Дипломная (вкр): Метод испытаний и оценки тягово-скоростных качеств автомобиля

Метод испытаний и оценки тягово-скоростных качеств автомобиля

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский социально-технический университет

имени академика Зулхарнай Алдамжар

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Специальность 050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»

На тему: «Метод испытаний и оценки тягово-скоростных качеств автомобиля»

Выполнил

Иманалинов Д.А.

Научный руководитель

Ст.преподаватель Сагимбаев Р.И.

Костанай 2010

Содержание

Введение

. Тяговый расчет автомобиля

.1 Определение полной массы автомобиля

.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

.3 Подбор шин

.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

.5 Выбор характеристики двигателя

.6 Определение передаточного числа главной передачи

.7 Определение передаточных чисел коробки передач

. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

. Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

.1 Тяговая характеристика автомобиля

.1.1 Построение графика тяговой характеристики

.1.2 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

.2 Динамическая характеристика автомобиля

.2.1 Построение динамической характеристики

.2.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

.3 Ускорение автомобиля при разгоне

.3.1 Построение графика ускорение автомобиля при разгоне

.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

.4 Характеристика времени и пути разгона автомобиля

.4.1 Определение времени разгона

.4.2 Определение пути разгона

.4.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

. Конструкторская часть. Динамический роликовый стенд

.1 Назначение и техническая характеристика стенда

.2 Устройство и работа механической части стенда

.3 Система контроля наличия на стенде автомобиля

.4 Принцип действия динамического стенда

.5 Режимы эксплуатации стенда

. Экономическая часть проекта. Топливная экономичность автомобиля

.1 Построение топливной характеристики автомобиля

.2 Определение эксплуатационного расхода топлива

. Охрана труда

Заключение

Список используемой литературы

Введение

К 2012 году по дорогам мира будет ездить около 1 миллиарда автомобилей. Количественный и качественный рост автомобильного транспорта на улицах и дорогах положительно сказывается на развитие промышленности и сельского хозяйства Казахстана, улучшение условий труда и быта населения.

Автомобильный парк Казахстана на начало 2005 г. насчитывал 1532257 единиц (увеличение за год на 4,1 процента). Из этого числа количество легковых машин насчитывает 1 204 118 единиц. Личный транспорт занимает 86,1 % от общего числа транспортных средств республики и составляет 1 319 427 единиц. Обеспеченность легковыми машинами в прошедшем году составила из расчета на 100 семей - 31 единицу, на 1000 жителей - 76 единиц.

В Казахстане функционируют построенные совместно с ВАЗом и КАМАЗ автосборочные заводы в г. Усть-Каменогорске и Петропавловске по выпуску внедорожников «Нива», легковых автомобилей «Шкода» и грузовых автомобилей «КАМАЗ», развернута широкая сеть авторынков, автосалонов, продающих новые и подержанные автомобили, выпускаемые в России, Германии, Японии, Корее, США и других странах земного шара.

Актуальность темы. В последние время в стране происходит увеличение численности автомобильного транспорта как легкового, так и грузового. Для выявления возможных неисправностей должны проводить качественную компьютерную диагностику, проведение которой позволило бы вовремя обнаружить и устранить возможные неисправности до того как они могут привести к поломке некоторых узлов автомобиля или полного выхода автомобиля из строя.

В качестве объекта исследования в работе был принят автомобиль марки ВАЗ-21093.

При выполнении дипломной работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-21093. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля.

Задачами работы являются поиск путей решения вопросов диагностики автотранспортных средств:

исключить вероятность использования визуального метода диагностики на станции технического обслуживания.

провести анализ возможных неисправностей автомобилей и средств, с помощью которых можно выявить их на ранней стадии

разработать методику испытаний и оценки тягово-скоростных качеств автомобиля для компьютерной диагностики технического состояния.

1. Тяговый расчет автомобиля

.1 Определение полной массы автомобиля

Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

Таблица 1. Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-21093 (параметры автомобиля необходимые для выполнения работы)

Полная масса автомобиля определяется следующим образом:

, (1.1)

где m_o - масса снаряженного автомобиля: m_o = 945 кг;

m_ч - масса водителя или пассажира: принимаем m_ч = 75 кг;

m_б - масса багажа из расчета на одного пассажира: m_б = 10 кг;

n_п - количество пассажиров, включая водителя: n_п = 5 чел..

.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом на задний мост приходится 43-47% полной массы автомобиля.

Принимаем что на менее нагруженный задний мост приходится 45% полной массы. Тогда на передний мост приходится 55% полной массы.

Определим полный вес автомобиля:

, (1.2)

Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:

, (1.3)

Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:

,  (1.4)

1.3 Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины переднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:

;(1.5)

где n - число шин одного моста: n = 2.

 Н.

Из ГОСТ 4754 - 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 165/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр D_н и статический радиус колеса r_ст:

d = 13·0,0254 = 0,3302 м;

, (1.6)

где k_ш - H/B (H и B - высота и ширина профиля): для шины 165/70R13 k_ш = 0,7; B = 165 мм;

, (1,7)

где λ_ст - коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для радиальных шин легковых автомобилей принимаем λ_см = 0,81;

Определяем радиус качения колеса:

, (1.8)

.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

Определяем силу лобового сопротивления воздуха, которая напрямую зависит от лобовой площади автомобиля:

, (1.9)

где А_В - площадь лобового сопротивления;

k_В - коэффициент воздушного сопротивления: принимаем k_В = 0,2;

, (1.10)

где С - коэффициент формы, равный для легковых автомобилей - 0,89;_В и B_В - соответственно габаритные высота и ширина транспортного средства: H_В = 1,402 м, B_В = 1,62 м;- расстояние от бампера до поверхности дороги: принимаем h = 0,25 м;

В - ширина профиля шины: B = 0,165 м;- максимальное число колес одного моста автомобиля: при односкатных задних колесах n = 2.

.5 Выбор характеристики двигателя

Максимальная стендовая мощность двигателя  = 52,6 кВт.

Определим максимальную мощность двигателя:

, (1.11)

где - k_ст поправочный коэффициент, равный 0,93-0,96: принимаем k_ст = 0,95;

Мощность при максимальной скорости определяется на основании формулы:

, (1.12)

где n_eVmax - обороты коленчатого вала двигателя при максимальной скорости (в данном автомобиле максимальная скорость на высшей передаче достигается при оборотах меньших чем максимальные);

n_p - обороты коленчатого вала двигателя при максимальной мощности: n_p = 5600 об/мин;

a,b,c - эмпирические коэффициенты.

Для карбюраторного двигателя легкового автомобиля коэффициенты находим по формулам:

, (1.13)

, (1.14)

,(1.15)

где k_i - коэффициент приспособляемости по крутящему моменту;

k_ω - коэффициент приспособляемости по частоте вращения.

Коэффициенты приспособляемости рассчитываем по стендовым параметрам двигателя:

,(1.16)

где  - стендовый максимальный крутящий момент: = 106,4 Н·м;

 - стендовый крутящий момент при максимальной мощности:

, (1.17)

, (1.18)

где  - обороты коленчатого вала при максимальной мощности:  = 5600 об/мин;

 - обороты коленчатого вала при максимальном крутящем моменте:  = 3400 об/мин.

Производим расчеты:

;

;

;

;

Проверяем условие:

,(1.19)

Условие выполняется:

Определим обороты коленчатого вала при максимальной скорости:

;(1.20)

об/мин.

Рассчитываем мощность при максимальной скорости:

Мощность двигателя при максимальной скорости должна обеспечивать возможность движения при дорожном сопротивлении, которое для легковых автомобилей находится в пределах (ψ_V = 0,015-0,025).

Определим дорожное сопротивление, которое может преодолеть данная модель автомобиля при максимальной скорости:

;(1.21)

где  - КПД трансмиссии; при работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е.

при работе двигателя по внешней скоростной характеристике имеем:

;(1.22)

где  - соответственно КПД цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП;

 - соответственно число пар цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и число карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП.

В расчетах принимаем:

;

.

Тогда дорожное сопротивление преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью составит:

;

Дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью .