Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Липецкий государственный технический университет

Кафедра управления автотранспортом

КУРСОВАЯ РАБОТА

по конструкции и основам расчета энергетических установок

Студент __________ Долгополов Н.В.

подпись, дата

Группа А-12-1

Преподаватель

профессор ___________ Ляпин С.А.

подпись, дата

Липецк 2015 г

Таблица 1. Исходные данные

Параметр, обозначение, ед. измерения	Значение
Марка автомобиля	ВАЗ-2104
Максимальная мощность, км/ч	150
1. Тип двигателя и его назначение	ДсИЗ
2. Номинальная мощность, КВт	54,2
3. Частота вращения коленчатого вала двигателя, соответст вующая номинальной мощности, об/мин	5600
4. Коэффициент избытка воздуха, α	0,9
5. Давление турбонаддува, МПа	-
6. Охлаждение воздуха после компрессора ∆Tохл, К	-
7. Диаметр цилиндра, D, м	0,082
8. Ход поршня, S, м	0,08
9. Тип топливной системы	карбюраторная
10. Тип системы охлаждения	жидкостная
11. Число клапанов на цилиндр, кл i	2
12. Тип камеры сгорания и тип смесеобразования(дизели)	-
13. Число и расположение цилиндров, i	4 в ряд
14. Степень сжатия ε	8,5
15. Состав топлива	Бензин: Углерода С - 0,855 Водорода H - 0,145 Кислород О- 0
16 Низшая теплота сгорания Н u, кДж/кг	44000
17 Температура окружающей атмосферы T0 , K	298
18 Давление окружающей атмосферы p0 , МПа	0,1

Определение мощности двигателя для проектируемого автомобиля производится из условия его движения на прямой передаче с максимальной скоростью V _max , на ровном горизонтальном участке дороги с асфальтобетонным покрытием.

1. Мощность двигателя, соответствующая максимальной скорости

автомобиля определяем по формуле 1:

N_V = (*f_V* V _max+k_w*F* V³_max)/(η_тр*k_p), (1)

N_V= (14469,8*0,03*41,667+0,25*1,87*(41,667)³) = 59,1 кВт

где = m_а* g – полный вес автомобиля, Н (=14469,8 Н);

m_а - полная масса, кг (m_a=1475 кг);

f_V -коэффициент сопротивления качению при скорости автомобиля V_a;

f_V=f₀+k_v*v²_a,

f₀ - нормативный коэффициент сопротивления качению, (f₀=0,018);

k_v =7 *10^-6 - динамический коэффициент, с²/м²; η_тр =0,925 -0,85 – КПД трансмиссии автомобиля на высшей передаче, (η_тр =0,925);

K_p - коэффициент коррекции, учитывающий потери мощности на привод генератора, компрессора кондиционера, насоса гидроусилителя руля, вентилятора системы охлаждения, потери в выхлопной системе и т. п., K_p=0,95;

V _max - максимальная скорость автомобиля, м/с (V _max=41,667 м/с);

k_w - коэффициент аэродинамического сопротивления (коэффициент обтекаемости), Н·с2/м4, по прил. 1: k_w=0,25;

F - лобовая площадь (площадь лобового сопротивления) автомобиля, м2 (F=1,87 м²).

Для легкового и грузового автомобиля со стандартным кузовом F=0.8BH, где В, Н - соответственно габаритная ширина и высота автомоби-

ля, м (B=1,62 м; H=1,443 м).

f_V= 0,018+7*10^-6*(41,667)² = 0,03;

N_V= (14469, 8*0,03*41,667+0,25*1,87*(41,667)³) = 59,1 кВт.

2. Максимальная мощность двигателя определяем по формуле 2:

N_{e max} = N_V/ [a*(n_V/n_N) + b*(n_V/n_N)² – c*(n_V/n_N)³], (2)

где a, b, c - коэффициенты, значения которых зависят от типа и конструкции двигателя (принимаем a,b,c=1);

n_N - частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности, мин-1 (об/мин);

(nv/nN)=1,2 для двигателя с искровым зажиганием (ДсИЗ) - отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при движении автомобиля с V_max к частоте вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности N_{e max}.

N_{e max} = 59, 1/[1*1,2+1*1,2²-1*1,2³] = 64,8 кВт.

3. Частота вращения коленчатого вала двигателя(об/мин) при движении автомобиля с V_max определяем по формуле (3):

n_V= V_max *u^в_кп *u_гп /(0,377 · r_к), (3)

где V_max - максимальная скорость автомобиля, км/ч;

u^в_кп - передаточное число коробки передач на высшей передаче;

u_гп - передаточное число главной передачи;

r_k – кинематический радиус колеса (радиус качения), м.

r_k= r_ст*δ_д

Статический радиус при известных конструктивных параметрах шин можно найти из соотношения:

r_ст= 0,5*d+∆*λ_см*B , мм

d - посадочный диаметр обода, мм; ∆- отношение высоты профиля колеса к его ширине (Н/B) (∆=0,7);

λ_см - коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой (λ_см=0,8);

δ_д - коэффициент деформации пневматической шины.Для легковых автомобилей принимают δ_д =1,05.

Диагональные и радиальные шины различаются не только конструкцией, но и маркировкой. В моем случае используются радиальные шины с маркировкой 175/70R13:

175 - условная ширина профиля шины (В), мм; 70 - отношение высоты профиля (Н) к её ширине (В), %; «R» - обозначение радиальной шины;

13 - посадочный диаметр , дюйм.

r_ст = 0,5*0,33+0,7*0,8*0,175 = 0,263 м;

r_k = 1,05*0,263 = 0,276 м;

n_V=(150*0,801*4,1)/(0,377*0,276)=4734,32 об/мин.

4. Частота вращения коленчатого вала двигателя(об/мин), соответствующая N_{e max} :

для ДсИЗ – n_N=n_V /1,2 = 4734,32/1,2=3945,27 об/мин .

Остальные исходные данные представлены в таблице 1.