Данная курсовая работа посвящена расчету цикла движения автомобиля BMW 320i. В работе представлены технические характеристики автомобиля, расчет внешней скоростной характеристики двигателя, силового и мощностного баланса, а также динамической характеристики. Проведен детальный расчет параметров движения (путь, скорость, время) на шести различных участках, включая разгон, равномерное движение, преодоление подъема, накат и экстренное торможение. Работа содержит таблицы расчетов и методику анализа.
- Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
- Курсовая работа
- Задание
- Исходные данные:
- Содержание
- 1. Техническая характеристика автомобиля
- 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя
- Таблица 1. Внешняя скоростная характеристика
- 3. Силовой баланс автомобиля
- Таблица 2. Силовой баланс (фрагмент)
- 4. Мощностной баланс автомобиля
- Таблица 3. Мощностной баланс (фрагмент)
- 5. Динамическая характеристика автомобиля
- Таблица 4. Динамическая характеристика (фрагмент)
- 6. Расчёт движения автомобиля на I участке
- Таблица 5. Ускорения (фрагмент)
- 7. Расчет движения автомобиля на II участке
- 8. Расчет движения автомобиля на III участке
- Таблица 7. Участок III
- 9. Расчет движения автомобиля на IV участке
- Таблица 8. Участок IV
- 10. Расчет движения автомобиля на V участке
- Таблица 9. Участок V
- 11. Расчет движения автомобиля на VI участке
- Таблица 10. Участок VI
- 12. Цикл движения автомобиля
- Список литературы
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ» (КНИТУ-КАИ)
Институт: авиации, наземного транспорта и энергетики
Кафедра: автомобильных двигателей и сервиса
Направление подготовки: 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
Курсовая работа
По дисциплине: Теория движения автомобиля
Обучающийся: Земляниченко Е.М. (гр. 1313)
Руководитель: старший преподаватель Зимина Л.А.
Казань 2024
Задание
Рассчитать цикл движения автомобиля. Определить параметры движения (путь, скорость, время) на каждом участке. Представить графики силового баланса, динамического фактора, ускорения, времени и пути, а также зависимость v, S=f(t) для всего цикла движения.
Исходные данные:
Автомобиль: BMW 320i
| Участок | Угол наклона дороги α° | Тип покрытия дороги | Длина участка S, м | Начальная скорость vнач | Конечная скорость vкон | Режим движения |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I | 0 | Сухой асфальт | ? | 0 | vmax | Разгон |
| II | 0 | Сухой асфальт | 1000 | vmax | vmax | Равномерное движение |
| III | 10° | Сухой асфальт | ? | vmax | vmax i-1 | Динамическое преодоление подъема |
| IV | 0 | Сухой асфальт | ? | vmax i-1 | vmax | Разгон на высшей передаче |
| V | 0 | Сухой гравий | ? | vmax | vmax | Накат |
| VI | 0 | Сухой гравий | ? | vmax | 0 | Экстренное торможение |
Содержание
- Техническая характеристика автомобиля
- Внешняя скоростная характеристика двигателя
- Силовой баланс автомобиля
- Мощностной баланс автомобиля
- Динамическая характеристика автомобиля
- Расчёт движения автомобиля на I участке
- Расчет движения автомобиля на II участке
- Расчет движения автомобиля на III участке
- Расчет движения автомобиля на IV участке
- Расчет движения автомобиля на V участке
- Расчет движения автомобиля на VI участке
- Цикл движения автомобиля
- Список литературы
1. Техническая характеристика автомобиля
- Марка, модель: BMW 320i
- Колесная формула: 4×2
- Привод: задний
- Масса снаряженного автомобиля: 1365 кг
- Полная масса: 1775 кг
- Ширина: 1700 мм
- Высота: 1395 мм
- База: 2700 мм
- Шины: 205/60 R15
- Максимальная мощность: 110 кВт при 6300 мин-1
- Максимальный крутящий момент: 190 Нм при 4200 мин-1
- КПП: механическая, 5-ти ступенчатая
- Карданная передача: открытая, количество шарниров – 4
2. Внешняя скоростная характеристика двигателя
Внешняя скоростная характеристика двигателя представляет собой зависимости его мощности Ne и крутящего момента Me от частоты вращения n коленчатого вала при полной подаче топлива в двигатель.
При эксплуатации часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательных агрегатов. Эти затраты учитываются коэффициентом коррекции.
Эффективная мощность: Ne = (Me * n) / 9550
Эффективный крутящий момент: Me = (9550 * Ne) / n
Внешнюю скоростную характеристику можно описать аналитически, используя аппроксимационную формулу Лейдермана: Me = Me_max * (a * (n/n_M) + b * (n/n_M)^2 + c * (n/n_M)^3)
Таблица 1. Внешняя скоростная характеристика
| n, об/мин | 1008 | 2072 | 3136 | 4200 | 4900 | 5200 | 6300 | 6930 | 7560 | 8190 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ne, кВт | 9,68 | 29,86 | 54,92 | 79,44 | 92,63 | 97,11 | 105,05 | 101,93 | 91,81 | 73,58 |
| Me, Н*м | 91,69 | 137,61 | 167,25 | 180,61 | 180,53 | 178,34 | 159,23 | 140,45 | 115,97 | 85,79 |
3. Силовой баланс автомобиля
Уравнение силового баланса: Pт = Pψ + Pw + Pj, где Pт — тяговая сила, Pψ — сила сопротивления дороги, Pw — сила сопротивления воздуха, Pj — приведенная сила инерции.
Для графоаналитического решения уравнения силового баланса определяется радиус качения колеса rк.
Таблица 2. Силовой баланс (фрагмент)
| Передача | n, об/мин | 1008 | 2072 | 3136 | 4200 | 4900 | 5200 | 6300 | 6930 | 7560 | 8190 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | v, м/с | 2 | 4 | 7 | 9 | 11 | 11 | 13 | 15 | 16 | 18 |
| 1 | Pт, Н | 4105 | 6161 | 7488 | 8086 | 8082 | 7984 | 7129 | 6288 | 5192 | 3841 |
*(Таблица содержит полные данные для 5 передач, приведенные в исходном документе)*
4. Мощностной баланс автомобиля
Уравнение мощностного баланса: Nт = Nψ + Nw + Nj + Nf + Ni, где Nт — тяговая мощность, Nψ — мощность сопротивления дороги, Nw — мощность сопротивления воздуха, Nj — мощность сопротивления разгона, Nf — мощность сопротивления качению, Ni — мощность сопротивления подъему.
Таблица 3. Мощностной баланс (фрагмент)
| Передача | v, м/с | 2,2 | 4,4 | 6,7 | 9 | 10,5 | 11,1 | 13,4 | 14,8 | 16,1 | 17,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Nт, кВт | 8,9 | 27,3 | 50,1 | 72,5 | 84,5 | 88,6 | 95,9 | 93 | 83,8 | 67,2 |
5. Динамическая характеристика автомобиля
Динамической характеристикой автомобиля называется зависимость динамического фактора D = (Pт — Pw) / Ga.
Таблица 4. Динамическая характеристика (фрагмент)
| Передача | v, м/с | 2,2 | 4,4 | 6,7 | 9 | 10,5 | 11,1 | 13,4 | 14,8 | 16,1 | 17,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Da | 0,3 | 0,46 | 0,55 | 0,6 | 0,59 | 0,59 | 0,52 | 0,46 | 0,37 | 0,27 |
6. Расчёт движения автомобиля на I участке
Первый участок представляет собой ускорение автомобиля от 0 до максимальной скорости. Рассчитывается коэффициент учета вращающихся масс δ и ускорение j = (D — ψ) * g / δ.
Таблица 5. Ускорения (фрагмент)
| Передача | v, м/с | 2,2 | 4,4 | 6,7 | 9 | 10,5 | 11,1 | 13,4 | 14,8 | 16,1 | 17,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | j, м/с^2 | 1,43 | 2,19 | 2,67 | 2,88 | 2,87 | 2,83 | 2,5 | 2,18 | 1,76 | 1,25 |
7. Расчет движения автомобиля на II участке
На этом участке рассматривается равномерное движение автомобиля. Задана длина участка S = 1000 м. Время t = S / v.
8. Расчет движения автомобиля на III участке
Динамическое преодоление подъема (12°). Ускорение отрицательное. Расчет ведется пошагово для определения времени и пути.
Таблица 7. Участок III
| V, м/с | 51,5 | 50,2 | 49 | 47,7 | 46,5 | 45,2 | 44 | 42,7 | 41,5 | 40,2 | 39 | 37,7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| j, м/с^2 | -1,5 | -1,4 | -1,3 | -1,2 | -1,2 | -1,1 | -1 | -0,9 | -0,9 | -0,8 | -0,8 | -0,7 |
9. Расчет движения автомобиля на IV участке
Ускорение на горизонтальной дороге от v_кон_III до v_max.
Таблица 8. Участок IV
| V, м/с | 37,7 | 39 | 40,2 | 41,5 | 42,7 | 44 | 45,2 | 46,5 | 47,7 | 49 | 50,2 | 51,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| j, м/с^2 | 0,8 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0 |
10. Расчет движения автомобиля на V участке
Движение накатом по сухой грунтовой дороге. Сила тяги отсутствует.
Таблица 9. Участок V
| V, м/с | 51,5 | 49,9 | 48,4 | 46,8 | 45,3 | 43,7 | 42,1 | 40,6 | 39 | 37,5 | 35,9 | 34,3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| j, м/с^2 | -1,4 | -1,4 | -1,3 | -1,2 | -1,2 | -1,1 | -1,1 | -1 | -1 | -0,9 | -0,9 | -0,8 |
11. Расчет движения автомобиля на VI участке
Экстренное торможение. Учитывается время срабатывания тормозной системы.
Таблица 10. Участок VI
| V, м/с | 34,33 | 34,33 | 34,06 | 0 |
|---|---|---|---|---|
| j, м/с^2 | 0 | 0 | 5,47 | 5,47 |
12. Цикл движения автомобиля
| № участка | v_нач, м/с | v_кон, м/с | S, м | Т, с |
|---|---|---|---|---|
| I | 0 | 51,5 | 2875 | 99,9 |
| II | 51,5 | 51,5 | 1000 | 19,4 |
| III | 51,5 | 37,7 | 274 | 13,5 |
| IV | 37,7 | 51,5 | 802 | 61,6 |
| V | 51,5 | 34,3 | 315 | 15,8 |
| VI | 34,3 | 0 | 112 | 6,4 |
Список литературы
- Березовский, А. Б., & Егоров, С. В. (2002). Эксплуатационные свойства автомобиля: учебное пособие к курсовой работе. Казань: КГТУ.