МУ к выполнению самост раб по Испытанию АиТ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению самостоятельной работы

студентами заочной формы обучения по дисциплине «Испытание автомобилей и тракторов»

для студентов заочного отделения инженерного факультета ТГСХА Специальность 23.05.01 – «Наземные транспортно-технологические сред-

ства».

Специализация «Автомобили и тракторы».

Тверь, 2016

1

УДК 694.025.3154

Авторы: Рула Д.М. – кандидат технических наук, доцент кафедры «Сельскохозяйственные машины»; Голубев В.В. – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологические и транспортные машины и комплексы».

Методические указания обсуждены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Технологические и транспортные машины и комплексы»

___ ________ 20 года протокол № __

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на методической комиссии инженерного факультета ___ ________ 20 года протокол № __

Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Испытание автомобилей и тракторов» / Д.М. Рула, В.В. Голубев.

Рассмотрены основные направления испытаний автомобилей и тракторов, отражающие современный уровень требований к потребительским свойствам автомобиля, показана роль испытаний, как непременной частью, с одной стороны, автомобильной науки, с другой – автомобильного производства. Для самоконтроля студенту предложены основные понятия по теме, раскрытие их содержания облегчит систематизацию в освоении дисциплины.

Для оценки усвоения материала студенту предлагается выполнить самостоятельную работу из шести задач: по общей динамике, устойчивости, тяговому расчёту, топливной экономичности и повороту автомобиля.

2

СОДЕРЖАНИЕ
Правила оформления	4
Принятые обозначения	5
Самостоятельная работа
Задание №1. общая динамика автомобиля	7
Задание №2. устойчивость автомобиля	12
Задание №3. динамика и тяговый расчёт автомобиля	16
Задание №4. топливная экономичность автомобиля	24
Задание №5. Поворот автомобиля	29
Список литературы	35
ПРИЛОЖЕНИЕ	36

3

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТЫ

Оформление расчетно-пояснительной записки и графической докумен-

тации работы должно соответствовать определенным требованиям.

Расчётно-пояснительная записка должна быть написана грамотно, с со-

блюдением научно-технической терминологии. Материал записки располага-

ется в последовательности согласно вопросам порядка выполнения задания

(введение, основная часть, заключение, список литературы, приложения).

Оформление пояснительной записки осуществляется машинописным способом на листах формата А4 (210 297 мм), шрифтом Times New Roman,

размером 14 через 1,5 интервал.

Нумерация страниц расчетно-пояснительной записки ведется сквозной и проставляется арабскими цифрами. Точки и другие знаки рядом с номером страницы не ставятся. На титульном листе номер страницы не ставится, но учитывается при подсчете. Нумерации подлежат все страницы записки,

включая страницы, полностью занятые таблицей или рисунком.

Математические зависимости (формулы, уравнения и т.п.), используе-

мые в тексте пояснительной записки, нумеруются арабскими цифрами. Но-

мер указывают с правой стороны, на уровне записанного математического выражения в круглых скобках. Значение символов и числовых коэффициен-

тов, входящих в математическую зависимость, должны быть приведены непосредственно под ней. Каждый символ записывают с новой строки. Пер-

вая строка начинается со слова «где» без двоеточия, которое пишется строч-

ными буквами перед первым записываемым символом.

Чертежи, схемы, графики и т.п. должны выполняться в соответствии с заданием на работу. При выполнении графической документации необходи-

мо руководствоваться требованиями Государственных стандартов системы ЕСКД и ЕСТД. Графический материал работы выполняется карандашом. До-

пускается выполнение лично студентом схем и чертежей с использованием компьютерной графики.

4

Список использованной литературы должен быть оформлен в соответ-

ствии с действующим государственным стандартом ГОСТ 7.1-84. Нумерация их должна соответствовать ссылке, сделанной в тексте.

Титульный лист оформляется студентом по рекомендуемой форме

(Приложение А). На титульном листе по окончании работы студент ставит подпись и дату.

Принятые обозначения

G0 – собственный вес автомобиля в Н.

G – полный вес автомобиля в Н.

G1 – вес, приходящийся на передние колёса в Н.

G2 – вес, приходящийся на задние колёса в Н.

Gпр – вес прицепа в Н.

Gн – номинальная грузоподъемность автомобиля в Н.

L – база автомобиля в м.

В – ширина колеи в м.

h – высота центра тяжести в м.

hкр – высота расположения тягово-сцепного устройства в м.

a – расстояние по горизонтали от центра тяжести до задней оси в м. b – расстояние по горизонтали от центра тяжести до передней оси в м. i т – передаточное число трансмиссии.

i0 – передаточное число главной передачи. iк – передаточное число коробки передач.

R – радиус поворота в м.

υ – скорость движения автомобиля в км/ч.

n – частота вращения вала двигателя в мин-1. nк – частота вращения ведущих колес в мин-1. nх – частота вращения холостого хода в мин-1.

гк – радиус качения колеса в м.

Рк – касательная сила тяги; суммарная окружная сила на ведущих колесах в кг.

5

Ркр – составляющая силы тяги на крюке, параллельная поверхности пути, в Н.

Рƒ – сила сопротивления качению в Н.

Рh – сила сопротивления подъему в Н.

Pw – сила сопротивления воздуха в Н.

Рj – сила сопротивления разгону в Н.

Z1 – нормальная (радиальная) реакция дороги на колеса передней оси авто-

мобиля в Н.

Z2 – нормальная (радиальная) реакция дороги на колеса задней оси автомо-

биля в Н.

Ме – крутящий момент двигателя в Н·м.

Мн – номинальный (расчётный) крутящий момент двигателя в Н·м.

Мк – ведущий момент; вращающий момент на ведущих колесах в Н·м.

Мr – момент сил трения в Н·м.

Nе – эффективная мощность двигателя в кВт.

Nн –расчётная мощность двигателя в кВт.

Nf – мощность, потребная для преодоления сопротивления качению в кВт.

Nh – мощность, потребная для преодоления сопротивления подъему, в кВт.

Nw – мощность, потребная для преодоления сопротивления воздуха, в кВт.

Nj – мощность, потребная для разгона, в кВт.

D – динамический фактор.

Т – время разгона в с.

S – путь разгона в м.

St – путь торможения в м.

gе – удельный расход топлива двигателя в г/кВтч.

Q – часовой расход топлива в кг/ч.

Q s – путевой расход топлива в кг или л на 100 км пути, а также в кг или в л на единицу выполненной работы в т·км.

ƒ– коэффициент сопротивления качению автомобиля.

ƒпр – коэффициент сопротивления качению прицепа. α – угол подъема или уклона в градусах.

6

β – угол бокового наклона дороги; коэффициент запаса сцепления; kF – фактор сопротивления воздуха в Н·с 2/м 2.

m1; m2 – коэффициент изменения реакций соответственно на передней и зад-

ней автомобиля.

φ – коэффициент сцепления.

Ψ – коэффициент суммарного дорожного сопротивления.

ηм – механический коэффициент полезного действия трансмиссии автомоби-

ля.

i – ускорение в м/с2.

	Задание №1. Общая динамика автомобиля
	В задании приведены задачи по основным кинематическим и динами-
ческим свойствами, характерным для автомобиля.
	При решении задач необходимо пользоваться следующими уравнениями:
1.	Ведущий момент, приложенный к колёсам:
	Мк = Ме ηм i т Н·м
2.	Касательная сила тяги:
	Рк =	М к	=	М к м т	Н
		rк		rк

3.Скорость движения автомобиля:

υ= 0,377 nrк м/с

к о

4.Сопротивление качению:

Рƒ	= G ƒcos α Н; Nf =	Gf		кВт
	270

5. Сопротивление подъёму:

Рh = G sin α Н; Nh = G sin кВт

270

6. Сопротивление воздуха:
Pw =	F 2	Н;	Nw =	F 3	кВт
	13			3500
			7

7. Сопротивление разгону автомобиля:

Рj =	G	j Н;	Nj =	Gj	кВт
				270g
	g

где β – коэффициент учёта вращающихся масс.

8. Нормальные реакции дороги на колёса двухосного автомобиля с задним ведущим мостом (приближенно):

а) на передние колёса:

a h

Z1 = G cos α L h Н;

б) на задние колёса:

b

Z2 = G cos α L h Н.

ЗАДАЧА №1 Раздел «a».

Зависимость динамики автомобиля от мощности двигателя

1.1а. Рассчитать скорость движения ГАЗ-3307 на І, ІІ, ІІІ и ІV передачах при частоте вращения коленчатого вала двигателя 200 мин-1.

1.2а. Сила сопротивления качению автомобиля ЗИЛ-4331 с грузом на горизонтальном участке дороги Рf = 177 кг.

Чему равен коэффициент сопротивления качению f?

1.3а. Определить силу сопротивления качению полностью загруженно-

го автомобиля ГАЗ-3307 при движении его на подъем с углом α = 14° по су-

хой грунтовой дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления ка-

чению ƒ = 0,025.

1.4а. Рассчитать силу сопротивления воздуха движению автомобиля ЗИЛ-4331 на четвертой (прямой) передаче при числе оборотов двигателя

1700 и 2700 мин-1.

1.5а. Определить силу дополнительного сопротивления движению,

обусловленного поступательным ускорением автомобиля i = 0,5 м/с2. Пол-

ный вес автомобиля G = 49000 Н. Передаточное число коробки передач i к =

8

2,828.

Примечание. При подсчете силы сопротивления разгону величину ко-

эффициента учета вращающихся масс принять равной β = 1 + 0,07 iк.

1.6а. Подсчитать мощность, подводимую к ведущим колесам автомо-

биля с карбюраторным двигателем при частоте вращения коленчатого вала двигателя, равной 1600, 2400 и 2800 мин-1. Максимальная мощность двигате-

ля Nеmax = 70 кВт и частота вращения колёнчатого вала при максимальной мощности nmax = 3200 мин-1. Механический коэффициент полезного действия принять равным ηм = 0,9.

Примечание. При расчетах использовать формулу Лейдермана:

	Nе = Nеmax (	n		n2		n3	),
		n		n2max		n3max
		max

где Nе – мощность, развиваемая двигателем при n мин-1.

1.7а. Подсчитать мощность, расходуемую автомобилем ГАЗ-3307 при движении с полной нагрузкой и постоянной скоростью 50 км/ч по горизон-

тальному участку дороги, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению f = 0,02.

1.8а. Узнать, как изменится мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, при увеличении скорости автомобиля с 50 до 63

км/ч.

1.9а. Определить мощность, расходуемую автомобилем, при движении его с постоянной скоростью 40км/ч по участку дороги с подъемом α = 1° и

коэффициентом сопротивления качению f = 0,025.

Полный вес автомобиля G = 8100кг; фактор сопротивления воздуха kF

Нс2

= 0,28 м2 .

1.10а. Подсчитать мощность, необходимую для достижения ускорения j

= 0,245 м/с2 при движении автомобиля ГАЗ-3307 с полной нагрузкой на пря-

мой передаче со скоростью 40 км/ч.

Коэффициент учета вращающихся масс найти по формуле, приведен-

9

ной в задаче 1.5а.

Раздел «b».

Зависимость динамики автомобиля от силы тяги на ведущих колё-

сах

1.1b. Определить, как изменятся мощность, необходимая для движения автомобиля ГАЗ-3307 с полной нагрузкой по горизонтальному участку, при изменении скорости с 40 до 60км/ч.

Коэффициент сопротивления качению принять ƒ = 0,025.

1.2b. Найти максимальную скорость движения автомобиля, который передвигается с полностью открытой дроссельной заслонкой по горизон-

тальному участку дороги, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ= 0,025. При этом величина тяговой силы, которая может быть ис-

пользована для поступательного ускорения, равна нулю.

Вес автомобиля G = 48000 H; фактор сопротивления воздуха kF = 2,6H·c2/м2; сила тяги на шинах ведущих колес Рк = 1700 Н.

1.3b. Подсчитать, чему равна сила тяги, необходимая для равномерного движения полностью груженного автомобиля ГАЗ-3307 скоростью 36 км/ч

по дороге, имеющей подъем α = 3° и характеризуемой коэффициентом со-

противления качению f = 0,02.

1.4b. Используя условия задачи 1.3b., найти мощность, которую необ-

ходимо подвести к колесам автомобиля.

1.5b. Автомобиль движется равномерно по горизонтальному участку дороги со скоростью υ= 10 м/с. Мощность, подводимая к ведущим колесам,

Nк = 20 кВт. Фактор сопротивления воздуха kF = 2,7 H·c2/м2.

Найти силу сопротивления качению автомобиля.

1.6b. Автомобиль движется c некоторой постоянной скоростью по до-

роге, характеризуемой коэффициентом сопротивления качению ƒ= 0,02.

Как надо изменить вес автомобиля, чтобы он мог двигаться с той же скоростью, что и в первом случае, по дороге, характеризуемой коэффициен-

том сопротивления качению ƒ = 0,025?

10