Проектирование автомобиля с бензиновым двигателем

Содержание

Введение

1. Определение исходных данных

2. Расчет параметров двигателя

3. Расчет передаточных чисел трансмиссии

4. Тяговая характеристика автомобиля

5. Тяговая динамика автомобиля

6. Разгон автомобиля

7. Характеристика топливной экономичности автомобиля

8. Проверочный (прочностной) расчет сцепления

Заключение

Список использованных

источников

Введение

Автомобильный транспорт играет существенную роль в общем грузовом и пассажирообороте нашей страны. От всех других видов транспорта он выгодно отличается мобильностью и меньшими капиталовложениями в его создании.

В последнее время автомобильный транспорт достиг нового уровня развития, заключающегося в специализации подвижного состава по назначению. Это вызвано в первую очередь экономической целесообразностью. Так для перевозок пассажиров по междугородним и международным маршрутам на автомобильном транспорте целесообразно применять автомобили большого класса. На внутригородских перевозках экономически рентабельно осуществлять перевозки пассажиров на автомобилях среднего и малого класса, имеющих более экономичный расход топлива, большую скорость перевозки, более высокую маневренность.

В городских условиях автомобили малого и среднего класса уже давно стали жизненно необходимыми, для передвижения населения в нашей стране. Для эксплуатационников необходимым становится и экономичность автомобильного транспорта. Таким образом, важной проблемой стоит создание автомобилей малого класса, обладающих низким расходом топлива, хорошими эксплуатационными свойствами.

1. Определение исходных данных

Уточнение задания на тягово-динамический расчет

Тип и класс автомобиля: легковой автомобиль среднего класса (31).

Максимальная скорость движения на высшей передаче: 160 км/ч.

Тип двигателя: 4-х цилиндровый, 4-х тактный, рядный, карбюраторный.

Коробка передач: механическая четырехступенчатая;

Колесная формула: 4х2.

Количество мест в автомобиле: 5.

Максимальное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на первой передаче – ψмах=0,27.

Коэффициент сопротивлению качению колес выбираем для сухого асфальта, то есть f0 =0,02.

Массу водителя и пассажира принимаем равной 80 кг.

Максимальная частота вращения двигателя по внешней скоростной характеристике равна номинальной частоте вращения.

Масса груза в багажнике 50 кг.

Коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой φ=0,7.

Определение массы автомобиля, выбор размера и радиуса качения шин

Для выбора размера шины необходимо определить нагрузку, приходящуюся на одно колесо автомобиля. Исходя из исходных данных, аналогом выбираем автомобиль ГАЗ-3102. Распределение силы веса по осям для него выполняется:

на переднюю ось 52%

на заднюю ось 48%.

Полная масса автомобиля Ga автомобиля складывается из массы полезной нагрузки МГ и собственной массы автомобиля М0.

Для определения собственной массы автомобиля принимают коэффициент использования массы автомобиля ηм, для данного класса автомобиля принимаем ηм= 0,32 ([1], страница 6), следовательно,

; (1)

.

Собственная масса:

; (2)

.

Определяю нагрузку на переднюю Ga1 и заднюю Ga2 оси автомобиля:

Ga1 = 0,52∙1850∙9,81/1000 = 9,44 кН;

Ga2 = 0,48∙1850∙9,81/1000 = 8,71 кН.

Максимальная нагрузка, приходящаяся на шину:

Ра1= Ga1/2; (3)

Ра1= 9,44/2 = 4,72 кН;

Pa2= Ga2/2; (4)

Pa2=8,71 /2 = 4,355 кН.

Шины выбираем в зависимости от максимально приходящейся нагрузки на шину и по заданному внутреннему давлению в шине. Так как нагрузка на колесо передней оси больше, то по ней производим подбор шин. Примем давление в шине равное 200 кПа.

По справочнику выбираем шины: 165R15 радиальные бескамерные с допустимой нагрузкой 4,90 кН.

Статический радиус колеса:

; (5)

где d – посадочный диаметр обода;

∆ - отношение высоты Н к ширине В обода;

λсм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

;

∆=0,80 ([1], страница 8); В=165 мм.

Т.к. шины радиальные, то примем λсм=0,96 ([1], страница 5).

.

Радиус качения колеса:

; (6)

.

2. Расчет параметров двигателя

Вычисление мощности двигателя при максимальной скорости автомобиля

Максимальная мощность двигателя определяют по заданной уравнению максимальной мощности:

(7)

где GA – вес автомобиля в снаряженном состоянии;

– коэффициент сопротивление преодолеваемый на скорости V=160 км/ч автомобилем по прямой, без подъема;

– коэффициент аэродинамического сопротивления, т.к. проектируемый автомобиль легковой среднего класса ([1], таблица 3);

– лобовая площадь автомобиля;

- КПД трансмиссии на прямой (четвертой) передаче ([1], таблица 2).

Т.к. автомобиль движется по прямой, без подъема, то коэффициент будет равен коэффициенту сопротивления качению .

Коэффициент сопротивления качению определяется по формуле:

, (8)

где f0=0,02 – коэффициент сопротивления качению при движении со скоростью до 50 км/ч;

- скорость автомобиля, м/сек.

.

Примем лобовую площадь автомобиля по рекомендации ([1], таблица 3) F=2,15 м² ; Тогда получаем:

=103 л.с.

На основании накопленного опыта отечественного и зарубежного двигателестроения принимаем частоту вращения коленчатого вала ДВС (nN), соответствующую, максимальной мощности nN = 4500 об/мин.

По выбранному числу оборотов nN и рассчитанной максимальной мощности ДВС определяется его рабочий объем по формуле:

(9)

где Nеmax - максимальная мощность в л.с.;

 Скачать реферат