Расчёт и составление динамического паспорта автомобиля иностранного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области

"Московский Областной Государственный Автомобильно-Дорожный Колледж"

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Дисциплина: "Автомобили"

Тема проекта: "Расчёт и составление динамического паспорта автомобиля иностранного производства"

Разработал:

Голомазов Алексей Николаевич

г. Бронницы, 2013

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

2. Определение эффективной мощности для заданной

скорости вращения коленчатого вала двигателя

3. Определение крутящего момента двигателя для заданной

скорости вращения коленчатого вала

4. Составление тяговой характеристики при движении на соответствующей передаче

5.Составление динамической характеристики

6. Составление динамического паспорта автомобиля

Заключение

Список литературы

Введение

Автомобиль Fiat Ducato - это большой микроавтобус, разработанный итальянской компанией Fiat. Этот микроавтобус также выпускался под марками Citroen (Citroen Jumper) и Peugeot (Peugeot Boxer). Первое поколение Fiat Ducato было представлено в1981 году. Автомобиль бы произведён на заводе «Sevel Sud» в Италии. Наиболее похожие автомобили на тот момент: Alfa Romeo AR6, Peugeot J5, Citroлn C25 и Talbot Express. Модель Fiat Ducato включала в себя несколько вариантов, названных в соответствии с их грузоподъёмными характеристиками: Ducato 10 (1.0 т), Ducato 13 (1.3 т), Ducato 14 (1.4 т) и Ducato Maxi 18 (1.8 т).

Для Fiat Ducato первого поколения было предложено шесть вариантов двигателей: три бензиновых и три дизельных силовых агрегата. В список бензиновых двигателей входили: 4-цилиндровые моторы один из которых был объёмом 1.8 литра, мощность которого составляла 68 л.с. И два двигателя объёмом 2 литра мощностью 74 л.с. И 83 л.с.. А дизельные силовые агрегаты были следующими: объёмом 1.9 литра и мощностью 69 л.с.; объёмом 2.5 литра мощностью 72 л.с.; турбодизель объёмом 2.5 литра, мощность которого составляла 94 л.с..

В 1993 году разрабатывается новое поколение Fiat Ducato для 1994 модельного года. Автомобиль имел полностью переработанную внешность, которая утратила былую угловатость кузова. В 1998 году в списке двигателей появляется дизельный силовой агрегат от компании Iveco объёмом 2.8 литра, а также и его турбированная версия.

Также к 1999 году были разработаны различные специализированные модификации микроавтобуса под названиями: Ducato Goods Transport (для перевозки товаров), Ducato Passenger Transport (пассажирский) и Ducato Combi (пассажирско-грузовой вариант).

Для Fiat Ducato Goods Transport предлагались следующие двигатели: 2.0-литровый бензиновый двигатель (99 л.с.), 2.0-литровый турбодизель JTD мощностью 99 л.с. (был предложен в 1999 году), 16-клапанный турбодизель JTD объёмом 2.3 литра (108 л.с.) и турбодизельный силовой агрегат JTD объёмом 2.8 литра. Также было предложено два варианта трансмиссии: 5-ступенчатая механическая коробка передач и 4-ступенчатый «автомат».

Что касается пассажирской модели -- Fiat Ducato Passenger Transport, то она вмещала в себя от шести до девяти пассажиров и предлагалась с 16-клапанным турбировагланным дизельным силовым агрегатом JTD объёмом 2.3 литра и мощностью 110 л.с..

Универсальная модель Ducato Combi мо успешно использоваться, как для перевозки пассажиров (до девяти человек) так и для транспортировки грузов. Автомобиль также имел версии с различной грузоподъёмностью, но уже всего три Ducato 10 (1т), Ducato 14 (1.4 т) и Ducato Maxi 18 (1.8 т).

В 2003 году Fiat Ducato претерпевает очередные внешние изменения. В этом году из списка двигателей выбывает дизельный силовой агрегат объёмом 2.5 литра, а грузоподъёмность автомобиля значительно увеличивается. Теперь Fiat Ducato получает следующие версии: Ducato 29 (2.9 т), Ducato 30 (3.0 т), Ducato 33 (3.3 т) и Ducato Maxi 35 (3.5 т).

В 2006 году было представлено уже третье поколение Fiat Ducato, которое и производится настоящее время. Автомобиль также предлагается в различных комплектациях, как пассажирских, так и в грузовых. Варианты по грузоподъёмности производятся следующие: Ducato 30 (3 т), Ducato 33 (3.3 т), Ducato Maxi 35 (3.5 т) and Ducato Maxi 40 (4 т). В списке двигателей теперь предлагаются только дизельные силовые агрегаты, а именно: 2.2 Multijet мощностью 99 л.с.; 2.3 Multijet мощностью 118 л.с. И 128 л.с.; 3.0 Multijet Power мощностью 155 л.с..

Цель курсовой работы - расчет и составление динамического паспорта автомобиля.

Задача курсовой работы - изучение сил, действующих на автомобиль в процессе его движения, раскрытие физической сущности происходящих явлений, которые помогают выяснить предельные возможности автомобиля и способствует успешной реализации в условиях эксплуатации.

Исходные данные

Исходные данные выбираются из паспорта автомобиля из интернет -источника с указанием адреса, или из справочной литературы.

Марка автомобиля: Fiat Ducato 230

Максимальная мощность двигателя Nmax (КВт) = 80 КВт при 5500 об/мин

Максимальный крутящий момент двигателя Mmax (Н*м) = 168 Н*м при 3400 об/мин

Передаточные числа коробки передач:

1 передача - i₁ = 3,72

2 передача - i₂ = 1,94

3 передача - i₃ = 1,37

4 передача - i₄ = 0,96

5 передача - i₅ = 0,76

Передаточное число главной передачи - i₀ = 5,61

Полная масса автомобиля - m_а (кг), Ga (H) = 2800 кг

Снаряжённая масса автомобиля - m₀ (кг), G0 (Н) = 1760 кг

Размер шины: 195/70 R 15.

1 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Устанавливаем скорости вращения коленчатого вала двигателя

Wе = 2рne / 60 (рад/сек)

Скорости вращения коленчатого вала выбираются произвольно, от минимальных значений до максимальных, максимальное значение не должно превышать щN (скорость вращения коленчатого вала соответствующая максимальной мощности, более чем на 10-20%).

ne₁= 800 (мин-1)

ne₂= 1500 (мин-1)

ne₃= 2100 (мин-1)

ne₄= 5500 (мин-1)

ne₅= 6500 (мин-1)

ne₆= 7000 (мин-1)

We₁ = (2*3,14*800)/60= 80 (рад/сек)

We₂ = (2*3,14*1500)/60= 150 (рад/сек)

We₃ = (2*3,14*2100)/60= 210 (рад/сек)

We₄ = (2*3,14*5500)/60= 550 (рад/сек)

We₅ = (2*3,14*6500)/60= 650 (рад/сек)

We₆ = (2*3,14*7000)/60= 700 (рад/сек)

Заносим полученные данные в таблицу № 1

ne(мин-1)	800	1500	2100	5500	6500	7000
We(Р/сек)	80	150	210	550	650	700

2 Определение эффективной мощности для заданной скорости вращения коленчатого вала двигателя по следующей формуле:

Ne(кВт)=Nmax[a (We/Wn)+b(We/Wn)-c(We/Wn)] (кВт)

a = b = c = 1 (для бензиновых двигателей)

Ne₁= 80[1*(80/550)+1*(80/550)-1*(80/550)]= 12,56 кВт

Ne₂= 80[1*(150/550)+1*(150/550)-1*(150/550)]= 25,84 кВт

Ne₃= 80[1*(210/550)+1*(210/550)-1*(210/550)]= 37,6 кВт

Ne₄= 80[1*(550/550)+1*(550/550)-1*(550/550)]= 80 кВт

Ne₅= 80[1*(650/550)+1*(650/550)-1*(650/550)]= 74,32 кВт

Ne₆= 80[1*(700/550)+1*(700/550)-1*(700/550)]= 66,72 кВт

Заносим полученные данные в таблицу № 2

We(Р/сек)	80	150	210	550	650	700
Ne(кВт)	12,56	25,84	37,6	80	74,32	66,72

По результатам расчёта составляем внешнюю скоростную характеристику.

3 Определение крутящего момента двигателя для заданной скорости вращения коленчатого вала по следующей формуле:

Me(Н*м)= Ne/We (Н*м)

Ne - эффективная мощность двигателя соответствующая заданной скорости вращения коленчатого вала (табл. №1).

Mе₁= 12,56/80= 157 Н*м

Mе₂= 25,84/150= 172 Н*м

Ме₃= 37,6/210= 59 Н*м

Ме₄= 80/550= 145 Н*м

Ме₅= 74,32/650= 19 Н*м

Ме₆= 66,72/700= 95 Н*м

Заносим полученные данные в таблицу №3

We(Р/cек)	80	150	210	550	650	700
Me(Н*м)	157	172	59	145	19	95

На основании расчёта составляем скоростную характеристику крутящего момента двигателя.

4 Составление тяговой характеристики при движении на соответствующей передаче. Проводим расчёт тягового усилия для каждой передачи отдельно, кроме передачи заднего хода

Рт= ((Ме*iкп*i0)/Rк)Ч?

?(КПД) = 0,9 - 0,96

Ме - эффективный крутящий момент двигателя соответствующий заданной скорости вращения коленчатого вала (табл. №2)

iкп - передаточное число включенной передачи

i0 - главная передача

Rк - радиус качения колеса (м)

Rк = (d/2) + bк * (1 - л)

Rк= (19,5/2)+ 13* (1- 0,1)= 9,75+ 11,7= 21,45 см = 0,21 м

bк= d* h= 19,5* 0,7= 13 см

d - диаметр обода

bк - высота профиля

л - коэф-т деформации 0,1- 0,16

1 передача

Рт_1.1= ((80* 3,72* 5,61)/0,21)*0,9= 7155 Н

Рт_1.2= ((150* 3,72* 5,61)/0,21)*0,9= 13415 Н

Рт_1.3= ((210* 3,72* 5,61)/0,21)*0,9= 18782 Н

Рт_1.4= ((550* 3,72* 5,61)/0,21)*0,9= 49191 Н

Рт_1.5= ((650* 3,72* 5,61)/0,21)*0,9= 58135 Н

Рт_1.6= ((700* 3,72* 5,61)/0,21)*0,9= 62607 Н

2 передача

Рт_2.1= ((80*1,94* 5,61)/0,21)*0,9= 3731 Н

Рт_2.2= ((150* 1,94* 5,61)/0,21)*0,9= 6996 Н

Рт_2.3= ((210* 1,94* 5,61)/0,21)*0,9= 9795 Н

Рт_2.4= ((550* 1,94* 5,61)/0,21)*0,9= 25653 Н

Рт_2.5= ((650* 1,94* 5,61)/0,21)*0,9= 30318 Н

Рт_2.6= ((700* 1,94* 5,61)/0,21)*0,9= 32650 Н

3 передача

Рт_3.1= ((80* 1,37* 5,61)/0,21)*0,9= 2635 Н

Рт_3.2= ((150* 1,37* 5,61)/0,21)*0,9= 4940 Н

Рт_3.3= ((210* 1,37* 5,61)/0,21)*0,9= 6917 Н

Рт_3.4= ((550* 1,37* 5,61)/0,21)*0,9= 18116 Н

Рт_3.5= ((650* 1,37* 5,61)/0,21)*0,9= 21410 Н

Рт_3.6= ((700* 1,37* 5,61)/0,21)*0,9= 23057 Н

4 передача

Рт_4.1= ((80* 0,96* 5,61)/0,21)*0,9= 1846 Н

Рт_4.2= ((150* 0,96* 5,61)/0,21)*0,9= 3462 Н

Рт_4.3= ((210* 0,96* 5,61)/0,21)*0,9= 4847 Н

Рт_4.4= ((550* 0,96* 5,61)/0,21)*0,9= 12694 Н

Рт_4.5= ((650* 0,96* 5,61)/0,21)*0,9= 15002 Н

Рт_4.6= ((700* 0,96* 5,61)/0,21)*0,9= 16156 Н

5 передача

Рт_5.1= ((80* 0,76* 5,61)/0,21)*0,9= 1461 Н

Рт_5.2= ((150* 0,76* 5,61)/0,21)*0,9= 2740 Н

Рт_5.3= ((210* 0,76* 5,61)/0,21)*0,9= 3837 Н

Рт_5.4= ((550* 0,76* 5,61)/0,21)*0,9= 10049 Н

Рт_5.5= ((650* 0,76* 5,61)/0,21)*0,9= 11877 Н

Рт_5.6= ((700* 0,76* 5,61)/0,21)*0,9= 12790 Н

Рассчитываем скорость движения автомобиля Va в зависимости от скорости вращения коленчатого вала и включенной передачи

Va= (We* R)/ iтp(м\с)

iтp=ikn*i0

iтp - передаточное число трансмиссии

R - радиус колеса

Wе - заданная скорости вращения коленчатого вала (таб. 1)(таб. 2)

Определяем скорость движения на 1 передаче:

iтp=3,72* 5,61= 21

Vа₁= (80* 0,21)/ 21= 0,8 м/с

Vа₂= (150* 0,21)/ 21= 1,5 м/с

Vа₃= (210* 0,21)/ 21= 2,1 м/с

Vа₄= (550* 0,21)/ 21= 5,5 м/с

Vа₅= (650* 0,21)/ 21= 6,5 м/с

Vа₆= (700* 0,21)/ 21= 7 м/с

Определяем скорость движения на 2 передаче:

iтp₂= 1,94* 5,61= 11

Vа₁= (80* 0,21)/ 11= 1,5 м/с

Vа₂= (150* 0,21)/ 11= 2,8 м/с

Vа₃= (210* 0,21)/ 11= 4 м/с

Vа₄= (550* 0,21)/ 11= 10,5 м/с

Vа₅= (650* 0,21)/ 11= 12,4 м/с

Vа₆= (700* 0,21)/ 11= 13,36 м/с

Определяем скорость движения на 3 передаче:

iтp₃=1,37* 5,61= 8

Vа₁= (80* 0,21)/ 8= 2,1 м/с

Vа₂= (150* 0,21)/ 8= 3,93 м/с

Vа₃= (210* 0,21)/ 8= 5,51 м/с

Vа₄= (550* 0,21)/ 8= 14,43 м/с

Vа₅= (650* 0,21)/ 8= 17,06 м/с

Vа₆= (700* 0,21)/ 8= 18,37 м/с

Определяем скорость движения на 4 передаче:

iтp4= 0,96*5,61= 5

Vа₁= (80* 0,21)/ 5= 3,36 м/с

Vа₂= (150* 0,21)/ 5= 6,3 м/с

Vа₃= (210* 0,21)/ 5= 8,82 м/с

Vа₄= (550* 0,21)/ 5= 23,1 м/с

Vа₅= (650* 0,21)/ 5= 27,3 м/с

Vа₆= (700* 0,21)/ 5= 29,4 м/с

Определяем скорость движения на 5 передаче:

iтp5= 0,76*5,61= 4

Vа₁= (80* 0,21)/ 4= 4,2 м/с

Vа₂= (150* 0,21)/ 4= 7,87 м/с

Vа₃= (210* 0,21)/ 4= 11,02 м/с

Vа₄= (550* 0,21)/ 4= 28,87 м/с

Vа₅= (650* 0,21)/ 4= 34,12 м/с

Vа₆= (700* 0,21)/ 4= 36,75 м/с

Заносим полученные данные в таблицу №4

1 передача.

Рт	7155	13415	18782	49191	58135	62607
Vа	0,8	1,5	2,1	5,5	6,5	7

2 передача.

Рт	3731	6996	9795	25653	30318	32650
Vа	1,5	2,8	4	10,5	12,4	13,36

3 передача.

Рт	2635	4940	6917	18116	21410	23057
Vа	2,1	3,93	5,51	14,43	17,06	18,37

4 передача.

Рт	1846	3462	4847	12694	15002	16156
Vа	3,36	6,3	8,82	23,1	27,3	29,4

5 передача.

Рт	1461	2740	3837	10049	11877	12790
Vа	4,2	7,87	11,02	28,87	34,12	36,75

5 Составление динамической характеристики

Динамической характеристикой автомобиля называют график зависимости динамического фактора Da с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах.

Динамический фактор Da - это отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля

Определяем силы сопротивления воздуха.

Вес автомобиля Ga берем из исходных данных

=WЧ

W - фактор обтекаемости для легковых автомобилей

W = 1,0

Pт берем из таблицы №3

=

На первой передаче:

=1Ч= 2,8Н ==0,35

= =

= =

= =

= =

= =

= =

На второй передаче:

=1Ч=8,4 Н ==0,20

= =

= =

= =

= =

= =

= =

На третьей передаче:

=1Ч=18,5 Н ==0,13

= =

= =

= =

= =

= =

= =

На четвертой передаче:

=1Ч=34,8 Н ==0,1

= =

= =

= =

= =

= =

= =

На пятой передаче:

=1Ч=50,4 Н ==0,08

= =

= =

= =

= =

= =

=

Заносим полученные данные в таблицу №5.

(м/c)	1,7
	0,35

	2,9
	0,2

	4,3
	0,13

	5,9
	0,1

	7,1
	0,08

6 Составление динамического паспорта автомобиля

Динамический паспорт-это совокупность динамической характеристики автомобиля и номограмма нагрузок.

Номограмма нагрузок - это геометрическое построение, позволяющее решать уравнение движения с учетом конструктивных параметров автомобиля без дополнительных расчетов.

Построение:

Строится динамическая характеристика автомобиля с полной нагрузкой. Ее дополняют номограммой нагрузок, которую строят следующим образом. Ось абцис динамической характеристики продлевают влево и на ней откладывают отрезок произвольной длинны. На этом отрезке наносят шкалу нагрузок H в процентах (для грузовых автомобилей) или указывают число пассажиров (для легковых автомобилей и автобусов). Через нулевую точку шкалы нагрузок проводят прямую параллельную оси Da. На ней наносят шкалу динамического фактора D0 для автомобиля без нагрузки. Масштаб шкалы D0 определяют по формуле

(пример)

==0,71*0,05=0,03

aa - масштаб шкалы динамического фактора Da для автомобиля с полной нагрузкой.

Заключение

Динамический паспорт автомобиля позволяет решить уравнение движения с учетом конструктивных параметров автомобиля (Ме,Ne,iкп, i0,Rk),основные характеристики дороги(коэффициент сцепления дороги ш),а также нагрузки на автомобиль.

Монограмма нагрузок позволяет решить следующие задачи: определение максимальной скорости при определенной загрузки, определение скорости при заданных дорожных условиях, определение суммарного сопротивления дороги, допустимо для данной скорости и нагрузки автомобиля.

Все эти задачи можно решить для различной нагрузки автомобиля от 0 до 100%

Список литературы

1. Комплексная система технического обслуживания и ремонта машин.

2. Курсовые и дипломные проектирование по надежности и ремонту машин. Сергеев И.С.

3. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. Литвинов А.С, Фаробин Я.Е, 1989. - 180 с.

4. Мощностной баланс автомобиля. Петрушов В.А., Московкин А.Н., 1984 - 222 с.

5. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. Токарев А.А, 1989. - 240 с.

Размещено на Allbest.ru