Курсовая работа (т): Тяговый расчёт автомобиля ВАЗ–2121

.2 Расчет сил, действующих на автомобиль

Тяговая сила на ведущих колесах определяется по формуле:

,

где  - коэффициент полезного действия трансмиссии, которая зависит от типа и конструкции автомобиля, усредненные значения  для механических трансмиссии легкового автомобиля равны 0,9.

Определим первое значение тяговой силы на I-ой передаче:

=6.40(кН)

Аналогичным образом определяем значения  автомобиля на других передачах и значениях ω и заносим их в таблицы 3.1 - 3.5.

Максимальное значение тяговой силы по сцеплению колес с дорогой Pсц определяем выражением:

где:  - сцепной вес автомобиля(вес приходящийся на ведущие колеса), Н.

 - коэффициент сцепления с дорогой.

,

где  - полная масса автомобиля, кг. - ускорение свободного падения, м/с .

 = 0,7 - 0,8. Принимаем  = 0,8.

=6,57(кН).

Сила сопротивления качению Pk определяется выражением:

где: Ga - вес автомобиля, Н;- коэффициент сопротивления качению.= 0,014-0,018.

Принимаем f = 0,014.

Сила сопротивления воздуха рассчитывается по формуле:

,

где k - коэффициент обтекаемости;- площадь лобовой поверхности, ;

 - скорость движения автомобиля, м/с.

k = 0.35

F = 0.78×B×H,

где B и H ширина и высота автомобиля соответственно, м.

F = 0.78×1,68×1,64= 2,15 ( ).

Рассчитаем значения  на первой передаче:

 =0,0030(кН).

Остальные значения  на других передачах рассчитываем аналогично

приведенному примеру и заносим полученные данные в таблицы 3.1 - 3.5.

Строим тяговую характеристику автомобиля (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Тяговая характеристика автомобиля.

.3 Расчет динамического фактора автомобиля

Динамически фактор - это удельная избыточная тяговая сила, которая затрачивается на преодоление дорожных сопротивлений и разгон автомобиля.

 -

формула для определения динамического фактора.

Пример расчета:

 =0,54

Таким же образом рассчитываем остальные значения динамического фактора и заносим их в таблицу 3.1 - 3.5.

Динамически фактор по сцеплению с дорогой рассчитывается по формуле:

тяговый автомобиль сцепление двигатель

,

где  - коэффициент сцепления с дорогой.  = 0,8.

 =0,553

Строим динамическую характеристику автомобиля (Рисунок 3).

Рисунок 3 - Динамическая характеристика автомобиля.

.4 Определение ускорения автомобиля

Выражение для определения ускорения автомобиля имеет вид:

,

где  - суммарный коэффициент дорожных сопротивлений; - ускорение свободного падения, м/с .

- коэффициент учета вращающихся масс.

 ,

 - уклон дороги, .

Так как расчет ведется для сухой горизонтальной асфальтобетонной дороги, то =0.

Поэтому справедливо равенство:

 ,

где Uk - передаточное число k-той передачи;

- 0,04-0,08. Принимаем  = 0,08.

Рассчитаем значение  на I -ой передаче:

=2,12

Остальные значения на других передачах рассчитываем аналогично приведенному выше примеру.

Значение  на всех передачах:

=2,12; = 1,34;  1,18;  1,12;  1,09.

Для примера определим одно из значений ускорения автомобиля на I-ой передаче:

 =1.88(м/с ).

Аналогично приведенному примеру рассчитываем остальные значения ускорения на других передачах и заносим их в таблицы 3.1-3.6.

Строим график ускорения автомобиля на всех передачах в  и  - координатах(Рисунок 4).

Рисунок 4 - График ускорения автомобиля.

Для каждого из рассчитанных значении  определяем обратную величину  и заносим полученные значения в таблицы 3.1-3.5. Строим графическую зависимость в , Va - координатах (Рис. 5)

Рисунок 5 - График обратной ускорению величины .

.5 Определение времени разгона автомобиля

Для определения времени разгона автомобиля до какой-либо скорости необходимо разбить всю область под кривыми графика в ,  - координатах на вертикальные участки, нижние основания которых - отрезки оси абсцисс, а верхние представляют собой части кривых графика. Рассчитав значения площадей , всех участков, можем определить время разгона автомобиля до скорости соответственно  по формуле:

(3.15)

где: = - площадь k-го участка, мм (l- длинна основания, h- средняя высота);

- масштаб скорости автомобиля Va на графике обратной ускорению величины  ;

- масштаб величины  .

Полученные результаты заносим в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 Определение времени разгона автомобиля.

Строим график времени разгона автомобиля (Рисунок 6).

Рисунок 6 - График времени разгона автомобиля.

3.6 Определение пути разгона автомобиля

Для определения пути разгона разбиваем все пространство по левую сторону от кривой времени разгона автомобиля на 9 горизонтальных областей, левые основания которых - отрезки на оси координат  , а правые представляют собой участки кривой времени разгона.

Рассчитав значения площадей  всех областей, можем рассчитать путь разгона … , который необходимо проехать автомобилю для разгона до скорости  по формуле:

,

где: - масштаб времени разгона автомобиля , .

Рассчитаем значения пути разгона  … до скорости соответственно .

Полученные значения запишем в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 Определение пути разгона автомобиля.

Строим график пути разгона автомобиля (Рисунок 7).

Рисунок 7 - График пути разгона автомобиля.

.7 Расчет и построение графика пути торможения автомобиля

Тормозные свойства автомобиля можно оценить величиной минимального тормозного пути за время торможения с максимальной эффективностью. Для этого используем зависимость :

 ,

где:  - скорость автомобиля;

 - время запаздывания тормозов (принимаем = 0,05с);

- время нарастания ( принимаем  = 0,4с).