Выбор и обоснование исходных данных

При выполнении курсовой работы были использованы следующие параметры:

1. Параметры, заданные техническими условиями:

Вариант №7. Грузоподъёмность автомобиля G_г = 75 кН.

Максимальная скорость автомобиля V_max = 20 м/с.

2. Выбираемые параметры:

Принята компоновка автомобиля 6×4. Поэтому на заднюю ось приходиться 0,75∙G_a нагрузки. В проектируемом автомобиле применяем механическую трансмиссию. Принимается η = 0,9 [1, стр. 5 ].

За прототип принимаем автомобиль КамАЗ - 5320 грузоподъёмностью 80 кH, и максимальной скоростью V_max = 22,2 м/с.

Принимаем коэффициент обтекаемости автомобиля k= 0,6 Н∙с²/м⁴ и лобовую площадь автомобиля F= 4,5 м² [1, стр. 5].

Момент инерции колеса J_к = 14,8 Н∙м∙с², момент инерции двигателя J _m = 1,6 Н∙м∙с² и радиус качения колеса r_k = 0,495 м. [1, стр. 23, таблица П2].

1 Тяговый расчет автомобиля

1.1 Определение полного веса автомобиля

Полный вес автомобиля определяется по формуле (1):

G_a= G_o+G_г+(g₁+g₂)∙n_n (1)

где n_n-число мест в автомобиле, включая место водителя;

G_o – собственный вес автомобиля, принимаем G_o= 100500 Н;

G_г – грузоподъёмность автомобиля;

g₁ – вес одного человека, принимаемый равным 750 Н [1, п. 2.2];

g₂ – вес багажа, принимаемый равным 100 Н на человека.

Таким образом полный вес автомобиля:

G _a = 100500+150000+(750+100)∙2 = 252200 Н.

Согласно принятой компоновки 6×4 на заднюю ось приходится 75% нагрузки. Таким образом, в нашем случае, вес, приходящийся на заднюю ось, составляет:

G₂ = 0,75∙252200 = 189150 Н.

Собственный вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля, составляет:

G_{2 о} = 75375 Н.

На рассчитываемом автомобиле считаю целесообразным применение дизельного двигателя. Поскольку дизельный двигатель, не смотря на больший вес и стоимость, по сравнению с бензиновым, имеет на 30…40% меньший расход топлива. А также он менее токсичен, выше его пожарная безопасность. Кроме того, в последнее время наблюдается тенденция к дизелизации всего автомобильного парка.

1.2 Определение внешней скоростной характеристики двигателя

Определим мощность N_v, необходимую для преодоления сопротивления движению при максимальной скорости автомобиля, по уравнению мощностного баланса (2) , при условии, что максимальная скорость задана на горизонтальной дороге и ускорение равно нулю:

N_v = (G_a∙f∙V_max/1000+k∙F∙V_max³/1000)/η (2)

где f – коэффициент сопротивления качению, зависящий от скорости движения автомобиля. Эта зависимость определяется эмпирической формулой (3):

f = f₀∙(1+13∙V²/20000), (3)

где f₀ – коэффициент сопротивления качению при движении со скоростью меньше 15…20 м/с. Для шоссе с асфальтобетонным покрытием f₀ = 0,02 [1, стр. 5];

f= 0,02∙(1+13∙20²/20000) = 0,0252.

N_v=(252200∙0,0252∙20/1000+0,6∙4,5∙20³/1000)/0,9 = 165,232 кВт.

Зная мощность автомобиля при максимальной скорости движения найдем максимальную мощность двигателя по уравнению, предложенному С. Р. Лейдерманом (4):

N_max= N_v/(a∙λ+b∙λ²-c∙λ³), (4)

где a,b,c – эмпирические коэффициенты.

a=0,5; b=1,5; c=1,0 [1, стр. 6].

для дизельных двигателей λ= 1 [1, стр. 6].

N_max= 165,232 /(0,5∙1+1,5∙1²-1∙1³) = 165,232 кВт.

Зная частоту вращения коленчатого вала n_N и задаваясь отношением n_e/n_N , можно найти текущее значение эффективной мощности двигателя N_e в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя n_e, по формуле (5):

N_e= N_max(a∙(n_e/n_N)+b∙(n_e/n_N)²-c∙(n_e/n_N)³) (5)

Текущие значения крутящего момента двигателя находится по выражению (6):

M_e=1000∙(N_e/n_e) (6)

Для дизельных двигателей грузовых автомобилей n_N = 200…320 1/с. Принимаем значение n_N = 250 1/с.

Результаты вычислений по выражениям (5) и (6) представлены в таблице 1.

Таблица 1- Параметры внешней скоростной характеристики двигателя.

Параметры двигателя	Частота вращения коленчатого вала двигателя, 1/с.
	60	85	110	135	155	170	185	200	215	230	250
Мощность, кВт	31,8	50,2	70,3	90,9	107,1	118,8	129,9	140,1	149,3	157,1	165,2
Крутящий момент, Нм	530,3	591,1	638,7	673,1	691,1	699,0	702,2	700,6	694,2	683,1	660,9

На рисунке 1 представлена внешняя скоростная характеристика двигателя, построенная на основе полученных результатов.

Рисунок 1 – Внешняя скоростная характеристика двигателя.