Материал: Теорія експлуатаційних властивостей автомобілів

Теорія експлуатаційних властивостей автомобілів

Зміст

Вступ

. Визначення особливостей експлуатації і області застосування проектованого автомобіля

. Тяговий розрахунок автомобіля і визначення його тягово-швидкісних властивостей

.1 Вибір і обґрунтування конструктивних вихідних даних

.2 Визначення максимальної ефективної потужності двигуна

.3 Визначення передаточних чисел трансмісії

.4 Визначення показників тягово-швидкісних властивостей автомобіля

. Визначення показників експлуатаційних властивостей автомобіля

.1 Стійкість автомобіля

.2 Керованість автомобіля

.3 Паливна економічність автомобіля

.4 Плавність руху автомобіля

Висновок

Список використаної літератури

Додаток 1

Додаток 2

Додаток 3

Додаток 5

Додаток 6

Додаток 7

Додаток 8

Вступ

Вивчення курсу "теорія експлуатаційних властивостей автомобілів" направлено на надбання знань по експлуатаційних властивостях автомобіля і вироблення необхідних навиків їх оцінки безпосередньо прив’язаних до конкретних дорожніх умов руху.

Як відомо, ефективність роботи автомобіля визначається впливом техніко-експлуатаційних властивостей конструкції, пов’язаних з його рухом. До них відносяться тягово-швидкісні і гальмівні властивості, паливна економічність, стійкість руху, керованість, плавність руху і прохідність. Перераховані властивості визначаються окремо в певній послідовності. Однак слід відмітити про їх тісний зв’язок і про те, що зміна однієї з них призводить до зміни іншої, це необхідно врахувати і тому, що покращення однієї властивості може призвести до погіршення іншої.

В зв’язку з цим, особливе значення має пошук оптимальних рішень як при проектуванні автомобіля, так і при виборі режимів його руху в різних умовах експлуатації.

Визначаються вищеперераховані показники і техніко-експлуатаційні властивості автомобіля на основі закономірності руху автомобіля.

Як сам рух автомобіля, так і його можливість та характер обумовлюються взаємодією коліс автомобіля з опорною поверхнею кочення.

З метою закріплення теоретичних знань і вироблення практичних навиків аналізу основних експлуатаційних властивостей автомобілів проводяться необхідні розрахунки і будуються необхідні графіки, на яких показані експлуатаційні властивості автомобіля, що розраховується, згідно з завданням.

1. Визначення особливостей експлуатації і області застосування проектованого автомобіля

ВАЗ- 2106 "Жигулі" - малолітражний легковий автомобіль, малого класу, загального призначення, дорожньої прохідності, служить для перевезення пасажирів. Автомобіль призначений для експлуатації на дорогах з твердим покриттям, може експлуатуватися і на ґрунтових дорогах, здатний долати підйоми крутизною до 20° ( 36 %).

Корисне навантаження автомобіля 400 кг, місткість 5 чол. На вдосконалених дорогах автомобіль може працювати з причепом масою 300 кг, не обладнаним гальмами, або з причепом масою 600 кг, обладнаному гальмами.

Автомобіль - задньопривідний, з переднім поздовжнім розташуванням двигуна, має закритий чотиридверний, трьохоб'ємний несучий кузов типу седан і колісну формулу 4´2 (задні колеса ведучі).

Розроблений на Волзькому автомобільному заводі. Випускався з 1976 по 2006 рік.

Перший автомобіль ВАЗ- 2106 зійшов з III лінії головного конвеєра 21 лютого 1976 року. Коли в Тольятті освоїли виробництво моделі ВАЗ- 2106, яка була перероблена для вітчизняних умов експлуатації з FIAT 124 Speciale зразка 1972 року, то ніхто не міг і припустити , що саме вона стане найпопулярнішою і масової продукцією Волзького автозаводу.

ВАЗ- 2106 є рестайлінговою версією ВАЗ- 2103. Вона відрізняється від ВАЗ- 2103 могутнішим 80-сильним двигуном ВАЗ- 2106 робочим об'ємом 1,6 л , іншою схемою електроустаткування і зміненим оформленням кузова і салону. Покращена ергономіка , дизайн був спрощений і "осучаснений" за рахунок зменшення кількості хромованих елементів і збільшення пластикових .

У порівнянні з автомобілями " Москвич" ці 5-місні седани , що відрізнялися кращою динамікою і дійсно комфортабельним інтер'єром, були верхом комфорту і престижу для широких шарів автоаматорів СРСР. Наприкінці 1970 -х ВАЗ- 2106 відразу придбав славу шикарного і швидкісного автомобіля , але дорогого і менш практичного , ніж інші "Жигулі". Пристойна для того часу динаміка (максимальні 150 км/год і 16 с до 100 км/год), рельєфні сидіння з підголівниками , панель приладів з тахометром і прекрасна звукоізоляція - було що цінувати.

Свого часу, автомобіль користувався чималою популярністю у автоаматорів завдяки м'якому ходу, хорошій керованості, високій ремонтопридатності і відносній довговічності. За якістю збірки "шістка" займала одну з лідируючих позицій серед решти ВАЗівських машин.

У 1979 році завод налагодив випуск менш могутніх модифікацій ВАЗ- 21061 з 71-сильним двигуном ВАЗ- 2103 і ВАЗ- 21063 з 64-сильним двигуном ВАЗ- 21011 об’ємом 1,3л. З 1980 року почали вмонтовувати карбюратори Озон типу 2107. Зміна електрики у зв'язку із змінною технологією відбувалося постійно. У 1977-му машини почали оснащувати новими клемами і з'єднаннями проводки, а з 1986-го встановлюють нове реле.

У 1982 році проведена перша модернізація автомобіля. На ВАЗ- 2106 почали монтувати модернізовані 75-сильні ( по новому ГОСТу ) двигуни ВАЗ- 2106 . На задньому крилі по лінії молдінга перестали встановлювати світловідбивачі. У 1988-му модернізацію пройшла система випуску: у ній поставили прокладку і гайку одноразового користування. У 1990 році на ВАЗі освоїли свого роду комплектацію "Люкс" - ВАЗ- 21065 із стандартним двигуном ВАЗ-2106 з безконтактною системою запалення, карбюратором типу "Солекс" (21053-1107010-03), галогенними фарами, покращеною оббивкою салону і іншими підголівниками сидінь. Експортні модифікації ВАЗ-21064 зовні відрізнялися від ВАЗ-21065 бамперами з вбудованими покажчиками повороту і дещо іншою електричною схемою. З 1985 року спочатку на експортні модифікації, потім іноді і на "внутрішніх" почали встановлювати 5-ступінчасту коробку передач типу ВАЗ-2112, а пізніше - типу ВАЗ- 21074, що значно знижує витрату палива на трасі і шум від двигуна.

Технічні характеристики автомобіля ВАЗ-21063 подані в таблиці 1.1, габаритні розміри на рис. 1.1. а компоновочна схема автомобіля ВАЗ-21063 - на рис.1.2.

двигун трансмісія керованість автомобіль

Таблиця 1.1. Технічні характеристики автомобіля ВАЗ-21063

Рис. 1.1. Габаритні розміри автомобіля ВАЗ-21063

2.        
Тяговий розрахунок автомобіля і визначення його тягово-швидкісних властивостей

Основним завданням тягового розрахунку є визначення максимальної потужності двигуна N_emax і передавальних чисел трансмісії U_k, які зможуть забезпечити потрібні показники тягово-швидкісних властивостей.

2.1    Вибір і обґрунтування конструктивних вихідних даних

Власна маса М₀ визначається, виходячи з аналізу характеристик найбільш вдосконалених сучасних автомобілів. Власна маса заново створюваних автомобілів повинна бути зменшена в середньому на 10-20% в порівнянні з існуючими.

Орієнтовно власна маса автомобіля може бути визначена за допомогою коефіцієнта використання маси q, який являє собою відношення власної маси автомобіля М₀ до його вантажопідйомності N_ван, а саме, для легкових автомобілів:

,

де М_п - маса пасажирів, в тому числі водія, кг:

 кг,

де n - кількість місць в автомобілі, в тому числі і водія, кг.

Повна маса легкового автомобіля:

 кг.

Розподіл ваги повної маси М_а по осях автомобіля визначається координатами центра мас автомобіля:

 Н;

Н,

де G₁ і G₂ - вага, яка приходиться на колеса, відповідно передньої і задньої осей автомобіля, H;

 Н;

g=9.81 - прискорення вільного падіння;

L - база автомобіля.

По навантаженню на осі визначимо навантаження на окремі колеса осей:

 Н;

 Н,

де G_k1, G_k2 - вага, яка приходиться на одне колесо відповідно передньої і задньої осей автомобіля, H;- кількість коліс на осі.

Динамічний радіус колеса порівнюється із статичним радіусом, вказаним в заданих ГОСТах. Якщо відхилення не перевищує 3...5%, знайдену величину r_д приймають для подальших розрахунків.

Вибирається радіус колеса r_д 0,275метра.

ККД трансмії автомобіля визначається як добуток ККД її функціональних елементів:

,

де ή₁×ή₂×…×ή_n - ККД функціональних елементів трансмісії.

Приймається ККД трансмісії ή_м=0,92.

Фактор опору кочення повітря W визначається як добуток коефіцієнта обтічності К на площу поперечного перерізу автомобіля F:

.

2.2    Визначення максимальної ефективної потужності двигуна

Максимальну ефективну потужність двигуна  визначають, виходячи із його розрахункової потужності . Значення  для проектованого автомобіля знаходиться, користуючись рівняннями балансу потужності для встановленого руху автомобіля із заданою максимальною швидкістю .

Таким чином, розрахункову потужність визначають за формулою:

кВт,

де  - повна маса автомобіля, кг;

g - прискорення вільного падіння, м/ ;

 - максимальна швидкість автомобіля, м/;

 - коефіцієнт опору кочення, який визначається за формулою:

;

а₁, а₂, а₃ = 1 - коефіцієнти, що характеризують протікання зовнішньої швидкісної характеристики бензинового двигуна;

 = 1 - швидкісний коефіцієнт.

Одержані розрахункові значення потужності двигуна заокруглюють до найближчого цілого цілого числа; останньою цифрою якого являється нуль або п'ять.

Якщо одержане розрахункове значення потужності двигуна відрізняється не більше, ніж на 5% в бік зменшування від потужності існуючого двигуна, то для проектованого автомобіля використовують двигун, випущений вітчизняною промисловістю і в записці приводять його зовнішню швидкісну характеристику.

Так як одержане розрахункове значення потужності двигуна відрізняється не більше, ніж на 5 % в бік існуючого двигуна (потужність існуючого двигуна ВАЗ-21011 становить 47 кВт), вибирається двигун ВАЗ-21011 (зовнішня швидкісна характеристика подана в додатку 1).

2.3    Визначення передаточних чисел трансмісії

Спочатку визначаються  і  - передаточні числа трансмісії проектованого автомобіля.

Значення  знаходиться із умови забезпечення руху автомобіля з максимальною швидкістю  при максимальній частоті обертання двигуна , користуючись формулою:

,