КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Автотранспортные средства»
Вариант 8
Выполнила: студентка 4 курса,
заочного отделения
специальности 100101
Герасимов И.А.
Проверил:
Оверин Ю.В.
г. Старая Русса
Содержание
Введение 3
1. Исходные данные 7
2. Расчет тягово-скоростных показателей АТС 8
2.1Расчет внешних характеристик двигателей 8
2.2Определение величины максимальной скорости движения АТС 10
2.3. Расчет передаточных отношений трансмиссии 12
2.3.1. Расчет передаточного отношения главной передачи 12
2.3.2. Расчет передаточного отношения 1-й передачи 12
2.3.3. Расчет передаточных отношений промежуточных передач 13
2.3.4. Расчет и построение тяговой характеристики 14
3. Расчет динамических показателей АТС в различных дорожных условиях 18
3.1 Расчет и построение динамической характеристики АТС 18
3.2 Расчет и построение характеристики разгона АТС 22
4. Расчет и построение характеристик торможения АТС в различных условиях 23
Заключение 25
Список литературы 25
Введение
Данная курсовая работа охватывает следующие разделы курса:
- внешние характеристики двигателя,
- тяговые и динамические характеристики АТС,
- приемистость и характеристики разгона АТС в заданных дорожно-грунтовых условиях,
- тормозные свойства автотранспортных средств.
Работа содержит построение тяговых, динамических, разгонных и тормозных характеристик транспортного средства.
Исходные данные
1.1 Параметры автотранспортных средств и дорожно-грунтовых условий
Таблица 1.
| N | ma кг | r м | а | р | Fлоб м2 | kв | Тип двиг | Ne кВт | nmin Об/мин | nmax Об/мин | Ψmax |
| 0,35 | 0,007 | 2,2 | 0,18 | к | 0,25 |
В табл. 1 обозначены:
ma - полная масса автотранспортного средства (АТС), кг,
rg - динамический радиус ведущих колес, м,
p - число передач,
Fлоб - площадь лобовой проекции АТС, м2,
kв - коэффициент аэродинамического сопротивления, Н*с2/м4,
Ne max- величина максимальной мощности двигателя, кВт,
n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин
Ψmax - величина максимального дорожного сопротивления,
a - эмпирический коэффициент, входящий в формулу для расчета коэффициента учета вращающихся масс δ..
1.2. Внешние характеристики двигателя
Внешняя скоростная характеристика двигателя N е (п) задается таблично в относительных единицах N е
Ne max
вфункции от п, где п текущая частота вращения коленчатого вала, заданной в отношении к п max - максимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала.
В табл.2 приведены результаты экспериментального исследования характеристик карбюраторного двигателя в относительных единицах частот и мощностей.
Таблица 2 Карбюраторные двигатели
| n/nmax | 0.2 | 0.3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| Ne/Nemax | 0,1814 | 0,478 | 0,648 | 0,76 | 0,891 | 0,942 | 1,0 | 0,985 | 0,956 |
Расчет тягово-скоростных показателей АТС
4.1. Расчет и построение внешних характеристик ДВС
Для построения внешней характеристики Ne(п) используются данные таблицы 1. Для построения внешней характеристики Ме (п) используется зависимость: Ме= Ne (ω)/ ω, где ω= 
n/30 (1)
ω= n/30
| ω 800 | = 3,14 * | / 30 = | 83,73 | |
| ω 1200 | = 3,14 * | / 30 = | 125,60 | |
| ω 1600 | = 3,14 * | / 30 = | 167,47 | |
| ω 2000 | = 3,14 * | / 30 = | 209,33 | |
| ω 2400 | = 3,14 * | / 30 = | 251,20 | |
| ω 2800 | = 3,14 * | / 30 = | 293,07 | |
| ω 3200 | = 3,14 * | / 30 = | 334,93 | |
| ω 3600 | = 3,14 * | / 30 = | 376,80 | |
| ω 4000 | = 3,14 * | / 30 = | 418,67 |
Nе (ω)= Nе / Nе мax * Nе мax
| Nе (ω) 800 | = | 0,1814 | * | = | 12,84 | |
| Nе (ω) 1200 | = | 0,478 | * | = | 28,68 | |
| Nе (ω) 1600 | = | 0,648 | * | = | 38,88 | |
| Nе (ω) 2000 | = | 0,76 | * | = | 45,6 | |
| Nе (ω)2400 | = | 0,891 | * | = | 53,46 | |
| Nе (ω)2800 | = | 0,942 | * | = | 56,52 | |
| Nе (ω) 3200 | = | * | = | |||
| Nе (ω)3600 | = | 0,985 | * | = | 59,1 | |
| Nе (ω)4000 | = | 0,956 | * | = | 57,36 |
Ме= Ne (ω)/ ω
| Ме 800 | = | 12,84 | / | 83,73 | = | 153,3439 |
| Ме 1200 | = | 28,68 | / | 125,60 | = | 228,3439 |
| Ме 1600 | = | 38,88 | / | 167,47 | = | 232,1656 |
| Ме 2000 | = | 45,6 | / | 209,33 | = | 217,8344 |
| Ме 2400 | = | 53,46 | / | 251,20 | = | 212,8185 |
| Ме 2800 | = | 56,52 | / | 293,07 | = | 192,8571 |
| Ме 3200 | = | / | 334,93 | = | 179,1401 | |
| Ме 3600 | = | 59,1 | / | 376,80 | = | 156,8471 |
| Ме 4000 | = | 57,36 | / | 418,67 | = | 137,0064 |
Результаты расчета сводим в таблицу 2.
Таблица 2.
| N/Nmax | N, об/мин | ω, 1/с | Ne/Ne max | Ne, кВт | Me, Нм |
| 0,2 | 83,73 | 0,214 | 12,84 | 153,3439 | |
| 0,3 | 125,60 | 0,478 | 28,68 | 228,3439 | |
| 0,4 | 167,47 | 0,648 | 38,88 | 232,1656 | |
| 0,5 | 209,33 | 0,76 | 45,6 | 217,8344 | |
| 0,6 | 251,20 | 0,891 | 53,46 | 212,8185 | |
| 0,7 | 293,07 | 0,942 | 56,52 | 192,8571 | |
| 0,8 | 334,93 | 179,1401 | |||
| 0,9 | 376,80 | 0,985 | 59,1 | 156,8471 | |
| 418,67 | 0,956 | 57,36 | 137,0064 |
На рис. 1и 2 представлены графические изображения экспериментальных внешних мощностной и моментной характеристик.
Рис. 1. Внешние характеристики заданного ДВС:
а – мощностная, б - моментная
4.2. Определение величины максимальной скорости движения АТС
Расчет максимальной скорости движения автотранспортного средства Vmax производится на основе графо-аналитического решения уравнения мощностного баланса: Nт = Nд + Nв , (2)
где
Nт - величина тяговой мощности на ведущих колесах: Nт = Nе
Nд - величина мощности дорожных сопротивлений: Nд = f Gа V,
Nв – величина мощности сопротивления воздуха: Nв = kв Fлоб V 3
f - коэффициент сопротивления качению колес, принимаемой в расчете 0,02,
Gа – вес АТС в ньютонах,
Fлоб – величина площади лобовой проекции АТС в м2,
V - скорость движения АТС в м/с,
kв - коэффициент аэродинамического сопротивления АТС,
η т - коэффициент полезного действия трансмиссии АТС.
Ga=mа*9,8=1200*9,8=11760
Nд = f Gа V
| Nд 10 | = | 0,02 | * | * | = | |||
| Nд 20 | = | 0,02 | * | * | = | |||
| Nд 30 | = | 0,02 | * | * | = | |||
| Nд 40 | = | 0,02 | * | * | = | |||
| Nд 50 | = | 0,02 | * | * | = | |||
| Nд 60 | = | 0,02 | * | * | = |
Nв = kв Fлоб V 3
| Nв 10 | = | 0,18 | * | 2,0 | * | 103 | = | |
| Nв 20 | = | 0,18 | * | 2,0 | * | 203 | = | |
| Nв 30 | = | 0,18 | * | 2,0 | * | 303 | = | |
| Nв 40 | = | 0,18 | * | 2,0 | * | 403 | = | |
| Nв 50 | = | 0,18 | * | 2,0 | * | 503 | = | |
| Nв 60 | = | 0,18 | * | 2,0 | * | 603 | = |
Результаты расчетов сводятся в табл. 3
Таблица 3
| V, м/с | Nд, Вт | V3, м3/с3 | NB, Bт | Nд + NB, Вт |
Для определения приведенных выше мощностей по соответствующим формулам находятся суммарные затраты мощности на преодоление сопротивлений движению при постоянной скорости
По формуле для определения Nт выбираем величину к.п.д. АТС равную0,9, на графике отмечаем соответствующую ординату и проводим линию, параллельную абсциссе, точку пересечения которой с кривой суммарных мощностей сопротивления движению проектируем на ось абсцисс и получаем величину Vmax. Таким способом графически находится решение уравнения, что отображено на рис 2.
Аналитически Vmax находим из уравнения
Ne max * ηт = f*Ga*V + kв*Fлоб* V3 (3)
60*1000*0,9=0,02*11760*V+0,180*2,2*V3
54000=235,2*V+0,396*V3
При V=47,63 получаем
54000=235,2*47,63 +0,396*47,633
54000=53992,05
Проведя расчеты, вычислили, что Vmax = 47,63 м/с.
Рис. 2. Графическое решение уравнения (4)
2.3. Расчет передаточных отношений трансмиссии
2.3.1. Расчет передаточного отношения главной передачи
Для определения передаточного отношения главной передачи используется соотношение: u гп = ω N * r g / v max, (5)
где r g - динамический радиус ведущего колеса, в курсовой работе r g = 0,35 м.
ω N – из данных Таблицы 2 равна 334,93 1/с.
v max – = 47,63 м/с на основании расчетов п.4.1
u гп =334,93 * 0,35/47,63 = 2,461
2.3.2. Расчет передаточного отношения 1-й передачи
Для определения передаточного отношения 1-й передачи используется приведенное в табл. 1 значение максимального, задаваемого для каждого варианта коэффициента дорожного сопротивления движению АТС ψ max.
Величина передаточного отношения 1-й передачи рассчитывается по формуле:
u 1 = ψ max * m а * g * r g / Me max * uгп * η т
Ψmax =0,25, согласно исходным данным
m а=1200, согласно исходным данным
g =9,8 (скорость свободного падения)
r g =0,35 в данной курсовой работе
Me max = 232,1656, согласно данных Таблицы 2
uгп = 2,461 согласно расчетам п.4.3.1
η т = 0,9, в данной курсовой работе
u1 = 0,25*1200*9,8*0,35 / 232,1656*2,461 *0,9 = 2,0
4.3.3. Расчет передаточных отношений промежуточных передач
Выбирая метод разбивки передач по геометрической прогрессии и принимая n – ю передачу за прямую с u n = 1, получаем
u1 = q (n-1) * u n, где q – знаменатель прогрессии.
Следовательно
u2 = u1 / q, u3 = u2 / q = u1 / q 2 и т.д.
В нашем примере величина q = 1,260. Откуда при n=4 передаточные отношения промежуточных передач примут значения:
u 2 = u 1/ q=2,0/1,260=1,588
u 3 = u 2/ q= 1,588 /1,260=1,260
u 4 = u 3/ q=1,260/1,260=1
4.3.4. Расчет и построение тяговой характеристики
Тяговая характеристика АТС, представляющая собой зависимость силы тяги ведущих колес (Рт) от скорости движения V на всех передачах, рассчитывается по формулам:
Р тi = М е i * η т * u i* * u гп / rg и V i = ω i *rg * / u i * u гп (6)
где i – номер передачи.
Значения ωi и Меi выбираются из Таблицы 2
η т =0,9, в данной курсовой работе
Для Рт 1 – u 1 =2,0, согласно п. 4.3.2
Рт 2 – u 2 = 1,588, согласно п. 4.3.3
Рт 3 – u 3 = 1,260, согласно п. 4.3.3
Рт 4 – u 4 = 1, согласно п. 4.3.3
u гп =2,461, согласно п. 4.3.1
rg=0,35, в данной курсовой работе
Первая передача:
| Рт 1 = | 153,3439 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 1941,8519 |
| Рт 1 = | 228,3439 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 2891,6049 |
| Рт 1 = | 232,1656 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 2940,0000 |
| Рт 1 = | 217,8344 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 2758,5185 |
| Рт 1 = | 212,8185 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 2695,0000 |
| Рт 1 = | 192,8571 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 2442,2222 |
| Рт 1 = | 179,1401 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 2268,5185 |
| Рт 1 = | 156,8471 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 1986,2140 |
| Рт 1 = | 137,0064 | * | 0,9*2,0*2,461/0,35 = | 1734,9630 |
| V 1 = | 83,73 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 5,9510 |
| V 1 = | 125,60 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 8,9265 |
| V 1 = | 167,47 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 11,9020 |
| V 1 = | 209,33 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 14,8776 |
| V 1 = | 251,20 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 17,8531 |
| V 1 = | 293,07 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 20,8286 |
| V 1 = | 334,93 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 23,8041 |
| V 1 = | 376,80 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 26,7796 |
| V 1 = | 418,67 | * | 0,35/ 2,0 / 2,461= | 29,7551 |
Вторая передача:
| Рт 2 = | 153,3439 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 1540,7353 |
| Рт 2 = | 228,3439 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 2294,3037 |
| Рт 2 = | 232,1656 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 2332,7020 |
| Рт 2 = | 217,8344 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 2188,7081 |
| Рт 2 = | 212,8185 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 2138,3102 |
| Рт 2 = | 192,8571 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 1937,7472 |
| Рт 2 = | 179,1401 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 1799,9244 |
| Рт 2 = | 156,8471 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 1575,9338 |
| Рт 2 = | 137,0064 | * | 0,9 * 1,588 * 2,461 / 0,35= | 1376,5822 |
| V 2 = | 83,73 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 7,5003 |
| V 2 = | 125,60 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 11,2505 |
| V 2 = | 167,47 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 15,0006 |
| V 2 = | 209,33 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 18,7508 |
| V 2 = | 251,20 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 22,5009 |
| V 2 = | 293,07 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 26,2511 |
| V 2 = | 334,93 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 30,0013 |
| V 2 = | 376,80 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 33,7514 |
| V 2 = | 418,67 | * | 0,35 / 1,588 / 2,461 = | 37,5016 |
Третья передача:
| Рт 3 = | 153,3439 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1222,8058 |
| Рт 3 = | 228,3439 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1820,8759 |
| Рт 3 = | 232,1656 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1851,3508 |
| Рт 3 = | 217,8344 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1737,0699 |
| Рт 3 = | 212,8185 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1697,0716 |
| Рт 3 = | 192,8571 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1537,8946 |
| Рт 3 = | 179,1401 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1428,5114 |
| Рт 3 = | 156,8471 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1250,7411 |
| Рт 3 = | 137,0064 | * | 0,9*1,260*2,461/0,35 = | 1092,5256 |
| V 3 = | 83,73 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 9,4504 |
| V 3 = | 125,60 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 14,1756 |
| V 3 = | 167,47 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 18,9008 |
| V 3 = | 209,33 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 23,6260 |
| V 3 = | 251,20 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 28,3512 |
| V 3 = | 293,07 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 33,0764 |
| V 3 = | 334,93 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 37,8016 |
| V 3 = | 376,80 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 42,5268 |
| V 3 = | 418,67 | * | 0,35/1,260/2,461 = | 47,2520 |
Четвертая передача:
| Рт 4 = | 153,3439 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 970,4808 |
| Рт 4 = | 228,3439 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 1445,1396 |
| Рт 4 = | 232,1656 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 1469,3261 |
| Рт 4 = | 217,8344 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 1378,6269 |
| Рт 4 = | 212,8185 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 1346,8822 |
| Рт 4 = | 192,8571 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 1220,5513 |
| Рт 4 = | 179,1401 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 1133,7392 |
| Рт 4 = | 156,8471 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 992,6517 |
| Рт 4 = | 137,0064 | * | 0,9*1*2,461/0,35 = | 867,0838 |
| V 4 = | 83,73 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 11,9075 |
| V 4 = | 125,60 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 17,8613 |
| V 4 = | 167,47 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 23,8150 |
| V 4 = | 209,33 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 29,7688 |
| V 4 = | 251,20 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 35,7225 |
| V 4 = | 293,07 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 41,6763 |
| V 4 = | 334,93 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 47,6300 |
| V 4 = | 376,80 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 53,5838 |
| V 4 = | 418,67 | * | 0,35 / 1 / 2,461 = | 59,5375 |
Результаты расчета по формулам (6) сводятся в табл. (6).
Таблица 6
| ωi 1/c | MEI,HM | PT1 H | V1 m/c | PT2 H | V2 m/c | PT3 H | V3 m/c | PT4 H | V4 m/c |
| 83,73 | 153,3439 | 1941,8519 | 5,9510 | 1540,7353 | 7,5003 | 1222,8058 | 9,4504 | 970,4808 | 11,9075 |
| 125,60 | 228,3439 | 2891,6049 | 8,9265 | 2294,3037 | 11,2505 | 1820,8759 | 14,1756 | 1445,1396 | 17,8613 |
| 167,47 | 232,1656 | 2940,0000 | 11,9020 | 2332,7020 | 15,0006 | 1851,3508 | 18,9008 | 1469,3261 | 23,8150 |
| 209,33 | 217,8344 | 2758,5185 | 14,8776 | 2188,7081 | 18,7508 | 1737,0699 | 23,6260 | 1378,6269 | 29,7688 |
| 251,20 | 212,8185 | 2695,0000 | 17,8531 | 2138,3102 | 22,5009 | 1697,0716 | 28,3512 | 1346,8822 | 35,7225 |
| 293,07 | 192,8571 | 2442,2222 | 20,8286 | 1937,7472 | 26,2511 | 1537,8946 | 33,0764 | 1220,5513 | 41,6763 |
| 334,93 | 179,1401 | 2268,5185 | 23,8041 | 1799,9244 | 30,0013 | 1428,5114 | 37,8016 | 1133,7392 | 47,6300 |
| 376,80 | 156,8471 | 1986,2140 | 26,7796 | 1575,9338 | 33,7514 | 1250,7411 | 42,5268 | 992,6517 | 53,5838 |
| 418,67 | 137,0064 | 1734,9630 | 29,7551 | 1376,5822 | 37,5016 | 1092,5256 | 47,2520 | 867,0838 | 59,5375 |