Л.С, Жданов Тезника Транспорта. Методические указания к курсовой работе для специальности 240400

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра автомобильных перевозок

ТЕХНИКА ТРАНСПОРТА Методические указания к курсовой работе

для студентов специальности 240400 "Организация и безопасность дорожного движения" (дневной формы обучения)

Составители Л. С. Жданов В. Л. Жданов

Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры Протокол № 36 от 12.10.01

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 240400 Протокол № 36 от 12.10.01

Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2002

	1
	СОДЕРЖАНИЕ
Общие положения................................................................................		2
Содержание курсового проекта..........................................................		3
Введение................................................................................................		3
1.	Назначение и область применения АТС..................................…..4
2.	Определение основных параметров АТС......................................	5
3.	Тяговый расчет...............................................................................	11
4.	Определение остановочного пути АТС при торможении..........	26
5.	Определение расхода топлива АТС..............................................	28
Список рекомендуемой литературы.................................................		31

2

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель и задачи курсового проектирования

Курсовой проект выполняется с целью закрепления знаний по основам эксплуатационных свойств автотранспортных средств (АТС) и развития навыков по их практическому применению. Для этого при выполнении курсового проекта предусмотрено решение следующих основных задач: анализ конструктивных параметров АТС и выбор из них необходимых для расчетов, определение параметров тяговоскоростных, тормозных и экономических свойств АТС в заданных условиях эксплуатации, оценка эффективности принятых решений с точки зрения безопасности движения и расхода топлива. Кроме того, выполнение курсового проекта включает дополнительное самостоятельное изучение требований стандартов и других нормативно-технических документов к автотранспортным средствам, дорожным условиям, техническому состоянию АТС по условиям безопасности движения, а также к степени воздействия транспортного процесса на окружающую среду. Одной из задач курсового проектирования также является разработка и расчет какого-либо механизма или агрегата системы, обеспечивающей безопасность движения.

Задание на курсовой проект

Студенты выполняют курсовой проект по индивидуальному заданию, которое включает в себя тип и назначение АТС, колесную формулу, грузоподъемность или пассажировместимость, максимальную скорость движения, максимальное дорожное сопротивление, которое должно преодолевать АТС на низшей передачи, тип двигателя и трансмиссии, механизма или агрегата из системы безопасности для проектирования с необходимыми расчетами параметров рабочего процесса, прочности и надежности.

Кроме того, по желанию студентов курсовой проект может выполняться по нестандартным темам, связанным с разработкой программ для расчетов эксплуатационных свойств на ЭВМ, разработкой стендов и приборов для испытаний АТС и их механизмов и систем, сбором, обработкой и анализом справочных и нормативно-технических

3

материалов, расчетными и экспериментальными исследованиями эксплуатационных свойств и рабочих процессов АТС.

Объем и состав курсового проекта

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 25 - 30 страниц и графической части объемом 1-2 листа. При этом графики тягового, экономического и других расчетов прилагаются к расчетно-пояснительной записке.

Ориентировочно содержание пояснительной записки следующее: титульный лист, задание на курсовой проект, содержание, введение, назначение и область применения автомобиля, выбор основных параметров автомобиля, тяговый расчет, расчет параметров приемистости, тормозных свойств и топливной экономичности, проектирование агрегата или механизма АТС, заключение, список литературыГрафическую, приложениячасть. выполняют на листах форматом А1, которая включает сборочный чертеж проектируемого элемента системы, обеспечивающей безопасность движения.

В ходе выполнения работы рекомендуется использовать ЭВМ при проведении расчетов с применением известных аналитических методов решения уравнения движения автомобиля. Интегрирование дифференциального уравнения движения автомобиля на ЭВМ может быть представлено в записке вместо одного из предложенных методов расчета параметров эксплуатационных свойств АТС.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ВВЕДЕНИЕ

Во введении к курсовому проекту необходимо дать обоснование повышения эффективности перевозок автомобильным транспортом за счет роста уровня основных эксплуатационных свойств автомобилей. При этом основное внимание следует уделить вопросам повышения скорости движения как обобщенного параметра тягово-скоростных свойств, уменьшения расхода топлива, тесно связанного со степенью воздействия на окружающую среду, безопасности транспортного процесса.

4

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АТС

В первом разделе курсового проекта необходимо обосновать необходимость проектирования и расчета данного АТС, а также (на основе его типа и назначения) дать характеристику области применения. По заданному типу АТС необходимо сделать ориентировочный анализ эксплуатационных условий и определить степень пригодности заданного типа АТС для перевозок в этих условиях. В данном разделе требуется дать характеристику перевозимых грузов, указать применяемые погрузочно-разгрузочные средства, сформулировать требования к безопасности движения при выполнении транспортной работы в данных условиях.

Кроме того, в этом разделе указывают наименования отечественных и зарубежных автомобилей-прототипов (не менее десяти) и приводят их основные параметры (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Основные параметры технической характеристики прототипов

Параметр, размерность	прототип	...	прототип
Колесная формула	...	...	...
Номинальная вместимость, чел.	...	...	...
(номинальная грузоподъемность, кг)
Тип двигателя	...	...	...
N e max , кВт / nN , об/мин	...	...	...
Me max , Н м / nM , об/мин	...	...	...
Максимальная скорость, м/с	...	...	...
Снаряженная масса, кг	...	...	...
Полная масса, кг	...	...	...
Распределение полной массы по мостам:
на передний мост, кг	...	...	...
на задний мост, кг	...	...	...
Габаритные размеры:
длина, м	...	...	...
ширина, м	...	...	...
высота, м	...	...	...
Колея, м	...	...	...
База, м	...	...	...
Размер шин (по ГОСТ)	...	...	...

5

Продолжение таблицы 1.1

Параметр, размерность	прототип	...	прото-
			тип
Статический радиус колеса, м	...	...	...
Коэффициент снаряженной массы, ηM	...	...	...

На основании анализа этих параметров (в основном коэффициента снаряженной массы) с учетом тенденций и перспектив развития конструкций автомобилей в дальнейшем выбирают основные параметры проектируемого АТС.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АТС

Для проведения тяговых, экономических и других расчетов необходимо выбрать и обосновать ряд конструктивных параметров автомобиля, к которым в первую очередь относятся полная масса и ее распределение по мостам.

2.1 Определение полной массы

Полную массу грузового АТС Ma , кг, рассчитывают по формуле

Ma = Mo + Mг + MпZ .

(2.1)

Полную массу легкового АТС Ma , кг, рассчитывают по формуле

Ma = Mo + MпZ + HбZ .	(2.2)
Полную массу автобуса Ma , кг, рассчитывают по формуле
Ma = Mo + Mп(Z +i)+ Hб(Z +i),	(2.3)

где Mo - снаряженная масса, кг; Mг - грузоподъемность, кг; Mп - масса пассажира, кг;

Z - количество человек в кабине грузового и в салоне легкового АТС, пассажировместимость для автобуса;

Hб - норма багажа, кг;

i - количество водителей, кондукторов, экскурсоводов и т.п. Снаряженную массу грузового АТС Mo , кг, определяют по фор-

муле

Mo = ηM Mг,

(2.4)

где ηM - коэффициент снаряженной массы, кг/кг.

6

Снаряженную массу легкового АТС и автобуса Mo , кг, определя-

ют по формуле
Mo = ηM Z ,	(2.5)
где ηM - коэффициент снаряженной массы, кг/чел.

Коэффициент снаряженной массы определяют либо методом интерполяции коэффициентов снаряженной массы прототипов, либо из таблиц 2.1, 2.2, 2.3 [3].

При выборе коэффициента снаряженной массы необходимо руководствоваться требованиями обеспечения малой массы конструкции при достаточной ее прочности.

Таблица 2.1 - Коэффициент снаряженной массы грузовых АТС

Mг, т	8,0	6,0	4,0	2,0	1,0
ηM , т/т	0,70	0,75	0,80	1,00	1,30

•прицепные автопоезда - ηM =0,55-0,70;

•седельные автопоезда - ηM =0,60-0,90;

•самосвалы - ηM =0,70-1,25;

АТС повышенной и высокой проходимости - ηM =1,60-2,00.

Таблица 2.2 - Коэффициент снаряженной массы автобусов

Z , чел.	100	80	60	40	20		10
ηM ,кг/чел.	98	100	110	120	145		180
Таблица 2.3 - Коэффициент снаряженной массы легковых АТС
Vh , л	до 0,9	0,9 - 1,2	1,2 - 1,5	1,5 - 1,8	1,8 - 2,5		2,5 - 3,5
ηM , кг/чел.	140 -	170 -	190 -	210 -	220 -		260 -
	180	230	240	260	291		326

Vh - рабочий объем двигателя, л.

При выборе коэффициента снаряженной массы легковых автомобилей следует иметь в виду, что сухая масса автомобилей переднеприводной и заднемоторной компоновки на 6 - 10 % меньше, чем автомобилей классической компоновки.

Массу пассажира принимают [2] - Mп=75 кг. Для грузовых АТС [2]:

•грузоподъемностью до 5 тонн - Z =2;

•грузоподъемностью более 5 тонн - Z =3.

7

Норму багажа принимают [3]:

•для грузовых АТС и городских автобусов - Hб=5 кг/чел;

•для междугородных автобусов - Hб=15 кг/чел;

•для легковых АТС - Hб= 10 кг/чел.

2.2 Распределение полной массы по мостам

Распределение полной массы по мостам необходимо знать для выбора шин и определения по их размерам радиусов колес, а также для определения максимально возможной по сцеплению тяговой силы, величина которой используется при выборе передаточного числа низшей ступени трансмиссии.

Для грузовых автомобилей распределение нагрузки между мостами зависит главным образом от того, для каких дорог предназначен автомобиль.

Угрузовых АТС, предназначенных для эксплуатации по дорогам I

иII категории, массу, приходящуюся на задний мост M2 , кг, можно

определить по формуле
M2 = (0,67 −0,70)Ma .	(2.6)
Массу грузовых АТС, предназначенных для эксплуатации по до-
рогам всех категорий (I - V), приходящуюся на задний мост	M2 , кг,
можно определить по формуле
M2 = (0,70 −0,75)Ma .	(2.7)
Для АТС повышенной проходимости с колесной формулой 4×4 и
6×4, 6×6, соответственно:
M2 = (0,50 −0,54)Ma ,	(2.8)
M2 = (0,70 −0,72)Ma .	(2.9)
У легковых автомобилей распределение полной массы по мостам

зависит в основном от компоновки.

Для легковых автомобилей, имеющих классическую компоновку,

массу, приходящуюся на задний мост M2 , кг,	можно определить по
формуле
M2 = (0,52 −0,55)Ma .	(2.10)
У автомобилей заднемоторной компоновки, массу, приходящуюся
на задний мост M2 , кг, можно определить по формуле
M2 = (0,56 −0,60)Ma .	(2.11)

8
У автомобилей переднеприводной компоновки:
M2 = (0,43 −0,47)Ma .	(2.12)
Распределение полной массы у автобусов в основном зависит от
их назначения.
Массу городских, пригородных и междугородных автобусов, при-
ходящуюся на задний мост M2 , кг, можно определить по формуле
M2 = (0,63 −0,66)Ma .	(2.13)
У автобусов местного сообщения:
M2 = (0,70 −0,73)Ma .	(2.14)

Для микроавтобусов распределения полной массы находят аналогично легковым автомобилям, на базе которых они разработаны.

Нагрузка на задний (обычно ведущий) мост тем больше, чем чаще придется двигаться автомобилю по дорогам низших категорий. Увеличение нагрузки, приходящейся на ведущий мост автомобиля, улучшает его проходимость, а ее уменьшение - повышает грузоподъемность (пассажировместимость). Последнее объясняется тем, что масса, приходящаяся на ведущий мост, ограничена законодательствами всех стран. В России [2]:

•нагрузка, приходящаяся на ведущий (наиболее загруженный) мост двухосного автомобиля, предназначенного для движения по дорогам I - IV категорий, не должна превышать - M2 =100 кН (10 т);

•на тележку трехосных автомобилей, предназначенных для тех же дорог, - M2 =180 кН (18 т);

•на ведущий мост двухосных автомобилей, предназначенных для дорог V категории, - M2 =60 кН (6 т);

•на тележку трехосных автомобилей, предназначенных для тех же дорог, - M2 =110 кН (11 т);

•на ведущий мост двухосных самосвалов, предназначенных для тех же дорог, - M2 =65 кН (6,5 т).

После определения нагрузки, приходящейся на задний мост, необходимо проверить полученные значения на соответствие указанному ограничению; после чего рассчитать нагрузку, приходящуюся на передний мост. Нагрузку, приходящуюся на передний мост M1, кг,

рассчитывают по формуле

M1 = Ma − M2 .

(2.15)

9
2.3 Определение фактора обтекаемости
Фактор обтекаемости W , кг/м, рассчитывают по формуле
W = KF ,	(2.16)
где K - коэффициент обтекаемости, кг/м3 (Н с2/м4);
F - площадь Миделя, м2.

Коэффициент обтекаемости (таблица 2.4) [2] K , кг/м3 (Н с2/м4), определяют по формуле

K = 0,5Cx ρв ≈ 0,61Cx ,

(2.17)

где Cx - коэффициент лобового сопротивления (таблица 2.4) [2]; ρв - плотность воздуха, кг/м3.

Плотность воздуха на уровне моря - ρв=1,225 кг/м3 [2].

Площадь Миделя F , м2 - лобовую площадь, равную площади проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси, для грузовых и легковых АТС соответственно, приближенно можно определить по формулам

F = BHг,	(2.18)
F = αBгHг,	(2.19)

где B - колея АТС, м;

Hг - габаритная высота АТС, м;

α - коэффициент заполнения площади; Bг - габаритная ширина АТС, м.

Коэффициент заполнения площади - α=0,8 [3].

Таблица 2.4 - Коэффициент лобового сопротивления и коэффициент

обтекаемости для АТС различных типов
Тип АТС	Cx	K , кг/м3
Легковые автомобили	0,30 - 0,60	0,20 - 0,35
Автобусы капотной компоновки	0,75 - 0,90	0,45 - 0,55
Автобусы вагонной компоновки	0,60 - 0,75	0,35 - 0,45
Бортовые грузовые автомобили	0,90 - 1,15	0,50 - 0,70
Фургоны	0,80 - 1,00	0,50 - 0,60
Цистерны	0,90 - 1,10	0,55 - 0,65
Автопоезда	1,40 - 1,55	0,85 - 0,95