1.6. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля
1.7. Расчет и построение мощностного баланса автомобиля
2. Разработка технологического процесса по проверке и регулировке зазоров между торцами стержней клапанов и носками коромысел
2.1. Разработка технологической карты заданной операции
2.2. Разработка мероприятий по безопасности жизнедеятельности, экологии и защите окружающей среды
1. Расчет конструктивных и тягово-экономических параметров автомобиля
1.1. Определение полного веса автомобиля
При проектировании легкового автомобиля задается его сухой вес, определяющий его класс. Снаряженный вес берется на 10% больше сухого. Вес человека принимают равным 785,8 Н (масса 75 кг). Вес багажа, приходящийся на одного человека, включая водителя, принимают равным 98Н.
Следовательно, полный вес, Н, автомобиля ВАЗ-2121 равен
Ga=1,1Gc+883,8n ч, (1)
где Gc – сухой вес автомобиля, n ч – вместимость автомобиля.
Зная, что вместимость автомобиля ВАЗ-2121 – 5 чел, снаряженный вес – 11270 Н (1150 кг) [2], находим сухой вес – 10143 Н (1035 кг).
Ga=1,1Gc+883,8n ч=1,1*10143+883,8*5=11157,3+4419=15576,3 Н = 1589 кг
Хотя, по источнику [3], полная масса автомобиля равна 1550 кг, для дальнейших расчетов будем принимать массу, полученную в результате расчетов, равную 1589 кг.
1.2. Определение размера шин
Для определения размера шин легковых автомобилей используем ГОСТ 20993-75 и ГОСТ 4754-80.
Для автомобиля ВАЗ-2121 используются шины 175-406 (6,95-16) (Приложения 5, 6).
Статический радиус rc равен 8 дм.
Радиус качения колеса r к равен:
r к = 0,0254(0,5 d + b ) λ ш
d = 16 дм
b = 0,85
λ ш = 0,820…0,830
r к = 0,19
Давление воздуха в шинах:
передние – 0,18 МПа; (1,8 кес/с2)
задние – 0,17 МПа; (1,7 кес/с2)
1.3. Расчет требуемой мощности автомобильного двигателя
Мощность автомобильного двигателя, кВт, для движения полностью нагруженного автомобиля с заданной максимальной скоростью
(2)
где Va max – максимальная скорость движения автомобиля при заданных дорожных условиях, Va max = 132 км/ч [2],
ηТ – механический КПД трансмиссии при движении с максимальной скоростью, для легкового автомобиля ηТ =0,90…0,92.
Ψ – приведенный коэффициент дорожного сопротивления, при движении по горизонтальному ровному участку дороги ψ=f (f – коэффициент сопротивления качению), f = 0,014…0,018, f 0 = 0,014, (Приложение 8).
Кв – коэффициент сопротивления воздуха (Приложение 1) равен 0,20…0,35 Нс2/м4,
F – лобовая площадь автомобиля, приближенно определяется по формуле:
F = 0,78ВаНа; (3)
здесь На – наибольшая высота автомобиля, равна 1640 мм = 1,64 м [2],
Ва – наибольшая ширина легкового автомобиля, 1680 мм = 1,68 м [2].
Следовательно, F = 0,78ВаНа=0,78*1,64*1,68=2,15 м2
1.4. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя
Внешнюю скоростную характеристику двигателя строим для интервала частот вращения коленчатого вала:
от ne min=600…800 об/мин
до ne max=(1,05…1,20) ne н об/мин
ne н=1500…2000 об/мин [3].
ne max=1,20 1500=1800 об/мин.
Затем определяем промежуточные точки частот вращения:
а) эффективная мощность, кВт,
Ne н=58,0 кВт [3]
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
6) 
7) 
б) эффективный крутящий момент, Нм,
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
6) 
7) 
в) удельный расход топлива, г/кВтч,
ge н=10,5 [3]
1) 
2) 
3)
4) 
5) 
6) 
7) 
г) часовой расход топлива, кг/ч,
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
6) 
7) 
i – текущее значение показателя, nei – задаем от величины ne min, соответствующей минимальной частоте вращения коленчатого вала с интервалом 200 об/мин.
На основании расчетных показателей строим внешнюю скоростную характеристику двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (nei).
Рисунок. 1 - Внешняя скоростная характеристика
карбюраторного двигателя
Соответствующие расчетные данные сводим в таблицу 1.
Таблица 1 – Показатели работы двигателя
| Расчетные точки | Показатели работы двигателя | ||||
| nei , об/мин | Nei , кВт | Mei , Нм | gei , г/кВт | GTi , кг/ч | |
| 1 | 600 | 28,8 | 458,6 | 9,24 | 2,66 |
| 2 | 800 | 38,6 | 460,9 | 8,93 | 3,24 |
| 3 | 1000 | 52,4 | 500,6 | 8,93 | 2,18 |
| 4 | 1200 | 53,8 | 428,3 | 9,24 | 4,97 |
| 5 | 1400 | 56,6 | 388,3 | 9,77 | 5,56 |
| 6 | 1600 | 57,8 | 345,1 | 10,71 | 6,19 |
| 7 | 1800 | 52,9 | 280,8 | 12,6 | 6,67 |
1.5. Расчет скоростей движения автомобилей на первой передаче
Подсчитываем величину скоростей, км/ч, для первой передачи, в каждой точке частоты вращения коленчатого вала двигателя (в соответствии с таблицей 1):
где 
- передаточное число трансмиссии = 1,200
Соответствующие расчетные данные сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Показатели работы двигателя на первой передаче
| Номер передачи | nei , об/мин |  ,
км/ч
|
| I | 600 | 35,8 |
| 800 | 47,8 | |
| 1000 | 59,7 | |
| 1200 | 71,6 | |
| 1400 | 83,6 | |
| 1600 | 95,5 | |
| 1800 | 107,4 |
1.6. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля
Экономическая характеристика автомобиля показывает расход топлива из учета 100 км пробега в зависимости от скорости движения и дорожного сопротивления, при равномерном и прямолинейном движении на первой передаче.
По выбранным расчетным точкам частот вращения nei (таблица 2) и соответствующим скоростям движения для первой передачи определяется мощность двигателя, кВт, требуемая для движения автомобиля в заданных дорожных условиях:
1589,4 кг
0,14
0,90
К=0,20
F=2,15
Расход топлива, л, на 100 км пробега автомобиля определяется по формуле:
где 
плотность топлива. Для бензина 
0,725 кг/л.
Расчетные данные сводят в таблицу 3
Таблица 3 – Исходные данные для построения экономической характеристики автомобиля при движении на первой передаче
| nei , об/мин | ,
км/ч
| 
| 
|  . кВт
| 
| 
| gei , г/кВт |  , л/100 км
|
| 600 | 35,8 | 0,2 | 1,0 | 29,1 | 0,2 | 0,5 | 9,24 | 1,03 |
| 800 | 47,8 | 0,4 | 1,1 | 44,7 | 0,4 | 1,0 | 8,93 | 0,99 |
| 1000 | 59,7 | 0,6 | 1,2 | 61,3 | 0,6 | 1,5 | 8,93 | 1,08 |
| 1200 | 71,6 | 0,8 | 1,3 | 86,3 | 0,8 | 2,0 | 9,24 | 0,84 |
| 1400 | 83,6 | 1,0 | 1,4 | 17,9 | 1,0 | 2,5 | 9,77 | 0,91 |
| 1600 | 95,5 | 1,2 | 1,5 | 152,0 | 1,2 | 3,0 | 10,71 | 0,89 |
| 1800 | 107,4 | 1,4 | 1,6 | 199,3 | 1,4 | 3,5 | 12,6 | 0,84 |
По данным таблицы 3 строим экономическую характеристику автомобиля.
Рисунок 2 - Экономическая характеристика автомобиля
1.7. Расчет и построение мощностного баланса автомобиля
Уравнение мощностного баланса автомобиля, кВт, в общем случае имеет вид:
где NT - мощность, кВт, подводимая к ведущим колеса:
здесь РК – касательная сила тяги, Н;
1,200
0,90
0,19
мощность, кВт, затрачиваемая на преодоление дорожных сопротивлений:
0,14
1589,4 кг
мощность, кВт, затрачиваемая на разгон автомобиля.
1589,4 кг
коэффициент учета вращающихся масс =
- передаточное число коробки передач для первой передачи = 3,67
ускорение автомобиля
мощность, кВт, затрачиваемая на преодоление сопротивлений воздуха,
мощность, кВт, затрачиваемая на преодоление сопротивлений качению,
Расчетные данные сводим в таблицу 4.
Таблица 4 – Исходные данные для построения графика мощностного баланса автомобиля
| nei , об/мин | ,
км/ч
| . кВт
|  . кВт
|  . кВт
|  . кВт
|  . кВт
|
| 600 | 35,8 | 29,1 | 25,9 | 228,5 | 5,5 | 7,7 |
| 800 | 47,8 | 44,7 | 34,8 | 296,7 | 13,1 | 16,0 |
| 1000 | 59,7 | 61,3 | 47,2 | 399,2 | 25,4 | 29,1 |
| 1200 | 71,6 | 86,3 | 48,4 | 328,8 | 43,8 | 48,2 |
| 1400 | 83,6 | 17,9 | 51,3 | 390,9 | 69,8 | 74,9 |
| 1600 | 95,5 | 152,0 | 52,0 | 363,2 | 104,0 | 109,9 |
| 1800 | 107,4 | 199,3 | 47,6 | 276,9 | 147,9 | 154,5 |
По данным таблицы 4 строим график мощностного баланса автомобиля в выбранном масштабе.
Рисунок 3 - График мощностного баланса автомобиля на первой передаче
2. Разработка технологического процесса по проверке и регулировке зазоров между торцами стержней клапанов и носками коромысел
2.1. Разработка технологической карты заданной операции
Исполнители: водитель, автомобильный механик.