Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля ГАЗ-13

Министерство образования Украины Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Кафедра автомобилей

Курсовая работа по теме:

«Рассчётно-графический анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Газ-13»

Выполнил: ст. гр. Д 24

Домовец М.С.

Харьков 2004

Исходные данные для расчёта Построение внешней скоростной характеристики двигателя Построение графиков силового баланса и динамической характеристики

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу Лейдермана, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики N_e max и n_N воспроизвести всю картину мощности:

где N_e, кВт — текущее значение мощности двигателя,

n, об/мин — соответствующая частота вращения вала двигателя,

N_e max, кВт — максимальная мощность двигателя, N_emax=161.8 кВт.

n_N, об/мин — частота вращения вала двигателя при максимальной мощности.

А₁, А2 — эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя.

А1 и А2 принимаем равные 1,0 соответственно т. к. двигатель на заданном автомобиле карбюраторный.

Для выбора текущее значение n диапазон вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов n_min до n_N разбивается на произвольное число участков с постоянным интервалом Дn, кратным 50 или 100. Интервал выбираем по формуле:

Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничителя частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала n_N при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10−20% превышать частоту n_N, для него берут ещё одно значение n после n_N с тем же интервалом Дn.

Минимальную частоту вращения коленчатого вала n_min выбирают в пределах 400…800 об/мин. Меньшие значения принимают для дизелей, большие — для карбюраторных двигателей легковых автомобилей и АТС на их базе, средние — для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и АТС на их базе.

Nmin= 800 об/мин и Дn = об/мин.

Результаты расчётов занесены в таблицу 1 и с их помощью строем внешнюю скоростную характеристику двигателя N_e=f (n) и M_e=f (n). Для дизельных двигателей и карбюраторных с ограничителями внешнюю скоростную характеристику строят до точки, соответствующей n_N.

3. Построение графиков силового баланса и динамической характеристикой

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса:

P_k-P_ш-P_w -P_j=0, (4)

Тяговое усилие на ведущих колёсах определяют из выражения, Н:

(5)

где: r_д — динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным r_ст, м.

Вторую составляющую силового баланса — силу суммарного дорожного сопротивления — определяют по формуле, Н:

P_ш=ш•G,

где G=g•m — полный вес автомобиля, Н. g=9,81 м/с² — ускорение свободного падения.

В расчётах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивлению качению, в связи с чем полагаем ш=const. Для автомобиля Газ-13 G=9,81•3175=31 146.75 Н, а при заданном ш = 0,037 Р_ш= 0,037 • 31 146,75=1152,430 Н.

Сила сопротивления воздуха, Н:

где: F — лобовая площадь автомобиля, м².

V — скорость автомобиля, км/ч.

Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии — приближённо по выражению:

F=б•B_r•H_r,

где: б — коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей

б=0,78…0,8; для грузовых автомобилей б=0,75…0,9 (большее значение принимают для автомобилей с большей полной массой); для автобусов б=0,85…0,95 (меньшие значения принимаются для автобусов малой вместимости, а большие — большей).

F = 0,8 • 1,61 • 1,44 = 1,3552 м²

Сила сопротивления разгону, Н:

где: д — коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс.

j — ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с².

При построении и анализе графиков силового баланса величина P_j не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия P_k и суммы сопротивлений движению (P_ш+ P_w).

График силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала n зависимостью:

где r_k — радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания, статистическому радиусу r_ст.

Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:

Для построения графика силового баланса рассчитываем сумму P_ш+ P_w, которая зависит только от скорости и не зависит от передаточного числа коробки передач. Поэтому расчёт выполняем применительно к скоростям, соответствующим высшей передачи.

Таблица 2. Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики автомобиля ЗАЗ-968М

Рисунок 1-Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя внутреннего сгорания Рисунок 2. Силовой баланс автомобиля Рисунок .3. Динамическая характеристика автомобиля Таблица 1. Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя