Аннотация 2
Содержание 4
Введение 6
1. Состояние вопроса 7
1.1 Исследование научных работ по аэродинамике 15
1.1.1 Испытания в аэродинамической установке 15
1.1.2 Исследование сил и моментов 16
1.2 Обзор аэродинамических труб. Зарубежные аэродинамические трубы для испытаний 18
1.3 Понятие о коэффициенте аэродинамического сопротивления 22
1.4 Цель исследования 24
1.5 Конструкция стенда 25
2. Исследовательская часть 27
2.1 Этапы проведения испытания 27
2.2 Результаты исследования 29
3. Тягово-динамический расчет автомобиля 31
3.1 Исходные данные для тягового расчета 31
3.2 Нахождение передаточного числа главной передачи 36
3.3 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя 37
3.4 Нахождение передаточных чисел коробки передач и раздаточной коробки 39
3.5 Тяговый баланс автомобиля 42
3.6 Динамические характеристики автомобиля 45
3.7 Разгон автомобиля 46
3.8 Мощностной баланс автомобиля 51
3.9 Топливно-экономическая характеристика автомобиля 53
4. Анализ экономической эффективности проекта 55
4.1 Сбор данных 55
4.2 Расчёт сметы затрат на НИиОКР 59
5. Безопасность и экологичность технического объекта 65
5.1 Воздействие ОВФ РС и ТП при работе со стендом 65
Заключение 68
Список используемых источников 69
Аэродинамика - это раздел механики, изучающий основные законы движения воздуха и других газов и их взаимодействие с движущимися твердыми телами. Аэродинамика автомобиля, в соответствии с этим, изучает явления, возникающие в результате взаимодействия автомобиля и воздушной среды.
В современных реалиях автомобильного дизайна возникают проблемы их формообразования, что позволит снизить энергозатраты двигателей на преодоление сопротивления воздуха, повысить аэродинамическую устойчивость и снизить расход топлива. Аэродинамика напрямую связана с управляемостью, устойчивостью и безопасностью, особенно при движении на высоких скоростях. Даже способность кузова пачкаться напрямую зависит от того, насколько машина продумана с точки зрения аэродинамики.
Автомобильная аэродинамика больше не выполняет одну или две задачи, а выполняет набор основных задач. Многие конструкторы работают над достижением очень низких значений сопротивления воздуха для транспортных средств. Более того, они должны следить за величиной распределения подъемной силы по осям автомобиля, потому что сейчас автомобили набирают огромные скорости и на таких скоростях некоторые самолеты начинают набирать высоту с взлетно-посадочной полосы. При этом следует учитывать, что двигатель должен получать достаточный поток воздуха для охлаждения, в автомобиле должна быть предусмотрена вентиляция для комфорта пассажиров. Правильная аэродинамика значительно снижает уровень шума в салоне, а также задачу дизайнеров направлять воздушный поток так, чтобы воздушный поток не оседал на окнах автомобиля. При высокой скорости набегающего воздушного потока качество очистки лобового стекла должно быть наивысшим. А для тестирования машину помещают в аэродинамическую трубу, о которой и пойдет речь.
Актуальность изучение аэродинамики автомобиля не проходит уже несколько лет. С каждым годом в машиностроении инженеры пытаются сделать невозможное, что на автомобиль действовал воздушный поток так, чтобы у автомобиля было больше возможностей своей реализации.
В данном дипломном проекте была проведена модернизация стенда, позволяющая определять влияния коэффициента аэродинамического сопротивления на нагрузку на ось автомобиля. Выявлено, что при Сх = 0,5 увеличение нагрузки на заднюю ось автомобиля составляет 15%, а при Сх = 0,6 ось нагружается на 18 % больше, чем при статической нагрузке.
Произведены расчеты экономической эффективности автомобиля, предполагающие использование данного стенда на кафедре «Проектирование и эксплуатация автомобилей».
В разделе «Безопасность и экологичность технического объекта» выявлены риски, связанные с работой на стенде. Выявлены источники рисков, а также приняты меры по их устранению. Разработаны средства, методы и меры обеспечения пожарной безопасности.
Стенд, на котором была проведена работа, будет использован в учебном процессе на кафедре «Проектирование и эксплуатация автомобилей» института машиностроения Тольяттинского Государственного Университета. Студенты смогут экспериментальным путем изучать влияние аэродинамического коэффициента, что позволит лучше понимать зависимость между коэффициентом и нагрузкой на ось, когда на автомобиль при движении действует воздушный поток.
По результатам проведенной работы подготовлены тезисы, для опубликования в сборнике «Дни студенческой науки ТГУ» под названием «Модернизация стенда для определения коэффициента аэродинамического сопротивления модели автомобиля». Автор: А.В. Ефимов, научный руководитель Л.А. Черепанов.
