А.С. Фурман Упражнения по теории автомобиля
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра эксплуатации автомобилей
УПРАЖНЕНИЯ ПО ТЕОРИИ АВТОМОБИЛЯ для студентов специальности 150200 “Автомобили и автомобильное
хозяйство”, а также направления 551400 “Наземные транспортные системы” для всех форм обучения.
Составитель А.С. Фурман Утверждены на заседании кафедры Протокол № 1 от 31.08.2000
Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 150200 Протокол № 1 от 21.09.2000
Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса КузГТУ
Кемерово 2000
1
ГЛАВА 1.
ТЯГОВОСКОРОСТНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ
1.1. Карбюраторный двигатель развивает максимальную мощность
Nемах =144 кВт при угловой скорости коленчатого вала ω N=360 с-1. Угловая скорость коленчатого вала на режиме максимального момента
ω м составляет 0,5ω N. Определить величину максимального момента и мощность двигателя на этом режиме.
1.2. Дизель развивает максимальную мощность Nемах =132 кВт при угловой скорости коленчатого вала ω N = 240 с-1. Угловая скорость коленчатого вала на режиме максимального момента ω м = 0,56ω N. Коэффициенты уравнивания скоростной характеристики: a=0,88, b=1,12, c=1. Определить величину максимального момента и мощность двигателя на этом режиме.
1.3. Карбюраторный двигатель развивает максимальную мощность
Nемах= 51,1 кВт при угловой скорости коленчатого вала ω N=570 с-1. Угловая скорость коленчатого вала на режиме максимального момента
ω м= 0,5ω N. Определить величину максимального момента и мощность двигателя на этом режиме.
1.4. Дизель развивает максимальную мощность Nемах =124 кВт при угловой скорости коленчатого вала ω N=230 с-1. Угловая скорость коленчатого вала на режиме максимального момента ω м= 0,53ω N. Коэффициенты уравнивания скоростной характеристики: a=0,8, b=1,2, c=1. Определить величину максимального момента и мощность двигателя на этом режиме.
1.5. Карбюраторный двигатель развивает максимальный крутящий мо-
мент Mемах=290 Нм при угловой скорости коленчатого вала ω м=220 c-1. Отношение угловых скоростей коленчатого вала ω м= 0,5ω N. Определить мощность двигателя при этих угловых скоростях коленчатого вала.
2
1.6. Дизель развивает максимальный крутящий момент Mемах=650 Нм при угловой скорости коленчатого вала ω м=150 с-1. Отношение угловых скоростей коленчатого вала ω м= 0,68ω N. Коэффициенты уравнения скоростной характеристики: a=0,6, b=1,5, c=1,1. Определить мощность двигателя при этих угловых скоростях коленчатого вала.
1.7. Дизель развивает максимальный крутящий момент Mемах=635 Нм при угловой скорости коленчатого вала ω м=135 с-1. Отношение угловых скоростей коленчатого вала ω м= 0,65ω N. Коэффициенты уравнения скоростной характеристики: a=0,87, b=1,13, c=1. Определить мощность двигателя при этих угловых скоростях коленчатого вала.
1.8. Максимальный момент двигателя Mемах=120 Нм при угловой скорости коленчатого вала ω м=300 с-1. Коэффициент приспосабливаемости двигателя К=1,2, а отношение угловых скоростей коленчатого вала ω м= 0,55ω N. Определить мощность двигателя при этих угловых скоростях коленчатого вала.
1.9. Максимальный момент двигателя Mемах= 40 Нм при частоте вращения коленчатого вала nм=1900 об/мин. Коэффициент приспосабливаемости двигателя К=1,3, а отношение частот вращения при максимальном моменте и максимальной мощности 0,525. Определить максимальную мощность двигателя и мощность двигателя соответствующую частоте вращения коленчатого вала nм.
1.10. Максимальный крутящий момент двигателя Mемах= 630 Нм, коэффициент приспосабливаемости двигателя К=1,1. Определить мощность двигателя при угловой скорости коленчатого вала ω N=210 с-1.
1.11. Определить мощность на колесах автомобиля при его разгоне на третьей передаче с ускорением 1,5 м/с2. Мощность двигателя Nе= 47 кВт, КПД трансмиссии 0,9, передаточное число главной передачи 4,1, передаточное число третьей передачи 1,49. Скорость движения автомобиля 70 км/ч. Момент инерции маховика 0,0197 кгмс2, радиус колеса
0,3 м.
3
1.12. Двигатель развивает мощность Nе = 80 кВт. Определить мощность, подводимую к колесам, при движении со скоростью 40 км/ч и ускорением 0,6 м/с2 на третьей передаче. Передаточное число третьей передачи iк3 = 1,8, передаточное число главной передачи iг= 7,7, момент инерции маховика Jм = 3,2 Нмс2, КПД трансмиссии 0,85, радиус колеса 0,5 м.
1.13. Двигатель развивает мощность Nе = 123 кВт. Определить мощность, подводимую к колесам, при движении со скоростью 60 км/ч и ускорением 0,5 м/с2 на четвертой передаче. Передаточное число четвертой передачи 1,55, передаточное число главной передачи 7,1, момент инерции маховика 3,5 Нмс2, КПД трансмиссии 0,88, радиус колеса 0,44 м.
1.14. Двигатель развивает мощность Nе = 155 кВт. Определить мощность, подводимую к колесам, при движении со скоростью Vа = 30 км/ч и ускорением 1,05 м/с2 на второй передаче. Передаточное число второй передачи iк2 = 2,4, передаточное число главной передачи iг= 6,3, момент инерции маховика Jм=4,1 Нмс2, КПД трансмиссии 0,9, радиус колеса rк=0,4 м.
1.15. К ведущим колесам автомобиля подводится мощность Nкол=30 кВт. Автомобиль движется на четвертой прямой передаче со скоростью Vа=50 км/ч и j = 0,5 м/с2. Момент инерции маховика Jм=0,45 кгмс2. Передаточное число главной передачи iг= 4,2, КПД трансмиссии 0,9, радиус колеса rк = 0,3 м. Определить мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя.
1.16. К ведущим колесам автомобиля подводится мощность Nкол=70 кВт. Автомобиль движется на третьей передаче со скоростью Vа = 30 км/ч и ускорением 0,5 м/с2. Момент инерции маховика Jм = 0,33 кгмс2, передаточное число главной передачи iг = 7,2, передаточное число третьей передачи iк3 = 1,9, КПД трансмиссии 0,85, радиус колеса rк = 0,5 м. Определить мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя.
1.17. К ведущим колесам автомобиля подводится мощность Nкол=90 кВт. Автомобиль движется на третьей передаче со скоростью Vа = 90 км/ч и ускорением 0,5 м/с2. Момент инерции маховика Jм = 0,135 кгмс2, переда-
4
точное число главной передачи iг = 5,2, передаточное число третьей передачи iк3 = 1,5, КПД трансмиссии 0,92, радиус колеса rк = 0,265 м. Определить мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя.
1.18. На автомобиле, движущемся с ускорением 0,4 м/с2 и скоростью
40 км/ч, к ведущим колесам подводится мощность Nкол = 60 кВт. Мощность снимаемая с коленчатого вала двигателя Nе = 75 кВт. Определить
КПД трансмиссии, если момент инерции маховика Jм = 0,27 кгмс2, радиус колеса rк = 0,5 м, а передаточное число трансмиссии iтр= 9.
1.19. С коленчатого вала двигателя снимается крутящий момент Mе=300 Нм. При этом ускорение автомобиля на первой передаче 0,7 м/с2, а на прямой передаче 0,3 м/с2. Передаточное число главной передачи 6,8, передаточное число первой передачи 6,5, радиус колеса rк=0,46 м, КПД трансмиссии 0,88, момент инерции маховика Jм=0,139 кгмс2. Определить крутящий момент, подводимый к ведущим колесам на первой и прямой передачах.
1.20. С коленчатого вала двигателя снимается крутящий момент Mе=450 Нм. При этом ускорение автомобиля на первой передаче 0,8 м/с2, а на прямой передаче 0,25 м/с2. Передаточное число главной передачи iг=6,3, передаточное число первой передачи iк1=5,5, радиус колеса rк=0,44 м, КПД трансмиссии 0,9, момент инерции маховика 0,13 кгмс2. Определить крутящий момент, подводимый к ведущим колесам на первой и прямой передачах.
1.21. К ведущим колесам на первой передаче подводится крутящий момент, равный 5000 Нм. При этом ускорение автомобиля на первой передаче 1,1 м/с2, а на прямой передаче 0,5 м/с2. Передаточное число главной передачи 4,8, передаточное число первой передачи 5,4, радиус колеса 0,32 м, КПД трансмиссии 0,9, момент инерции маховика Jм=0,121 кгмс2. Определить крутящий момент, снимаемый с коленчатого вала двигателя на первой и прямой передачах.
5
1.22. Определить скорости движения автомобиля на прямой и первой передаче при угловой скорости коленчатого вала ω е=200 с-1, передаточное число главной передачи 6,8, передаточное число первой передачи 6,5, радиус колеса 0,46 м.
1.23. Определить скорости движения автомобиля на прямой передаче при угловых скоростях коленчатого вала ω e = 500 с-1 и ω e = 300 с-1. Передаточное число главной передачи 4,5, rк= 0,26 м.
1.24. Определить число оборотов, которое делает коленчатый вал двигателя за пробег автомобиля S = 1 км, при работе автомобиля на высшей и второй передачах. Передаточное число главной передачи iг = 4,5, передаточное число второй передачи iк2 = 1,95, Передаточное число высшей передачи iкв = 1, радиус колеса rк = 0,3 м.
1.25. Определить число оборотов, которое делает коленчатый вал двигателя за пробег автомобиля S = 2,5 км, при работе автомобиля на высшей и первой передачах. Передаточное число главной передачи iг = 6,8, передаточное число первой передачи iк1 = 6,2, высшая передача прямая, радиус колеса rк = 0,45 м.
1.26. При угловой скорости коленчатого вала ω e = 500 1/с автомобиль движется со скоростью Vа = 35 м/с. Передаточное число трансмиссии iтр=4,2. Определить радиус качения ведущих колес.
1.27. Определить число оборотов, которое сделает коленчатый вал двигателя за пробег автомобиля S = 1 км, если продолжительность движения на различных передачах: первой - 5%, второй - 15%, третьей - 35%, четвертой – 45%. Передаточные числа трансмиссии: iг = 4,2, iк1 = 3,4, iк2=2,25, iк3 = 1,45, iк4 = 1. Радиус колеса rк = 0,3 м.
1.28. Определить число оборотов, которое сделает коленчатый вал двигателя за пробег автомобиля S = 1,5 км, если продолжительность движения на различных передачах: первой - 15%, второй - 5%, третьей - 55%, четвертой - 25%. Передаточные числа трансмиссии: iг = 6,2, iк1 = 4,4, iк2=2,5, iк3 = 1,5, iк4 = 1. Радиус колеса rк = 0,44 м.
6
1.29. Определить число оборотов, которое сделает коленчатый вал двигателя за пробег автомобиля S = 10 км, если продолжительность движения на различных передачах: первой - 10%, второй - 18%, третьей - 42%, четвертой - 40%. Передаточные числа трансмиссии: iг = 5,2, iк1 = 4,6, iк2=2,2, iк3 = 1,55, iк4 =0,9 . Радиус колеса rк = 0,265 м.
1.30. Определить число оборотов, которое сделает коленчатый вал двигателя за пробег автомобиля S = 500м, если продолжительность движения на различных передачах: первой - 25%, второй - 45%, третьей - 30%. Передаточные числа трансмиссии: iг = 7,2, iк1 = 6,4, iк2=3,2, iк3 = 1,8. Радиус колеса rк = 0,41 м.
1.31. Определить силу и мощность суммарного дорожного сопротивления для автомобиля массой Ма =1000 кг на дороге с коэффициентом сопротивления качению f = 0,02, при движении на подъем с уклоном i = 0,05, скорость автомобиля Vа = 60 км/ч.
1.32. Определить силу и мощность суммарного дорожного сопротивления для автомобиля массой Ма =2500 кг на дороге с коэффициентом сопротивления качению f = 0,016, при движении под уклон i = 0,05, скорость автомобиля Vа = 90 км/ч.
1.33. Определить силу и мощность суммарного дорожного сопротивления для автомобиля массой 10000 кг, движущегося под уклон по дороге с коэффициентом сопротивления качению f = 0,025 и уклоном i = 0,01. Скорость автомобиля Vа = 15 м/с.
1.34. Определить силу и мощность воздушного сопротивления, преодолеваемого автомобилем с коэффициентом обтекаемости к = 0,3 Нс2/м4 и лобовой площадью F = 2,2 м2. Скорость автомобиля Vа=25 м/с.
1.35. Определить силу и мощность воздушного сопротивления, преодолеваемого автомобилем с коэффициентом обтекаемости к=0,6 Нс2/м4 и лобовой площадью F = 1,2 м2. При движении автомобиля против ветра со скоростью Vа = 20 м/с, скорость ветра Vв = 5 м/с.
7
1.36. Определить силу и мощность воздушного сопротивления, преодолеваемого автомобилем с коэффициентом обтекаемости к=0,4 Нс2/м4 и лобовой площадью F = 2,25 м2, при движении автомобиля по ветру со скоростью Vа = 23 м/с, скорость ветра Vв = 8 м/с.
1.37. Автомобиль скатывается под уклон i = 0,05 с постоянной скоростью Vа = 25 м/с. Масса автомобиля Mа = 1800 кг, коэффициент сопротивления качению f = 0,02. Определить фактор обтекаемости автомобиля.
1.38. Автомобиль скатывается под уклон i= 0,07 с постоянной скоростью. Масса автомобиля Mа = 2550 кг, коэффициент сопротивления качению f = 0,025, фактор обтекаемости кF = 1,24 Нс2/м2. Определить скорость автомобиля.
1.39. Автомобиль массой Mа=10000 кг с коэффициентом обтекаемости к=0,4 Нс2/м4 и лобовой площадью F=4,5 м2 движется под уклон i= 0,04 с постоянной скоростью Vа = 20 м/с при наличии ветра. Коэффициент сопротивления качению f = 0,02. Определить скорость и направление ветра.
1.40. Автомобиль, имеющий фактор обтекаемости кF = 2,5 Нс2/м2, движется под уклон i = 0,045 с постоянной скоростью. Коэффициент сопротивления качению f = 0,025. Определить скорость автомобиля, если его масса Mа = 7400 кг.
1.41. Автомобиль движется под уклон с постоянной скоростью Vа=30 км/ч. Дует встречный ветер со скоростью Vв = 15 м/с. Определить уклон дороги, если коэффициент сопротивления качению f = 0,018, масса автомобиля Mа = 5750 кг, фактор обтекаемости кF = 2,2 Нс2/м2.
1.42. Автомобиль полной массой Mа = 5000 кг везет прицеп массой Mпр=4000 кг по дороге с коэффициентом общего дорожного сопротивления ψ = 0,035. Определить полную силу дорожного сопротивления и силу тяги на крюке автомобиля. Сопротивлением воздуха пренебречь.
8
1.43. Автомобиль массой Mа = 6650 кг движется под уклон со скоростью 90 км/ч по дороге с коэффициентом сопротивления качению f=0,035. Определить силу и мощность полного дорожного сопротивле-
ния, если i=0,06.
1.44. Сила тяги на колесах автомобиля с массой 7000 кг Pт = 2500 Н при скорости Vа = 10 м/с. Коэффициент сопротивления качению f= 0,018, фактор обтекаемости кF = 2,2 Нс2/м2. Определить крутизну преодолеваемого автомобилем подъема.
1.45. Автомобиль массой Mа = 2000 кг равномерно движется под уклон 0,008 со скоростью Vа = 15 м/с. Определить силу тяги на ведущих колесах, если коэффициент сопротивления качению f = 0,02, а фактор обтекаемости кF = 0,6 Нс2/м2.
1.46. Определить крутизну подъемов, которые может преодолеть автомобиль с массой Mа = 10000 кг, двигаясь на второй и третьей передачах, если момент, развиваемый на коленчатом валу двигателя Mе = 250 Нм. Передаточные числа трансмиссии: iг = 6,3, iк2 = 3,5, iк3 = 2,3. Радиус колеса 0,5 м. Сопротивлением воздуха пренебречь. КПД трансмиссии 0,87. Коэффициент сопротивления качению f = 0,02.
1.47. Определить крутизну подъемов, которые может преодолеть автомобиль массой Mа = 6500 кг, двигаясь на второй и третьей передачах со скоростью 5 км/ч, если момент, развиваемый на коленчатом валу двигателя Mе=250 Нм. Передаточные числа трансмиссии: iг=6,15, iк2=2,5, iк3=1,55. Радиус колеса rк = 0,44 м, КПД трансмиссии
0,87,коэффициент сопротивления качению f = 0,02, а фактор обтекаемости кF = 1,6 Нс2/м2 .
1.48. На дороге с коэффициентом общего дорожного сопротивления ψ =0,045 автомобиль развивает ускорение j=0,5 м/с2. Определить сопротивление дороги, на которой при той же скорости движения и мощности двигателя автомобиль разовьет ускорение j = 0,4 м/с2. Коэффициент учета вращающихся масс δ j = 1,1.
9
1.49. Определить силу тяги на колесах автомобиля, движущегося с ускорением j = 0,4 м/с2 при скорости Vа = 20 м/с. Масса автомобиля 2000 кг, коэффициент общего дорожного сопротивления 0,03, фактор обтекаемости кF = 0,7 Нс2/м2, коэффициент учета вращающихся масс δ j = 1,1.
1.50. Определить силу тяги на колесах автомобиля, движущегося со скоростью Vамах = 150 км/ч. Масса автомобиля Mа = 2000 кг, коэффициент общего дорожного сопротивления 0,03, фактор обтекаемости 0,7 Нс2/м2.
1.51. Автомобиль массой Mа = 6500 кг, движущийся со скоростью Vа=18 м/с по дороге с коэффициентом общего дорожного сопротивления ψ =0,025, имеет силу тяги на ведущих колесах Pт = 3350 Н. Фактор обтекаемости 2,1 Нс2/м2, коэффициент учета вращающихся масс 1,08. Определить величину ускорения автомобиля.
1.52. Автомобиль массой Mа = 1500 кг, движущийся со скоростью Vа=25 м/с по дороге с коэффициентом общего дорожного сопротивления ψ =0,016, имеет силу тяги на ведущих колесах Pт = 3500 Н. Фактор обтекаемости кF = 0,5 Нс2/м2, j = 0,8 м/с2. Определить коэффициент учета вращающихся масс.
1.53. Автомобиль, двигавшийся со скоростью Vа = 25 м/с по горизонтальной дороге с коэффициентом общего дорожного сопротивления 0,025, начал двигаться по инерции. Определить величину замедления автомобиля при скоростях движения Vа1 = 25 м/с и Vа2 = 5 м/с. Масса автомобиля Mа = 9500 кг; фактор обтекаемости кF = 2,4 Нс2/м2, коэффициент учета вращающихся масс δ j = 1,04.
1.54. При движении автомобиля со скоростью Vа = 60 км/ч по дороге с коэффициентом общего дорожного сопротивления ψ = 0,025, двигатель развивает мощность Nе = 55 кВт. Масса автомобиля Ма = 4500кг, фактор обтекаемости кF = 0,21 Нс2/м2, КПД трансмиссии 0,88, коэффициент учета вращающихся масс δ j= 1,1. Определить величину ускорения автомобиля.