0,244 кНм
=0,260[0,858+0,71 (1400/3200) - 0,568 (1400/3200)2 ]0,94 = 0,259 кНм
= 0,260[0,858+0,71 (2400/3200) - 0,568 (2400/3200)2 ]0,94 =0,262 кНм
=0,260[0,858+0,71 (2800/3200) - 0,568 (2800/3200)2 ]0,94 =0,255 кНм
=0,260[0,858+0,71 (5000/3200) - 0,568 (5000/3200)2 ]0,94 =0,142 кНм
Мощность при крутящих моментах:
=0,105 
= 0,1050,244800=20,496 кВт
= 0,1050,2591400=38,073 кВт
= 0,1050,2622400=66,024 кВт
= 0,1050,2552800=74,97 кВт
= 0,1050,1425000=74,55 кВт
Используя ряд дискретных значений
| n/
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 |
|
| 1,03 | 0,99 | 0,97 | 0,96 | 0,96 | 0,97 | 1,00 | 1,04 |
и ряд подобных отношений n/ в таблице 2.1, определяем методом интерполяции (экстраполяции) значения коэффициента 
и удельного расхода топлива:
ge,n= 
ge,N
ge,800 = 1,09305 = 332,45 г/кВтч ge,2400 = 0,96305 = 292,8 г/кВтч
ge,1400 = 1,015305 = 309,58 г/кВтч ge,2800 = 0,968305 = 295,24 г/кВтч
ge,2000 = 0,968305 = 295,24 г/кВтч ge,4500= 3,252305 = 315,98 г/кВтч
Часовой расход топлива:
GТ,n = ge,n Nе,n10-3
GТ800=332,4520,49610-3 = 6,814 кг/ч GТ2400=292,866,02410-3=19,33 кг/ч
GТ1400 =309,5838,07310-3=11,79 кг/ч GТ2800=295,2474,9710-3=22,134 кг/ч
GТ2000=295,2459,6410-3=17,608 кг/ч GТ3200=30588,510-3=26,99 кг/ч
GТ4500=295,2459,6410-3= 73,95 кг/ч
При низшей теплоте сгорания топлива Нu =44 МДж/кг определяем эффективность КПД:
e.n=3600/ ge,n Hu
e800 = 3600/(332,4544) = 0,246 e2400 =3600/(292,844) = 0,279
e1400 = 3600/(309,5844) = 0,264 e2800 =3600/(295,2444) = 0,277
e2000 = 3600/(295,2444) = 0,277 e3200 =3600/(30544) = 0,268
e4500 =3600/(315,9844) = 0,246= 0,259
Все найденные, принятые и рассчитанные значения показателей таблицы 2.1 проверяем "на безошибочность" через их "принадлежность" кривым Ne = f(n), Me = f(n), GТ = f(n), ge = f(n) и e = f(n), находим и устраняем ошибки в найденных, принятых и расчетных значениях этих показателей созданного и эксплуатируемого автомобильного двигателя, как правило, малозависимого от шасси автомобиля – его трансмиссии, ведущих колес, несущей, управляющей, тормозной и других систем.
Таблица 2.3. Корректировка "выпавших" точек.
| n , мин-1 | ||||
| Расчетные значения | Скорректированные значения | Расчетные значения | Скорректированные значения | |
| Ne , кВт | 66,024 | 73,53 | 74,97 | 83,045 |
| Me , кНм | 0,262 | 0,283 | 0,255 | 0,276 |
| ge , г/кВтч | 292,8 | 294,5 | 295,24 | 297,92 |
| GТ , кг/ч | 19,72 | 21,58 | 22,20 | 24,83 |
| e | 0,279 | 0,275 | 0,277 | 0,272 |
На всех не прямых передачах постоянная часть формулы имеет значение
= 0,9820,970,9953=0,918 ,
а на прямой передаче
= 0,980,970,9953=0,936
Расчет и построение тяговой части паспорта
Поверочный расчет и построение тяговой части паспорта проводим в последовательности:
1. Составляем таблицу 2.4 исходных и расчетных значений показателей на всех передачах переднего хода.
2. Вписываем в таблицу 2.4 из таблицы 2.1 графически проверенные значения показателей внешней скоростной характеристики двигателя (n, Ме, Gт, Nе, ge и е).
Таблица 2.4. Исходные и расчетные значения показателей тяговой динамичности автомобиля 
.
| передача | uтр | n, мин-1 | Vт, м/с | Ме, кНм | тр | Рко, Н | Рw, Н | Do | Gт, кг/ч | Nе, кВт | ge, г/кВтч | е |
| 40,41 | 0,98 | 0,244 | 0,745 | 2,179 | 0,439 | 5,08 | 20,496 | 332,5 | 0,246 | |||
| 1,71 | 0,259 | 0,825 | 6,635 | 0,516 | 11,22 | 38,073 | 309,6 | 0,264 | ||||
| 2,44 | 0,284 | 0,859 | 13,51 | 0,589 | 17,16 | 59,64 | 295,2 | 0,277 | ||||
| 2,93 | 0,283 | 0,87 | 19,48 | 0,594 | 21,58 | 73,53 | 294,5 | 0,275 | ||||
| 3,42 | 0,276 | 0,875 | 26,54 | 0,583 | 24,83 | 83,05 | 297,9 | 0,272 | ||||
| 3,91 | 0,263 | 0,878 | 34,69 | 0,557 | 24,71 | 88,5 | 0,268 | |||||
| 5,5 | 0,179 | 0,876 | 68,64 | 0,377 | 29,98 | 84,58 | 354,4 | 0,259 | ||||
| 19,06 | 2,07 | 0,244 | 0,745 | 9,722 | 0,207 | 5,08 | 20,496 | 332,5 | 0,246 | |||
| 3,63 | 0,259 | 0,825 | 29,9 | 0,243 | 11,22 | 38,073 | 309,6 | 0,264 | ||||
| 5,18 | 0,284 | 0,859 | 60,88 | 0,276 | 17,16 | 59,64 | 295,2 | 0,277 | ||||
| 6,21 | 0,283 | 0,87 | 87,5 | 0,278 | 21,58 | 73,53 | 294,5 | 0,275 | ||||
| 7,25 | 0,276 | 0,875 | 119,3 | 0,272 | 24,83 | 83,05 | 297,9 | 0,272 | ||||
| 8,29 | 0,263 | 0,878 | 155,9 | 0,259 | 24,71 | 88,5 | 0,268 | |||||
| 11,7 | 0,179 | 0,876 | 310,6 | 0,17 | 29,98 | 84,58 | 354,4 | 0,259 | ||||
| 10,55 | 3,74 | 0,244 | 0,745 | 31,74 | 0,114 | 5,08 | 20,496 | 332,5 | 0,246 | |||
| 6,55 | 0,259 | 0,825 | 97,35 | 0,132 | 11,22 | 38,073 | 309,6 | 0,264 | ||||
| 9,36 | 0,284 | 0,859 | 198,8 | 0,148 | 17,16 | 59,64 | 295,2 | 0,277 | ||||
| 11,2 | 0,283 | 0,87 | 284,6 | 0,147 | 21,58 | 73,53 | 294,5 | 0,275 | ||||
| 13,1 | 0,276 | 0,875 | 389,4 | 0,141 | 24,83 | 83,05 | 297,9 | 0,272 | ||||
| 0,263 | 0,878 | 510,5 | 0,131 | 24,71 | 88,5 | 0,268 | ||||||
| 21,1 | 0,179 | 0,876 | 0,071 | 29,98 | 84,58 | 354,4 | 0,259 | |||||
| 6,17 | 6,4 | 0,244 | 0,745 | 92,94 | 0,064 | 5,08 | 20,496 | 332,5 | 0,246 | |||
| 11,2 | 0,259 | 0,825 | 284,6 | 0,071 | 11,22 | 38,073 | 309,6 | 0,264 | ||||
| 0,284 | 0,859 | 580,9 | 0,074 | 17,16 | 59,64 | 295,2 | 0,277 | |||||
| 19,2 | 0,283 | 0,87 | 836,4 | 0,067 | 21,58 | 73,53 | 294,5 | 0,275 | ||||
| 22,4 | 0,276 | 0,875 | 0,057 | 24,83 | 83,05 | 297,9 | 0,272 | |||||
| 25,6 | 0,263 | 0,878 | 0,043 | 24,71 | 88,5 | 0,268 | ||||||
| 0,179 | 0,876 | -0,025 | 29,98 | 84,58 | 354,4 | 0,259 |
3. Рассчитываем передаточные числа трансмиссии uтр и заносим их в таблицу 2.4.
uтр = uo un ,
где uo – передаточное число трансмиссии на главной передаче; un - передаточное число трансмиссии на каждой из передач.
4. Определяем при = 0 по семь текущих значений теоретической скорости Vт на каждой передаче и вписываем полученные результаты в таблицу 2.4.
Vа = Vт( 1-) = (0,105rкn)/uтр(1-), отсюда следует
Vт = (0,105rкn)/uтр ,
где rк=0,47 – радиус колеса, м.
5. Чертим на листе ватмана формата А1 (841х594мм) левое поле 250х250мм, средние верхнее (400х250мм) и нижнее (400х125мм) поля и правое поле 100х250мм, масштабные "сетки" и шкалы.
6. Выбираем удобный масштаб эффективной мощности двигателя и строим на нижнем среднем поле графики Nе = f(Vт) и е = f(Vт) в масштабе скоростей Vт и Vа.
7. При выбранном значении коэффициента kw = 0,6 Нс2/м4 находим постоянное значение фактора обтекаемости в Нс2/м2:
kwF= ВНгkw=1,632,320,6=2,269 Нс2/м2
где В – ширина колеи передних колес, м; Нг – габаритная высота автомобиля, м.
8. Измеряем у неподвижного порожнего и полностью груженого автомобиля среднее расстояние rст от центров ведущих колес до поверхности ровной дороги и принимаем необходимое для расчетов значение радиуса качения без скольжения (ГОСТ 17697-72) rк = rст = 0,47 м.
9. Определяем расчетом по формулам:
полную окружную силу ведущих колес Рко при Ме > 0 на всех передачах переднего хода:
Рко= Ме uтр тр / rк ,
где 
рассчитано раннее (см. 2.11)
- силу сопротивления воздуха Рw :
Рw = kwF Vт2
- динамический фактор снаряженного автомобиля Do:
Do=(Рко - Рw)/ mo g ,
где mo – снаряженная масса автомобиля, кг (mo = 3600 кг); g – ускорение свободного падения (g = 9,89 м/с2).
На верхнем среднем поле листа 1 строим графики Do = f (Vт).
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта был проведен расчет тягово-тормозных свойств автомобиля ГАЗ-САЗ-3507.
Автомобиль реализует свою потенциальную опасность в аварию в процессе управления водителем, не знающим своих контраварийных возможностей и не обладающим "чувством автомобиля и дороги", не умеющим предсказывать поведение и опасности других участников дорожного движения.
Для автомобиля ГАЗ-САЗ-3507 число "ступеней" торможения, согласно тягово-тормозного паспорта, до полной остановки от скорости в 77 км/ч равняется 4, т.е. для безюзовой остановки водитель должен 4 раза частично отпустить педаль тормоза.
Безаварийную эффективность рабочей тормозной системы любого автомобиля нельзя "вырывать" из системы ВАДС даже при стендовых испытаниях, весьма грубо моделирующих реальные условия дорожного движения. Поэтому кроме выявления конструктивных особенностей рабочей тормозной системы и признаков основных неисправностей, запрещающих движение АТС, оцениваем приспособленность конструкции РТС к ступенчато-импульсному торможению с обязательным следом юза в первом импульсе и возможностью проверки на предприятии персонального "юзового почерка" водителей на эталонной дороге автодрома или каком-то согласованном с ГИБДД участке дороги общего пользования.
Библиографический список
1. Вахламов В.К. Автомобили : Конструкция и эксплуатационные свойства : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. _М.: Изд. центр « Академия», 2009. – 480 с.
2. Вахламов В.К Техника автомобильного транспорта : Подвижной состав и эксплуатационные свойства /В.К. Вахламов – М.: Изд.центр «Академия», 2004 – 528 с.
3. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль : Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение, 1989. – 240с.
4. Лопарев А.А., Якимов Ю.В. Конструкция, расчет и потребительские свойства изделий. Учебно-методическое пособие для спец. 190630 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», Сыктывкар, 2013-98с
5. Машиностроение. Энциклопедия: учебник для технических вузов / В.Ф. Платонов. В.С. Азаев. Е.Б. Алекандров [и др.]. ; под ред. В.Ф. Платонова. – М. : Машиностроение, 1997. – 688 с.
6. Туревский, И.С. Теория автомобиля [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / И.С. Туревский. – М. : Высш. шк., 250. – 240 с.: ил.