Курсовая работа (т): Проектирование легкового автомобиля с разработкой сцепления

Сила дорожного сопротивления при этом определяется по формуле

, Н,

где y - коэффициент дорожного сопротивления, который при построении графика тягового баланса здесь принимается равным коэффициенту сопротивления качению fn .

Сила сопротивления воздуха определяется по формуле

 , Н

где kв и F соответственно коэффициент фронтального аэродинамического сопротивления и лобовая площадь автомобиля; Va - скорость автомобиля, м/с.

Сила Рв определяется для скоростей движения автомобиля на высшей передаче, так как при малых скоростях движения она мала.

Таблица 2.1 - Показатели тягового баланса автомобиля

Рис.2.1 - График тягового (силового) баланса автомобиля

.2 Мощностной баланс

График мощностного баланса автомобиля строится в координатах N-V на основании уравнения

, кВт,

где Nk - тяговая мощность на ведущих колесах, кВт; Nд- мощность, затрачиваемая на преодоление дорожного сопротивления, кВт; Nв- мощность, затрачиваемая на преодоление воздушного сопротивления, кВт; Nu- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Мощность Nu берется со знаком «+» при ускоренном движении и со знаком «-» при замедленном движении.

Мощность дорожного сопротивления:

, кВт.

Мощность, затрачиваемая на преодоление воздушного сопротивления:

, кВт.

Построение графика мощностного баланса ведется в последовательности, аналогичной построению графика тягового баланса. Все значения и результаты расчетов, необходимые для построения графика мощностного баланса сводятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Показатели мощностного баланса автомобиля

Рис.2.2.1 - График мощностного баланса автомобиля

.3 Динамический паспорт автомобиля

Построение динамического паспорта необходимо начинать с построения динамической характеристики D=f(V).

Вычисление динамического фактора удобно производить табличным способом, используя данные силового баланса.

Результаты расчета значений динамического фактора на отдельных передачах сводятся в табл. 2.3.

Скорость движения автомобиля V на передачах и соответствующие значения силы тяги Рm принимаются из табл.2.1 тягового баланса.

Сила сопротивления воздуха при движении автомобиля определяется по формуле

, Н.

Так как при изменении массы автомобиля изменяется и динамический фактор, то для его определения слева от динамической характеристики строится номограмма нагрузки в процентах (масштаб -1мм:1 % нагрузки).

С этой целью влево от начала координат на продолжении оси абсцисс откладывается отрезок 100 мм. На этом отрезке откладывается масса автомобиля в кг: слева - снаряженная, справа - полная, соответствующая 100 % загруженности заданного автомобиля.

Из точки, означающей нулевую загрузку, проводится вертикальная ось, на которую наносятся значения динамического фактора D0 порожнего автомобиля.

Масштаб а0 для шкалы D0 находится по формуле:

где а- масштаб динамического фактора D при полной загрузке автомобиля.

После этого одинаковые значения D и D0 соединяются сплошными линиями (то есть точки, соответствующие D=0,1 при Н=0 и при Н=100 %, соединяются сплошной прямой. Далее таким же образом соединяются точки, соответствующие D=0,2; 0,3;¼ и т.д.). Для определения возможности буксования колес при различных нагрузках строится график контроля буксования, совмещаемый при построении с номограммой нагрузок. Динамический фактор по сцеплению определяется по следующим формулам:

где  -динамический фактор по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой; Dfo - динамический фактор по сцеплению для порожнего автомобиля; Gовщ ,Gвщ-соответственно масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля в порожнем и полностью груженом состоянии, Н. (Gовщ- берется из справочника).

Таблица 2.3 - Показатели динамической характеристики автомобиля

Рис.2.3 - Динамический паспорт автомобиля

При расчете  и  значения φ принимаются от 0,1 до 0,8. Значения  откладываются на шкале D, а значения  на шкале Dо. Точки с одинаковыми значениями коэффициентов сцепления соединяются штриховыми линиями.

Масштаб "b" номограммы по оси D при полной нагрузке автомобиля (длина отрезка в мм, соответствующая φ = 0,1) определяется из выражения

где а- масштаб динамического фактора D при полной нагрузке автомобиля, ао- масштаб динамического фактора Dо порожнего автомобиля.

Отрезки в масштабе "bо" и " b" соединяются штриховыми линиями, и каждая из них обозначается соответствующим значением коэффициента сцепления φ.

.4 Ускорение автомобиля

График ускорений автомобиля при разгоне jа=f(V) строится для полностью груженого автомобиля, движущегося по горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием в хорошем состоянии.

Величина ускорения автомобиля определяется по формуле

, м/с2 ,

где D - динамический фактор автомобиля (табл. 2.3); φ - суммарный коэффициент сопротивления движению автомобиля. В данном случае принимается равным коэффициенту сопротивления качению, т.е. φ = fV; g- ускорение свободного падения тела, g=9,81 м/с2; dвр- коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент учета вращающихся масс определяется для каждой передачи по формуле

,

где - передаточное число коробки передач.

Подсчет ускорений удобно вести табличным методом, используя данные динамического паспорта автомобиля.

Таблица 2.4 - Данные для расчета ускорений

Рис.2.4 - График ускорений автомобиля

2.5 Время и путь разгона автомобиля

Время разгона автомобиля определяется с использованием графика ускорений (рис.2.4). С этой целью кривые ускорений разбиваются на ряд участков ∆V. При этом предполагается, что на каждом участке от V1 до V2, от V2 до V3 и так далее. Автомобиль разгоняется с постоянным средним ускорением:

, м/с2,

где jн, jк- соответственно, ускорение в начале и конце участка, м/с2.

При изменении скорости на участке от Vк (скорость в конце участка) среднее ускорение равно приращению скорости ∆V, деленному на время ti движения на участке:

, м/с2.

Для получения допускаемой точности расчетов интервал скоростей должен находиться в пределах от 0,5¼0,8 м/с на 1-й передаче до 2,8¼4,2 м/с - на высшей передаче; 1,4¼2,8 м/с - на промежуточных передачах.

Время движения автомобиля на каждом участке определяется по формуле:

, с.

Скорость начала разгона автомобиля на каждой последующей передаче определяется так

, м/с,

где Vn- конечная скорость, достигнутая автомобилем при его разгоне на предыдущей передаче, м/с; Vпер- снижение (потеря) скорости в процессе переключения передачи, м/с.

Точки пересечения или окончания кривых ускорений на различных передачах определяют скорости, при которых следует производить переключение передач, чтобы интенсивность разгона была максимальной.

Время переключения передач tпер в среднем составляет:

для передач без синхронизатора - tпер=2¼4 с;

для передач с синхронизаторами - tпер=1¼2 с;

для полуавтоматической трансмиссии - tпер=0,5 с.

Снижение скорости за время переключения передач определяется по формуле

,м/с.

Время переключения передач принимаем равным 2с, тогда снижение скорости будет равно:

 м/с.

Общее время разгона получается путем суммирования промежутков времени разгона на отдельных участках

,с.

Путь разгона на участке Si определяется при помощи графика (рис.2.5) времени разгона по формуле

, м,

где ∆Vср- средняя скорость на участке в м/с.

, м/с.

Расчет пути разгона производится по тем же участкам по скорости, что и при расчете времени разгона.

Общий вид пути разгона определяется суммированием промежутков пути разгона на участках

, м.