Курсовая работа: Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-2105. Тяговая динамичность автомобиля реферат

Тяговая динамичность

Количество просмотров публикации Тяговая динамичность - 501

Тяговая динамичность характеризует способность автомобиля производительно выполнять транспортные функции. Чем динамичнее автомобиль, тем он способен быстрее разгоняться и двигаться с более высокой скоростью в разнообразных условиях движения. Повышение тяговой динамичности возможно за счёт увеличения удельной мощности двигателя и улучшения его приемистости, что достигается уменьшением массы автомобиля, улучшением его обтекаемости, совершенствованием конструкции двигателя, трансмиссии и ходовой части. Автомобиль, обладающий относительно более высокой тяговой динамичностью, в реальных дорожных условиях обладает большим запасом мощности, который может расходоваться на преодоление дорожных сопротивлений и на разгон.

Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличивать скорость движения. От этих свойств во многом зависит уверенность водителя при обгоне, проезде перекрестков. Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.

Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это противопробуксовочная система (ПБС). При разгоне автомобиля она подтормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при крайне важно сти уменьшает мощность, развиваемую двигателœем.

Следует отметить, что тяговая динамичность автомобиля зависит от его конструктивных параметров и качества дороги.

Из конструктивных факторов наибольшее значение имеют:

o форма скоростной характеристики двигателя,

o КПД трансмиссии,

o передаточные числа трансмиссии,

o масса автомобиля,

o обтекаемость автомобиля.

Форма скоростной характеристики. Карбюраторный двигатель имеет более выпуклую характеристику, чем дизель, что обеспечивает ему больший запас мощности при той же скорости. Следовательно, будет больше преодолеваемое сопротивление или развиваемое ускорение.

КПД трансмиссии. КПД трансмиссии оценивает величину непроизводительных потерь энергии. Уменьшение КПД, вызванное ростом потерь энергии на трение, приводит к уменьшению силы тяги на ведущих колесах. В результате снижается максимальная скорость автомобиля и максимальный коэффициент сопротивления дороги.

Применение в холодное время года летних трансмиссионных масел, имеющих большую вязкость, приводит к увеличению крутящегося момента͵ особенно заметному во время трогания автомобиля с места.

Передаточные числа трансмиссии. От передаточного числа главной передачи в большой степени зависит максимальная скорость автомобиля. От передаточного числа первой передачи зависит величина максимального сопротивления дороги, преодолеваемого при равномерном движении. Передаточные числа промежуточных ступеней подбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальную интенсивность разгона.

Увеличение числа передач в коробке улучшает тяговую динамичность автомобиля. Хотя динамические факторы на первой и последних передачах в обоих случаях одинаковы, однако, сравнивая максимальные скорости на различных дорогах, видим преимущества четырехступенчатой коробки. Так, на дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления максимальная скорость автомобиля характеризуемых штриховой кривой, что вызывает ухудшение динамичности и топливной экономичности автомобиля.

Масса автомобиля. Повышение массы автомобиля приводит к увеличению силы инœерции и сил сопротивления качению и подъему и, как следствие, к ухудшению динамичности автомобиля.

Обтекаемость автомобиля. Важно заметить, что для современных легковых автомобилей характерны строгие прямолинœейные очертания с плавными переходами, однако нередко зарубежные фирмы в рекламных целях выпускают автомобили с кузовами вычурной формы, имеющими необычный внешний вид и создающими повышенное сопротивление воздуха.

Для уменьшения сопротивления воздуха ветровое стекло автомобиля располагают наклонно, а выступающие детали устанавливают так, чтобы они не выходили за внешние очертания кузова. У гоночных автомобилей число выступающих частей уменьшают до минимума, а заднюю часть кузова делают вытянутой, добиваясь плавного обтекания ее воздухом.

Силу сопротивления воздуха у грузовых автомобилей можно уменьшить, закрыв грузовую платформу брезентом, натянутым между крышей кабины и задним бортом, или используя специальные щитки (обтекатели), уменьшающие завихрения воздуха.

referatwork.ru

Курсовая работа - Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-21093

Содержание

Введение

1 Тяговый расчет автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля

1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

1.3 Подбор шин

1.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

1.5 Выбор характеристики двигателя

1.6 Определение передаточного числа главной передачи

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач

2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Тяговая характеристика автомобиля

3.1.1 Построение графика тяговой характеристики

3.1.2 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

3.2 Динамическая характеристика автомобиля

3.2.1 Построение динамической характеристики

3.2.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

3.3 Ускорение автомобиля при разгоне

3.3.1 Построение графика ускорение автомобиля при разгоне

3.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

3.4 Характеристика времени и пути разгона автомобиля

3.4.1 Определение времени разгона

3.4.2 Определение пути разгона

3.4.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

4 Топливная экономичность автомобиля

4.1 Построение топливной характеристики автомобиля

4.2 Определение эксплуатационного расхода топлива

5 Итоговые таблицы

Список используемой литературы

Введение

Данная курсовая работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам «Теория движения автомобиля», «Автомобили» (ч, 2) и «Технические средства и их эксплуатационные свойства».

При выполнении курсовой работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-21093. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля. Характеристики автомобиля ВАЗ-21093 сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Технические характеристики автомобиля ВАЗ-21093

Параметр автомобиля

Значение параметра

Модель автомобиля

ВАЗ-21093

Тип кузова

хэтчбек

Конструкция кузова / материал

несущий / сталь

Количество дверей / мест

5/5

Тип двигателя

бензиновый

Расположение двигателя

спереди поперечно

Рабочий обьем, см3

1500

Количество / расположение цилиндров

4 / рядное

Степень сжатия

9,9

Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин)

52,6 / 5600

Максимальный крутящий момент, Н·м / (об/мин)

106,4 / 3400

Тип трансмиссии

механическая

Привод

передний

Коробка передач

5-ступенчатая

Передаточные числа коробки передач

3,636/1,95/1,357/0,941/0,784 з. х. 3,53

Передаточное число главной передачи

3,7

Колесная база, мм

2460

Длина / ширина / высота, мм

4006 / 1620 / 1402

Колея передняя / задняя, мм

1390 / 1360

Снаряженная масса, кг

945

Полная масса, кг

1370

Объем топливного бака, л

43

Передняя подвеска

независимая телескопическая

Задняя подвеска

торсионно-рычажная

Диаметр разворота, м

10,4

Передние тормоза

дисковые, вентилируемые

Задние тормоза

барабанные

Размер шин

165/70R13

Максимальная скорость, км/ч

156

Разгон 0 -100 км/ч, сек

13

Расход топлива, л/100 км:

-

при скорости 90 км/ч

-

городской цикл

-

Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приводятся в таблице 2, которую составляем на основе таблицы 1.

Таблица 2.Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-21093 (параметры автомобиля необходимые для выполнения курсовой работы)

№ п/п

Параметр

Обозначение

Размерность

Величина параметра

1

2

3

4

5

1.

Марка и тип автомобиля

-

-

ВАЗ-21093

2.

Колесная формула

-

-

4×2

3.

Число пассажиров

nп

-

5

4.

Собственная масса снаряженного автомобиля

mo

кг

945

5.

Полная масса автомобиля

ma

кг

1370

6.

Распределение массы автомобиля по мостам:

— на передний мост

m1

кг

616,5

— на задний мост

m2(т)

кг

753,5

7.

База автомобиля

L

м

2,46

8.

Колея автомобиля

В

м

1,39

9.

Габаритные размеры:

— длина

Lг

м

4,006

— ширина

Bг

м

1,62

— высота

Hг

м

1,402

10.

Максимальная скорость автомобиля

Vmax

км/час

156

11.

Контрольный расход топлива при скорости 90 км/ч

Qк

л/100км

-

12.

Тип и марка двигателя

-

-

21083 Четырех-тактный, бензиновый, карбюра-торный, 4-х цилиндровый

13.

Стендовая максимальная мощность двигателя

Реmaxст

кВт

52,6

14.

Частота вращения коленчватого вала при стендовой максимальной мощности

np

об/мин

5600

15.

Стендовый максимальный крутящий момент двигателя

Меmaxст

Н·м

106,4

16.

Частота вращения коленчватого вала при стендовом максимальном крутящем моменте

nм

об/мин

3400

1

2

3

4

5

17.

Передаточные числа коробки передач:

— первой передачи

U1

-

3,636

— второй передачи

U2

-

1,95

— третьей передачи

U3

-

1,357

— четвертой передачи

U4

-

0,941

— пятой передачи

U5

-

0,784

— передачи заднего хода

Uзх

-

3,53

18.

Передаточное число главной передачи

Uo

-

3,7

19.

Число карданных шарниров

zкш

-

2 на колесо

20.

Число карданных валов

zкв

-

2

21.

Шины, их характеристика и маркировка

-

-

165/70R13

— посадочный диаметр

d

м

0,3302

— ширина профиля шины

B

м

0,165

— наружный диаметр

Dн

м

0,5612

По таблице 1.2 анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой работы.

1 Тяговый расчет автомобиля

Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

1.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется следующим образом:

/>;

(1.1)

где mo – масса снаряженного автомобиля: mo= 945 кг;

mч – масса водителя или пассажира: принимаем mч= 75 кг;

mб – масса багажа из расчета на одного пассажира: mб= 10 кг;

nп – количество пассажиров, включая водителя: nп= 5 чел..

/> кг.

1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом на задний мост приходится 43-47% полной массы автомобиля.

Принимаем что на менее нагруженный задний мост приходится 45% полной массы. Тогда на передний мост приходится 55% полной массы.

Определим полный вес автомобиля:

/>;

(1.2)

/> Н.

Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:

/>;

(1.3)

/> Н.

Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:

/>;

(1.4)

/> Н.

1.3 Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины переднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:

/>;

(1.5)

где n – число шин одного моста: n = 2.

/> Н.

Из ГОСТ 4754 – 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 165/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр Dн и статический радиус колеса rст:

d = 13·0,0254 = 0,3302м;

/>;

(1.6)

где kш – H/B (H и B – высота и ширина профиля): для шины 165/70R13 kш= 0,7; B= 165 мм;

/> м.

/>;

(1,7)

где λсм– коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для радиальных шин легковых автомобилей принимаем λсм= 0,81;

/>м.

Определяем радиус качения колеса:

/>;

(1.8)

/> м.

1.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

Определяем силу лобового сопротивления воздуха, которая напрямую зависит от лобовой площади автомобиля:

/>;

(1.9)

где АВ– площадь лобового сопротивления;

kВ – коэффициент воздушного сопротивления: принимаем kВ= 0,2;

/>;

/>;

/>;

/>;

/>.

Проверяем условие:

/>.

(1.19)

Условие выполняется:

/>.

Определим обороты коленчатого вала при максимальной скорости:

/>;

(1.20)

/>об/мин.

Рассчитываем мощность при максимальной скорости:

/>

кВт.

Мощность двигателя при максимальной скорости должна обеспечивать возможность движения при дорожном сопротивлении, которое для легковых автомобилей находится в пределах (ψV= 0,015-0,025).

Определим дорожное сопротивление, которое может преодолеть данная модель автомобиля при максимальной скорости:

/>;

(1.21)

где />– КПД трансмиссии; при работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е.

при работе двигателя по внешней скоростной характеристике имеем:

/>;

(1.22)

где />– соответственно КПД цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП;

/> – соответственно число пар цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и число карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП.

В расчетах принимаем:

/>;/>

/>.

Тогда дорожное сопротивление преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью составит:

/>;

Дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью />.

1.6 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется исходя из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля.

Определяем: какую максимальную скорость позволяет получить передаточное число главной передачи для заданной модели автомобиля:

/>;

(1.23)

где />– передаточное число высшей передачи в КП: />;

/> – передаточное число главной передачи: />.

/>км/ч.

Передаточное число главной передачи подобрано таким образом, чтобы получить максимальную скорость при оборотах коленчатого вала меньше максимальных, при этом обеспечивается лучшая топливная экономичность автомобиля. Передаточное число главной передачи при максимальных оборотах двигателя обеспечивает максимальную скорость />км/ч.

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число первой передачи рассчитывается, исходя из того, чтобы автомобиль мог преодолеть максимальное сопротивление дороги, характеризуемое коэффициентом />, не буксовал при трогании с места, и мог двигаться с устойчивой минимальной скоростью.

Для заданной модели автомобиля />.

Максимальное сопротивление дороги для легковых автомобилей должно находится в пределах />.

Определим максимальное сопротивление дороги, которое может преодолеть заданная модель автомобиля, при трогании с места:

/>;

(1.24)

/>.

Максимальное дорожное сопротивление, которое может преодолеть автомобиль при трогании с места />.

Определим минимальный коэффициент сцепления, при котором данный автомобиль может тронуться с места без пробуксовки ведущих колес:

/>;

(1.25)

где />– коэффициент перераспределения нормальных реакций, для переднеприводного автомобиля принимаем />.

/>.

Минимальный коэффициент сцепления составил />.

Определим минимальную устойчивую скорость движения автомобиля:

/>;

(1.26)

где />– минимальные устойчивые обороты двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке под нагрузкой, принимаем для карбюраторного двигателя />об/мин.

/>км/ч.

Передаточные числа промежуточных передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

/>;

(1.27)

где n – номер повышающей передачи;

m– номер передачи для которой ведется расчет.

/>;

/>;

/>.

Рассчитанные и фактические значения передаточных чисел коробки передач приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Передаточные числа КП

№ передачи

 Обозначение

Фактическое

значение 

Рассчитанное значение 

1

U1

3,636

3,636

2

U2

1,950

2,478

3

U3

1,357

1,689

4

U4

0,941

1,151

5

U5

0,784

0,784

Как видно из таблицы 1.1 фактические значения передаточных чисел промежуточных передач меньше рассчитанных значений. Таким образом, коробка передач заданного автомобиля не обеспечивает максимальной интенсивности разгона автомобиля. Поскольку фактические значения передаточных чисел промежуточных передач незначительно отличаются от рассчитанных значений можно сделать вывод, что данная коробка передач обеспечивает уместную интенсивность разгона автомобиля, при улучшенных показателях топливной экономичности.

2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и крутящего момента от угловой скорости или частоты вращения коленчатого вала двигателя при установившемся режиме работы.

Скоростная характеристика двигателя, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой.

Значения мощности при различной частоте вращения коленчатого вала определяем по формуле:

/>.

(2.1)

Значение вращающего момента при различных оборотах рассчитываем по формуле:

/>.

(2.2)

Для нахождения стендовых характеристик двигателя полученные значения мощностей и моментов, разделим на коэффициент стенда:

/>;

(2.3)

/>.

(2.4)

Производим расcчеты:

/>кВт;

/> />;

/> кВт;

/>/>.

Для следующих значений />расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Результаты расчетов внешней скоростной характеристики

№ п/п

n, об/мин

/>, кВт

/>, кВт

/>, />

/>, />

1

600

4,40

4,63

70,06

73,75

2

800

6,21

6,54

74,16

78,06

3

1000

8,17

8,60

78,06

82,17

4

1200

10,24

10,78

81,53

85,82

5

1400

12,43

13,08

84,83

89,29

6

1600

14,69

15,46

87,72

92,34

7

1800

17,03

17,93

90,39

95,15

8

2000

19,41

20,43

92,72

97,60

9

2200

21,83

22,98

94,80

99,79

10

2400

24,26

25,54

96,58

101,66

11

2600

26,69

28,09

98,08

103,24

12

2800

29,09

30,62

99,26

104,48

13

3000

31,45

33,11

100,16

105,43

14

3200

33,75

35,53

100,77

106,07

15

3400

35,97

37,86

101,08

106,40

16

3600

38,09

40,09

101,07

106,39

17

3800

40,10

42,21

100,82

106,13

18

4000

41,98

44,19

100,27

105,55

19

4200

43,70

46,00

99,41

104,64

20

4400

45,25

47,63

98,26

103,43

21

4600

46,62

49,07

96,83

101,93

22

4800

47,78

50,29

95,10

100,11

23

5000

48,71

51,27

93,08

97,98

24

5200

49,40

52,00

90,76

95,54

25

5400

49,82

52,44

88,15

92,79

26

5600

49,97

52,60

85,25

89,74

27

5800

49,82

52,44

82,07

86,39

28

6000

49,35

51,95

78,58

82,72

По рассчитанным значениям строим внешнюю скоростную характеристику (рисунок 2.1).

/>

Рисунок 2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Тяговая характеристика автомобиля

С целью решения уравнения движения автомобиля методом силового баланса, представим его в виде:

/>;

(3.1)

где />– сила тяги, приложенная к ведущим колесам;

/> – сила сопротивления качению;

/> – сила сопротивления подъема;

/> – сила сопротивления воздуха;

/> – сила сопротивления разгону.

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила — скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

3.1.1 Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы />, в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

/>.

(3.2)

В данном уравнении эффективный крутящий момент />является функцией от оборотов коленчатого вала ne. Значение эффективного крутящего момента />в зависимости от оборотов коленчатого вала neопределяется по внешней скоростной характеристике двигателя.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя neи скоростью Vнаходится из соотношения:

/>;

(3.3)

где i– номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы />и скорости Viдля различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от neminдоnemaxна различных передачах коробки передач.

/>Н;

/>км/ч.

Для следующих значений />на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Определим силу сопротивления качению />в зависимости от скорости движения автомобиля:

/>;

(3.4)

где fo– коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (при расчетах используем значение fo= 0,012).

Cилу сопротивления подъема />принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха />в зависимости от скорости движения автомобиля:

/>.

(3.5)

Производим расчеты:

/>Н;

/>Н.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Таблица 3.1 Результаты расчетов окружной силы />

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

V1,км/ч

Pk1, Н

V2,км/ч

Pk2, Н

V3,км/ч

Pk3, Н

V4,км/ч

Pk4, Н

V5,км/ч

Pk5, Н

1

600

4,531

3236,7

8,449

1735,9

12,142

1208

17,509

837,7

21,016

697,9

2

800

6,042

3426,1

11,266

1837,5

16,189

1278,7

23,346

886,7

28,021

738,8

3

1000

7,552

3606,3

14,082

1934,1

20,236

1345,9

29,182

933,3

35,026

0,02

16

150

0,022

17

160

0,023

18

170

0,024

19

180

0,026

20

190

0,028

21

200

0,029

22

210

0,031

23

220

0,033

/>

Рисунок 3.2 Динамическая характеристика автомобиля

3.2.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

По динамической характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальная скорость движения автомобиля на 5-й и 4-й передаче

Vmax= 156 км/ч, V’max= 161 км/ч..

2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv: />.

3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче D5max:

D5max= 0,0591.

4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax: Dmax= 0,347.

5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>: />, />.

6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>:

/>;

(3.12)

/>;

/>;

(3.13)

/>.

7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin:

Vmin= 4,531 км/ч.

8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия Dφ:

/>;

(3.14)

/>.

9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче по условию величины динамического фактора Vк5: Vк5= 63,047 км/ч.

10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передачеdV5:

/>;

(3.15)

/>.

11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dD5:

/>;

(3.16)

/>.

3.3 Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес.

3.3.1 Построение графика ускорение автомобиля при разгоне

Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

/>;

(3.17)

где />– коэффициент учета вращающихся масс;

/>;

(3.18)

для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать />; />.

Таким образом, имеем:

/>;

(3.19)

Производим расчеты:

/>

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.5. Полученные значения наносим на график ускорений автомобиля.

По рассчитанным значениям строим график ускорений автомобиля (рисунок 3.3).

Таблица 3.5 Результаты расчетов ускорения автомобиля а

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

V1,км/ч

ax1,/>

V2,км/ч

ax2,/>

V3,км/ч

ax3,/>

V4,км/ч

ax4,/>

V5,км/ч

ax5,/>

1

600

4,531

1,421

8,449

0,955

12,142

0,677

17,509

0,448

21,016

0,354

2

800

6,042

1,509

11,266

1,016

16,189

0,72

23,346

0,476

28,021

0,375

3

1000

7,552

1,592

14,082

1,073

20,236

0,76

29,182

0,5

35,026

0,391

4

1200

9,063

1,665

16,899

1,123

24,283

0,795

35,019

0,521

33,231

2,007

61,962

1,305

89,039

0,827

128,402

0,32

154,115

0,029

21

4600

34,741

1,975

64,779

1,276

93,087

0,796

134,239

0,274

161,121

-0,03

22

4800

36,252

1,937

67,595

1,242

97,134

0,76

140,075

0,225

168,126

-0,093

23

5000

37,762

1,892

70,412

1,204

101,181

0,721

145,912

0,173

175,131

-0,16

24

5200

39,273

1,84

73,228

1,161

105,228

0,677

151,748

0,115

182,136

-0,231

25

5400

40,783

1,783

76,045

1,114

109,276

0,629

157,585

0,055

189,142

-0,306

26

5600

42,294

1,719

78,861

1,061

113,323

0,577

163,421

-0,009

196,147

-0,386

27

5800

43,804

1,649

81,678

1,005

117,37

0,522

169,258

-0,078

203,152

-0,469

28

6000

45,314

1,573

84,494

0,943

121,417

0,463

175,094

-0,15

210,157

-0,557

/>

Рисунок 3.3 График ускорений автомобиля

3.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

По графику ускорений автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальное ускорение ахmax: ахmax= 2,074 />.

2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении Vaxmax:

Vaxmax= 25,678 км/ч.

3. Максимальное ускорение на высшей передаче ax5max: ax5max= 0,415 />.

4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении Vax5max: Vax5max= 60 км/ч.

5. Максимальная скорость движения автомобиля на 5-й и 4-й передаче

Vmax= 156 км/ч, V’max= 161 км/ч.

3.4 Характеристика времени и пути разгона автомобиля

Путь и время разгона рассчитывают в предположении, что автомобиль разгоняется на ровной горизонтальной дороге, при полной подаче топлива, на участке длиной 2000 м (соглсно ГОСТ 22576-90 “Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.”).

3.4.1 Определение времени разгона

Трогание автомобиля с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автомобиля.

Для первой передачи расчет ведется в диапазоне от Vminkдо Vmaxk.

Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на интервалы. Определим изменение скорости на этих промежутках:

/>.

(3.20)

Среднее ускорение для i-того интервала составит:

/>.

(3.21)

Время движения автомобиля Δtiв секундах, за которое его скорость вырастает на величину ΔVi, определяется по закону равноускоренного движения:

/>.

(3.22)

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vminkдо Vmaxk, при которой начинается переключение на (k + 1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах:

/>

(3.23)

Принимаем время переключения передачи />с.

Падение скорости автомобиля при переключении передачи рассчитываем по формуле:

/>.

(3.24)

Для следующей передачи расчет ведется в диапазоне от Vmink+1= Vmaxk– VПдо Vmaxk+1.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 3.6 для 1-й передачи, 3.7 для 2-й передачи, 3.8 для 3-й передачи, 3.9 для 4-й передачи. Для 5-й передачи расчет не проводится.

3.4.2 Определение пути разгона

Средняя скорость в интервале от />до />составляет:

/>.

(3.25)

При равноускоренном движении в интервале от />до />путь проходимый автомобилем составляет:

/>.

(3.26)

Путь разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяем суммированием:

/>

(3.27)

Определим путь проходимый автомобилем за время переключения передачи:

/>.

(3.28)

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей передаче прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 3.6 для 1-й передачи, 3.7 для 2-й передачи, 3.8 для 3-й передачи, 3.9 для 4-й передачи.

Производим построение скоростных характеристик времени (рисунок 3.4) и пути разгона автомобиля (рисунок 3.5).

Таблица 3.6 Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 1-й передаче

№ п/п

Vi1,км/ч

Vi1,м/с

ΔVi1, м/с

ai1, м/с2

aiср1, м/с2

Δti1, c

ti1, c

tП1, c

Vmax1– VП1, км/ч

Viср1,м/с

ΔSi1, м

Si1, м

0,225

0,25

6,48

51,52423

38,0995

246,885

1380,586

23

145,912

40,531

1,62

0,173

0,199

8,1407

59,66493

39,7205

323,353

1703,939

24

151,748

42,152

1,62

0,115

0,144

11,25

70,91493

41,3415

465,092

2169,031

25

157,585

43,774

1,62

0,055

0,085

19,05882

89,97375

42,963

818,824

2987,855

26

163,421

45,395

1,62

-0,009

0,023

70,43478

160,40853

44,5845

3140,299

6128,154

27

28

/>

Рисунок 3.4 Скоростная характеристика времени разгона автомобиля

/>

Рисунок 3.5 Скоростная характеристика пути разгона автомобиля

3.4.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля:

1) условная максимальная скорость Vymaxв км/ч.

Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 м двухкилометрового участка:

/>;

(3.29)

где t2000и t1600– время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2000 ми 1600 м;

/>км/ч;

2) время разгона автомобиля t400и t1000на участках протяженностью 400 ми 1000 м.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля t400= 23 с;

t1000= 42 с;

3) время разгона tздо заданной скорости Vз.

Для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 тVз= 100 км/ч.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля tз= 22,4 с.

4. Топливная экономичность автомобиля

Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в разных условиях движения.

Топливной характеристикой установившегося движения называют зависимость путевого расхода топлива от установившейся скорости при установившемся движении на ровной горизонтальной дороге на высшей передаче.

4.1 Построение топливной характеристики автомобиля

При построении графика топливной характеристики установившегося движения для заданной скорости автомобиля на высшей передаче определяются следующие параметры.

Обороты коленчатого вала двигателя, соответствующие заданной в км/чскорости. Обороты изменяются в диапазоне от />об/миндо />об/мин.

Значение эффективной мощности на валу двигателя, соответствующее полученным оборотам двигателя:

/>.

(4.1)

Значение мощности предающейся в трансмиссию автомобиля:

/>.

(4.2)

Значение мощности подводимой к ведущим колесам автомобиля на высшей передаче:

/>.

(4.3)

Значение мощности затрачиваемой на преодоление сил дорожного сопротивления:

/>.

(4.4)

Значение мощности затрачиваемой на преодоление сил сопротивления воздуха:

/>.

(4.5)

Значение степени использования мощности:

/>.

(4.6)

Значение степени использования оборотов коленчатого вала двигателя:

/>.

(4.7)

Определяем коэффициенты, зависящие от степени использования мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала двигателя, для карбюраторного двигателя имеем:

/>;

(4.8)

/>.

(4.9)

Путевой расход топлива (в л/100км) определяем по формуле:

/>;

(4.10)

где />— удельный расход топлива при максимальной мощности, выше />на 5-10 %, для карбюраторного двигателя принимаем />/>, тогда />/>;

/> — плотность топлива, для бензина />/>.

Производим расчеты необходимых величин, результаты расчетов заносим в таблицу 4.1.

По полученным значениям строим мощностную (рисунок 4.1) и топливную (рисунок 4.2) характеристики автомобилей на высшей передаче.

Таблица 4.1 Расчет мощностной и топливной характеристик автомобиля на высшей передаче

№ п/п

n, об/мин

V1,км/ч

/>, кВт

/>, кВт

/>, кВт

/>, кВт

/>, кВт

И

Е

kИ

kЕ

QS, л/100км

1

12,598

0,621

0,607

0,951

0,956

7,01

16

3600

126,094

40,09

38,09

35,27134

8,9

14,954

0,676

0,643

0,927

0,954

7,42

17

3800

133,1

42,21

40,10

37,1326

9,8

17,588

0,738

0,679

0,918

0,954

7,99

18

4000

140,105

44,19

41,98

38,87348

10,7

20,513

0,803

0,714

0,926

0,955

8,74

19

4200

147,11

46,00

43,70

40,4662

11,7

23,746

0,876

0,75

0,949

0,957

9,7

20

4400

154,115

47,63

45,25

41,9015

12,8

27,303

0,957

0,786

0,982

0,96

10,88

21

4600

161,121

49,07

46,62

43,17012

14

31,198

-

-

-

-

-

22

4800

168,126

50,29

47,78

44,24428

15,2

35,447

-

-

-

-

-

23

5000

175,131

51,27

48,71

45,10546

16,5

40,065

-

-

-

-

-

24

5200

182,136

52,00

49,40

45,7444

17,9

45,067

-

-

-

-

-

25

5400

189,142

52,44

49,82

46,13332

19,4

50,47

-

-

-

-

-

26

5600

196,147

52,60

49,97

46,27222

21

56,288

-

-

-

-

-

27

5800

203,152

52,44

49,82

46,13332

22,6

62,537

-

-

-

-

-

28

6000

210,157

51,95

49,35

45,6981

24,4

69,231

-

-

-

-

-

/>

Рисунок 4.1 Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче

/>

Рисунок 4.2 Топливная характеристика автомобиля на высшей передаче

4.2 Определение эксплуатационного расхода топлива

Для определения эксплуатационного расхода топлива Qэпри движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальто-бетонным покрытием:

1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения, для легковых автомобилей, а также грузовых автомобилей полной массой не более 3,5 тна автомагистралях скорость не более />км/ч;

2) определяем эксплуатационную скорость:

/>;

(4.11)

/> км/ч;

3) по графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости Vэопределяем расход топлива QVэ:

QVэ= 5,73л/100км;

4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэв л/100 км:

/>

(4.12)

/> л/100 км.

5 Итоговые таблицы

(студент заполняет самостоятельно)

Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике

/>

Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике

/>

Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля

/>

Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля

/>

Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля

/>

Список используемой литературы

1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. — Мн.: Выш. шк., 1986. — 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. — М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. — М.: Машиностроение, 1994. — 404 с.

4. ГОСТ 4754 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

5. ГОСТ 5513 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.: Машиностроение, 1989. — 240 с.

7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. — М.: Машиностроение, 1984. — 160 с.

8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. — Мн.: Наука и техника, 1988. — 232 с.

9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. — М.: МГАУ, 1998. — 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.

www.ronl.ru

Курсовая работа - Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-2105

Введение

Данная курсовая работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам «Теория движения автомобиля», «Автомобили» (ч, 2) и «Технические средства и их эксплуатационные свойства».

При выполнении курсовой работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-2105. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля. Характеристики автомобиля ВАЗ-2105 сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Технические характеристики автомобиля ВАЗ-2105

Параметр автомобиля

Значение параметра

Модель автомобиля

ВАЗ-2105

Тип кузова

седан

Конструкция кузова / материал

несущий / сталь

Количество дверей / мест

4 / 5

Тип двигателя

бензиновый

Расположение двигателя

спереди продольно

Рабочий обьем, см3

1300

Количество / расположение цилиндров

4 / рядное

Степень сжатия

8,5

Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин)

47 / 5600

Максимальный крутящий момент, Н·м / (об/мин)

95 / 3400

Тип трансмиссии

механическая

Привод

задний

Коробка передач

4-ступенчатая

Передаточные числа коробки передач

3,67 / 2,10 / 1,36 / 1,00 / з. х. 3,53

Передаточное число главной передачи

4,3

Колесная база, мм

2424

Длина / ширина / высота, мм

4128 / 1620 / 1446

Колея передняя / задняя, мм

1365 / 1321

Снаряженная масса, кг

955

Полная масса, кг

1395

Объем топливного бака, л

43

Передняя подвеска

независимая рычажно-пружинная

Задняя подвеска

зависимая рычажная

Диаметр разворота, м

11,2

Передние тормоза

дисковые, вентилируемые

Задние тормоза

барабанные

Размер шин

175/70R13

Максимальная скорость, км/ч

145

Разгон 0 -100 км/ч, сек

18

Расход топлива, л/100 км:

-

при скорости 90 км/ч

7,3

городской цикл

10,2

Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приводятся в таблице 2, которую составляем на основе таблицы 1.

Таблица 2 Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-2105 (параметры автомобиля необходимые для выполнения курсовой работы)

№ п/п

Параметр

Обозначение

Размерность

Величина параметра

1

2

3

4

5

1.

Марка и тип автомобиля

-

-

ВАЗ-2105

2.

Колесная формула

-

-

4×2

3.

Число пассажиров

nп

-

5

4.

Собственная масса снаряженного автомобиля

mo

Uo

-

4,3

19.

Число карданных шарниров

zкш

-

2

20.

Число карданных валов

zкв

-

2

21.

Шины, их характеристика и маркировка

-

-

175/70R13

— посадочный диаметр

d

м

0,3302

— ширина профиля шины

B

м

0,175

— наружный диаметр

Dн

м

0,5752

По таблице 1.2 анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой работы.

1. Тяговый расчет автомобиля

Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

1.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется следующим образом:

/>;

(1.1)

где mo – масса снаряженного автомобиля: mo = 955 кг;

mч – масса водителя или пассажира: принимаем mч = 78 кг;

mб – масса багажа из расчета на одного пассажира: mб = 10 кг;

nп – количество пассажиров, включая водителя: nп = 5 чел..

/>кг.

1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом на задний мост приходится 52-55% полной массы автомобиля.

Принимаем, что на более нагруженный задний мост приходится 54% полной массы. Тогда на передний мост приходится 46% полной массы.

Определим полный вес автомобиля:

/>;

(1.2)

/>Н.

Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:

/>;

(1.3)

/>Н.

Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:

/>;

(1.4)

/>Н.

1.3 Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины заднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:

/>;

(1.5)

где n– число шин одного моста: n= 2.

/>Н.

Из ГОСТ 4754 – 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 175/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр Dн и статический радиус колеса rст:

d = 13·0,0254 = 0,3302 м;

/>;

(1.6)

где kш – H/B (H и B – высота и ширина профиля): для шины 175/70R13 kш = 0,7;

B = 175 мм;

/>м.

/>;

(1,7)

где λсм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для

радиальных шин легковых автомобилей принимаем λсм = 0,81;

/>м.

Определяем радиус качения колеса:

/>;

(1.8)

/>м.

1.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

Определяем силу лобового сопротивления воздуха, которая напрямую зависит от лобовой площади автомобиля:

/>;

(1.9)

где АВ – площадь лобового сопротивления;

kВ – коэффициент воздушного сопротивления: принимаем kВ = 0,2;

/>;

(1.10)

где С – коэффициент формы, равный для легковых автомобилей – 0,89;

HГ и BГ – соответственно габаритные высота и ширина транспортного

средства: HГ = 1,446 м, BГ = 1,62 м;

h – расстояние от бампера до поверхности дороги: принимаем h = 0,27 м;

В – ширина профиля шины: B = 0,175 м;

n – максимальное число колес одного моста автомобиля: при односкатных

задних колесах n = 2.

/>м2;

/>Н.

1.5 Выбор характеристики двигателя

Максимальная стендовая мощность двигателя Реmaxст = 47 кВт.

Определим максимальную мощность двигателя:

/>;

(1.11)

где – kст поправочный коэффициент, равный 0,93-0,96: принимаем kст = 0,95;

/>кВт.

Мощность при максимальной скорости определяется на основании формулы:

/>;

(1.12)

где nemax– максимальные обороты коленчатого вала двигателя:

nemax= 6000 об/мин;

np– обороты коленчатого вала двигателя при максимальной мощности:

np= 5600 об/мин;

a,b,c– эмпирические коэффициенты.

Для карбюраторного двигателя легкового автомобиля коэффициенты находим по формулам:

/>;

(1.13)

/>;

(1.14)

/>;

(1.15)

где kм – коэффициент приспособляемости по крутящему моменту;

kω – коэффициент приспособляемости по частоте вращения.

Коэффициенты приспособляемости рассчитываем по стендовым параметрам двигателя:

/>;

(1.16)

где /> – стендовый максимальный крутящий момент: />= 95 Н·м;

/> – стендовый крутящий момент при максимальной мощности:

/>;

(1.17)

/>;

(1.18)

где /> – обороты коленчатого вала при максимальной мощности:

/>= 5600 об/мин;

/> – обороты коленчатого вала при максимальном крутящем моменте:

/>= 3400 об/мин.

Производим расчеты:

/>Н·м;

/>;

/>;

/>;

/>;

/>.

Проверяем условие:

/>.

(1.19)

Условие выполняется:

/>.

Рассчитываем мощность при максимальной скорости:

/>

кВт.

Мощность двигателя при максимальной скорости должна обеспечивать возможность движения при дорожном сопротивлении, которое для легковых автомобилей находится в пределах (ψV = 0,015-0,025).

Определим дорожное сопротивление, которое может преодолеть данная модель автомобиля при максимальной скорости:

/>;

(1.20)

где /> – КПД трансмиссии; при работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике имеем:

/>;

(1.21)

где /> – соответственно КПД цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП;

/> – соответственно число пар цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и число карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП.

В расчетах принимаем:

/>;/>

/>.

Тогда дорожное сопротивление преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью составит:

/>;

Дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью, имеет довольно высокое значение. Можно сделать заключение, что у данного автомобиля имеется запас силы тяги, который позволит двигаться автомобилю по дороге с уклоном /> без снижения скорости.

1.6 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется исходя из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля.

Определяем: какую максимальную скорость позволяет получить передаточное число главной передачи для заданной модели автомобиля:

/>;

(1.22)

где /> – передаточное число высшей передачи в КП: />;

/> – передаточное число главной передачи: />.

/>км/ч.

Передаточное число главной передачи при максимальных оборотах двигателя обеспечивает максимальную скорость приблизительно равную />км/ч.

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число первой передачи рассчитывается, исходя из того, чтобы автомобиль мог преодолеть максимальное сопротивление дороги, характеризуемое коэффициентом />, не буксовал при трогании с места, и мог двигаться с устойчивой минимальной скоростью.

Для заданной модели автомобиля />.

Максимальное сопротивление дороги для легковых автомобилей должно находится в пределах />.

Определим максимальное сопротивление дороги, которое может преодолеть заданная модель автомобиля, при трогании с места:

/>;

(1.23)

/>.

Максимальное дорожное сопротивление, которое может преодолеть автомобиль при трогании с места />.

Определим минимальный коэффициент сцепления, при котором данный автомобиль может тронуться с места без пробуксовки ведущих колес:

/>;

(1.24)

где /> – коэффициент перераспределения нормальных реакций, для заднеприводного автомобиля принимаем />.

/>.

Минимальный коэффициент сцепления составил />.

Определим минимальную устойчивую скорость движения автомобиля:

/>;

(1.25)

где /> – минимальные устойчивые обороты двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке под нагрузкой, принимаем для карбюраторного двигателя /> об/мин.

/>км/ч.

Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля составила />км/ч.

Передаточные числа промежуточных передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

/>;

(1.26)

где n – номер повышающей передачи;

m – номер передачи для которой ведется расчет.

/>

/>

Рассчитанные и фактические значения передаточных чисел коробки передач приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Передаточные числа КП

№ передачи

 Обозначение

Фактическое

значение 

Рассчитанное значение 

1

U1

3,67

3,67

2

U2

2,10

2,38

3

U3

1,36

1,54

4

U4

1,00

1,00

Как видно из таблицы 1.1 фактические значения передаточных чисел промежуточных передач меньше рассчитанных значений. Таким образом, коробка передач заданного автомобиля не обеспечивает максимальной интенсивности разгона автомобиля. Поскольку фактические значения передаточных чисел промежуточных передач незначительно отличаются от рассчитанных значений можно сделать вывод, что данная коробка передач обеспечивает уместную интенсивность разгона автомобиля, при улучшенных показателях топливной экономичности.

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и крутящего момента от угловой скорости или частоты вращения коленчатого вала двигателя при установившемся режиме работы.

Скоростная характеристика двигателя, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой.

Значения мощности при различной частоте вращения коленчатого вала определяем по формуле:

/>.

(2.1)

Значение вращающего момента при различных оборотах рассчитываем по формуле:

/>.

(2.2)

Для нахождения стендовых характеристик двигателя полученные значения мощностей и моментов, разделим на коэффициент стенда:

/>;

(2.3)

/>.

(2.4)

Производим расcчеты:

/>кВт;

/>/>;

/>кВт;

/>/>.

Для следующих значений /> расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Результаты расчетов внешней скоростной характеристики

№ п/п

n, об/мин

/>, кВт

/>, кВт

/>, />

/>, />

1

600

3,91

4,12

62,26

65,54

2

800

5,53

5,82

66,04

69,52

3

1000

7,27

7,65

69,46

73,12

4

1200

9,12

9,60

72,61

76,43

5

1400

11,07

11,65

75,55

79,53

6

1600

13,09

13,78

78,16

82,27

7

1800

15,18

15,98

80,57

84,81

8

2000

17,31

18,22

82,69

87,04

9

2200

19,47

20,49

84,55

89,00

10

2400

21,64

22,78

86,15

90,68

11

2600

23,81

25,06

87,49

92,09

12

2800

25,96

27,33

88,58

93,24

13

3000

28,07

29,55

89,39

94,09

14

3200

30,13

31,72

89,96

94,69

15

3400

32,12

33,81

90,26

95,00

16

3600

34,02

35,81

90,24

94,99

17

3800

35,82

37,71

90,06

94,80

18

4000

37,49

39,46

89,55

94,26

19

4200

39,04

41,09

88,81

93,48

20

4400

40,43

42,56

87,79

92,41

21

4600

41,65

43,84

86,51

91,06

22

4800

42,69

44,94

84,97

89,44

23

5000

43,52

45,81

83,16

87,54

24

5200

44,14

46,46

81,10

85,37

25

5400

44,52

46,86

78,77

82,92

26

5600

44,65

47,00

76,18

80,19

27

5800

44,51

46,85

73,32

77,18

28

6000

44,09

46,41

70,21

73,91

По рассчитанным значениям строим внешнюю скоростную характеристику (рисунок 2.1).

/>

Рисунок 2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля

С целью решения уравнения движения автомобиля методом силового баланса, представим его в виде:

/>;

(3.1)

где /> – сила тяги, приложенная к ведущим колесам;

/> – сила сопротивления качению;

/> – сила сопротивления подъема;

/> – сила сопротивления воздуха;

/> – сила сопротивления разгону.

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила — скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы />, в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

/>.

(3.2)

В данном уравнении эффективный крутящий момент /> является функцией от оборотов коленчатого вала ne. Значение эффективного крутящего момента /> в зависимости от оборотов коленчатого вала ne определяется по внешней скоростной характеристике двигателя.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя ne и скоростью V находится из соотношения:

/>;

(3.3)

где i – номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы /> и скорости Vi для различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от nemin до nemax на различных передачах коробки передач.

/>Н;

/>км/ч.

Для следующих значений />на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

/>;

(3.4)

где fo – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с

малой скоростью (при расчетах используем значение fo = 0,008).

Cилу сопротивления подъема /> принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха /> в зависимости от скорости движения автомобиля:

/>.

(3.5)

Производим расчеты:

/>Н;

/>Н.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Таблица 3.1 Результаты расчетов окружной силы />

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

V1, км/ч

Pk1, Н

V2, км/ч

Pk2, Н

V3, км/ч

Pk3, Н

V4, км/ч

Pk4, Н

1

600

3,953

3204,5

6,909

1833,6

10,668

1187,5

14,509

873,2

2

800

5,271

3399

9,212

1944,9

14,224

1259,6

19,345

926,2

3

1000

6,589

3575

11,515

2045,7

17,78

1324,8

24,181

974,1

4

1200

7,907

3737,2

13,818

2138,4

21,336

1384,9

29,017

1018,3

5

1400

9,224

3888,5

16,121

2225

24,892

1441

33,853

1059,5

6

1600

10,542

4022,8

18,424

2301,9

28,448

1490,7

38,689

50

119,3

69,4

188,7

7

60

123,7

100

223,7

8

70

128,8

136,1

264,9

9

80

134,7

177,8

312,5

10

90

141,4

225

366,4

11

100

148,9

277,8

426,7

12

110

157,2

336,1

493,3

13

120

166,2

400

566,2

14

130

176,1

469,4

645,5

15

140

186,7

544,4

731,1

16

150

198,2

625

823,2

17

160

210,4

711,1

921,5

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 3.1).

/>

Рисунок 3.1 Тяговая характеристика автомобиля

Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

По тяговой характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальную скорость движения автомобиля. Ее определяют по абсциссе: точки пересечения кривых, совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления и силы тяги на высшей передаче. У данного автомобиля сила тяги на высшей передаче, при максимальных оборотах двигателя больше совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления. Можно сделать заключение, что у данного автомобиля имеется запас силы тяги, который позволит двигаться автомобилю по дороге с уклоном без снижения скорости.

Максимальная скорость движения автомобиля: Vmax= 145 км/ч.

2. Окружная сила Fкvпри максимальной скорости Vmax: />Н.

3. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fк4max: Fк4max= 1265,8 Н.

4. Максимальная окружная сила Fкmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля: Fкmax= 4645,6 Н.

5. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin: Vmin= 3,953 км/ч.

6. Максимальная окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой Fφ:

/>;

(3.6)

/>Н.

На данном покрытии (асфальтобетонное шоссе) сила сцепления ведущих колес с дорогой больше максимального значения окружной силы тяги.

7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче Vк4: Vк4 = 82,215 км/ч.

8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV4:

/>;

(3.7)

/>.

9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dF4:

/>;

(3.8)

/>.

Динамическая характеристика автомобиля

Методы силового и мощностного балансов затруднительно использовать при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные веса и грузоподъемности, т. к. при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. Поэтому воспользуемся методом решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

Графическая зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля при различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой.

Построение динамической характеристики

При построении динамической характеристики используем следующие допущения:

1) двигатель работает по внешней скоростной характеристике;

2) автомобиль движется по ровной горизонтальной дороге.

С целью построения динамической характеристики воспользуемся безразмерной величиной D — динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги (Fк — Fв) к силе тяжести автомобиля Ga:

/>.

(3.9)

Для расчета динамического фактора D и построения динамической характеристики используют значения Fкi и Fв в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах.

Таким образом имеем:

/>.

(3.10)

Производим расчеты:

/>.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.3. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

Для решения уравнения движения на динамическую характеристику наносится зависимость коэффициента сопротивления дороги ψ от скорости. Поскольку в нашем случае дорога без уклона ψ = f.

/>.

(3.11)

Производим расчет:

/>.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.4. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 3.2).

Таблица 3.3 Результаты расчетов динамического фактора D

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

V1, км/ч

D1

V2, км/ч

D2

V3, км/ч

D3

V4, км/ч

D4

1

600

3,953

0,2341

6,909

0,1339

10,668

0,0865

14,509

0,0634

2

800

5,271

0,2483

9,212

0,142

14,224

0,0916

19,345

0,0669

3

1000

6,589

0,2612

11,515

0,1492

17,78

0,0962

24,181

0,07

4

1200

7,907

0,273

13,818

0,1559

21,336

0,1003

29,017

0,0727

5

1400

9,224

0,284

16,121

0,1621

24,892

0,104

33,853

0,0751

6

1600

10,542

0,2937

18,424

0,1675

90

0,01

11

100

0,011

12

110

0,011

13

120

0,012

14

130

0,013

15

140

0,014

16

150

0,014

17

160

0,015

/>

Рисунок 3.2 Динамическая характеристика автомобиля

Практическое использование динамической характеристики автомобиля

По динамической характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax: Vmax= 145 км/ч.

2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv: />.

3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче D4max: D4max= 0,0816.

4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax: Dmax= 0,3384.

5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>: />, />.

6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>:

/>;

(3.12)

/>;

/>;

(3.13)

/>.

7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin: Vmin = 3,953 км/ч.

8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия Dφ:

/>;

(3.14)

/>.

9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче по условию величины динамического фактора Vк4: Vк4 = 62,87 км/ч.

10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV4:

/>;

(3.15)

/>.

11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dD4:

/>;

(3.16)

/>.

Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес.

Построение графика ускорение автомобиля при разгоне

Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

/>;

(3.17)

где /> – коэффициент учета вращающихся масс;

/>;

(3.18)

для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать />; />.

Таким образом, имеем:

/>;

(3.19)

Производим расчеты:

/>

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.5. Полученные значения наносим на график ускорений автомобиля.

По рассчитанным значениям строим график ускорений автомобиля (рисунок 3.3).

Таблица 3.5 Результаты расчетов ускорения автомобиля а

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

V1, км/ч

ax1,

/>

V2, км/ч

ax2,

/>

V3, км/ч

ax3,

/>

V4, км/ч

ax4,

/>

1

600

3,953

1,396

6,909

1,007

10,668

0,685

14,509

0,498

2

800

5,271

1,483

9,212

1,072

14,224

0,729

19,345

0,529

3

1000

6,589

1,563

11,515

1,13

17,78

0,769

24,181

0,556

4

1200

7,907

1,636

13,818

1,183

21,336

0,804

29,017

0,58

5

1400

9,224

1,704

16,121

1,232

24,892

0,836

33,853

0,601

6

1600

10,542

1,764

18,424

1,275

28,448

0,865

38,689

0,618

7

1800

11,86

1,819

20,727

1,315

32,004

0,889

43,526

0,631

8

2000

13,178

1,868

23,029

1,35

35,56

0,911

48,362

0,642

9

2200

14,495

1,911

40,068

6,4

17,179

0,588

0,964

0,974

0,991

7,95

26

5600

135,413

47,00

44,65

40,185

6,8

19,159

0,646

1

0,938

1

8,2

27

5800

140,249

46,85

44,51

40,059

7,3

21,286

0,714

1,036

0,92

1,009

8,63

28

6000

145,086

46,41

44,09

39,681

7,8

23,565

0,79

1,071

0,924

1,019

9,29

/>

Рисунок 4.1 Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче

/>

Рисунок 4.2 Топливная характеристика автомобиля на высшей передаче

Определение эксплуатационного расхода топлива

Для определения эксплуатационного расхода топлива Qэ при движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальтобетонным покрытием:

1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения, для легковых автомобилей, а также грузовых автомобилей полной массой не более 3,5 т на автомагистралях скорость не более /> км/ч;

2) определяем эксплуатационную скорость:

/>;

(4.11)

/>км/ч;

3) по графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости Vэ определяем расход топлива QVэ: QVэ = 6,4 л/100км;

4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэ в л/100 км:

/>

(4.12)

/>л/100 км.

5. Итоговые таблицы

Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике

/>

Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике

/>

Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля

/>

Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля

/>

Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля

/>

Список используемой литературы

1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. — Мн.: Выш. шк., 1986. — 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. — М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. — М.: Машиностроение, 1994. — 404 с.

4. ГОСТ 4754 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

5. ГОСТ 5513 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.: Машиностроение, 1989. — 240 с.

7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. — М.: Машиностроение, 1984. — 160 с.

8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. — Мн.: Наука и техника, 1988. — 232 с.

9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. — М.: МГАУ, 1998. — 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.

www.ronl.ru

Реферат - Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-21093

Содержание

Введение

1 Тяговый расчет автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля

1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

1.3 Подбор шин

1.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

1.5 Выбор характеристики двигателя

1.6 Определение передаточного числа главной передачи

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач

2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Тяговая характеристика автомобиля

3.1.1 Построение графика тяговой характеристики

3.1.2 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

3.2 Динамическая характеристика автомобиля

3.2.1 Построение динамической характеристики

3.2.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

3.3 Ускорение автомобиля при разгоне

3.3.1 Построение графика ускорение автомобиля при разгоне

3.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

3.4 Характеристика времени и пути разгона автомобиля

3.4.1 Определение времени разгона

3.4.2 Определение пути разгона

3.4.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

4 Топливная экономичность автомобиля

4.1 Построение топливной характеристики автомобиля

4.2 Определение эксплуатационного расхода топлива

5 Итоговые таблицы

Список используемой литературы

Введение

Данная курсовая работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам «Теория движения автомобиля», «Автомобили» (ч, 2) и «Технические средства и их эксплуатационные свойства».

При выполнении курсовой работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-21093. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля. Характеристики автомобиля ВАЗ-21093 сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Технические характеристики автомобиля ВАЗ-21093

Параметр автомобиля

Значение параметра

Модель автомобиля

ВАЗ-21093

Тип кузова

хэтчбек

Конструкция кузова / материал

несущий / сталь

Количество дверей / мест

5/5

Тип двигателя

бензиновый

Расположение двигателя

спереди поперечно

Рабочий обьем, см3

1500

Количество / расположение цилиндров

4 / рядное

Степень сжатия

9,9

Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин)

52,6 / 5600

Максимальный крутящий момент, Н·м / (об/мин)

106,4 / 3400

Тип трансмиссии

механическая

Привод

передний

Коробка передач

5-ступенчатая

Передаточные числа коробки передач

3,636/1,95/1,357/0,941/0,784 з. х. 3,53

Передаточное число главной передачи

3,7

Колесная база, мм

2460

Длина / ширина / высота, мм

4006 / 1620 / 1402

Колея передняя / задняя, мм

1390 / 1360

Снаряженная масса, кг

945

Полная масса, кг

1370

Объем топливного бака, л

43

Передняя подвеска

независимая телескопическая

Задняя подвеска

торсионно-рычажная

Диаметр разворота, м

10,4

Передние тормоза

дисковые, вентилируемые

Задние тормоза

барабанные

Размер шин

165/70R13

Максимальная скорость, км/ч

156

Разгон 0 -100 км/ч, сек

13

Расход топлива, л/100 км:

-

при скорости 90 км/ч

-

городской цикл

-

Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приводятся в таблице 2, которую составляем на основе таблицы 1.

Таблица 2.Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-21093 (параметры автомобиля необходимые для выполнения курсовой работы)

№ п/п

Параметр

Обозначение

Размерность

Величина параметра

1

2

3

4

5

1.

Марка и тип автомобиля

-

-

ВАЗ-21093

2.

Колесная формула

-

-

4×2

3.

Число пассажиров

nп

-

5

4.

Собственная масса снаряженного автомобиля

mo

кг

945

5.

Полная масса автомобиля

ma

кг

1370

6.

Распределение массы автомобиля по мостам:

— на передний мост

m1

кг

616,5

— на задний мост

m2(т)

кг

753,5

7.

База автомобиля

L

м

2,46

8.

Колея автомобиля

В

м

1,39

9.

Габаритные размеры:

— длина

Lг

м

4,006

— ширина

Bг

м

1,62

— высота

Hг

м

1,402

10.

Максимальная скорость автомобиля

Vmax

км/час

156

11.

Контрольный расход топлива при скорости 90 км/ч

Qк

л/100км

-

12.

Тип и марка двигателя

-

-

21083 Четырех-тактный, бензиновый, карбюра-торный, 4-х цилиндровый

13.

Стендовая максимальная мощность двигателя

Реmaxст

кВт

52,6

14.

Частота вращения коленчватого вала при стендовой максимальной мощности

np

об/мин

5600

15.

Стендовый максимальный крутящий момент двигателя

Меmaxст

Н·м

106,4

16.

Частота вращения коленчватого вала при стендовом максимальном крутящем моменте

nм

об/мин

3400

1

2

3

4

5

17.

Передаточные числа коробки передач:

— первой передачи

U1

-

3,636

— второй передачи

U2

-

1,95

— третьей передачи

U3

-

1,357

— четвертой передачи

U4

-

0,941

— пятой передачи

U5

-

0,784

— передачи заднего хода

Uзх

-

3,53

18.

Передаточное число главной передачи

Uo

-

3,7

19.

Число карданных шарниров

zкш

-

2 на колесо

20.

Число карданных валов

zкв

-

2

21.

Шины, их характеристика и маркировка

-

-

165/70R13

— посадочный диаметр

d

м

0,3302

— ширина профиля шины

B

м

0,165

— наружный диаметр

Dн

м

0,5612

По таблице 1.2 анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой работы.

1 Тяговый расчет автомобиля

Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

1.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется следующим образом:

/>;

(1.1)

где mo – масса снаряженного автомобиля: mo= 945 кг;

mч – масса водителя или пассажира: принимаем mч= 75 кг;

mб – масса багажа из расчета на одного пассажира: mб= 10 кг;

nп – количество пассажиров, включая водителя: nп= 5 чел..

/> кг.

1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом на задний мост приходится 43-47% полной массы автомобиля.

Принимаем что на менее нагруженный задний мост приходится 45% полной массы. Тогда на передний мост приходится 55% полной массы.

Определим полный вес автомобиля:

/>;

(1.2)

/> Н.

Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:

/>;

(1.3)

/> Н.

Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:

/>;

(1.4)

/> Н.

1.3 Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины переднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:

/>;

(1.5)

где n – число шин одного моста: n = 2.

/> Н.

Из ГОСТ 4754 – 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 165/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр Dн и статический радиус колеса rст:

d = 13·0,0254 = 0,3302м;

/>;

(1.6)

где kш – H/B (H и B – высота и ширина профиля): для шины 165/70R13 kш= 0,7; B= 165 мм;

/> м.

/>;

(1,7)

где λсм– коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для радиальных шин легковых автомобилей принимаем λсм= 0,81;

/>м.

Определяем радиус качения колеса:

/>;

(1.8)

/> м.

1.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха

Определяем силу лобового сопротивления воздуха, которая напрямую зависит от лобовой площади автомобиля:

/>;

(1.9)

где АВ– площадь лобового сопротивления;

kВ – коэффициент воздушного сопротивления: принимаем kВ= 0,2;

/>;

/>;

/>;

/>;

/>.

Проверяем условие:

/>.

(1.19)

Условие выполняется:

/>.

Определим обороты коленчатого вала при максимальной скорости:

/>;

(1.20)

/>об/мин.

Рассчитываем мощность при максимальной скорости:

/>

кВт.

Мощность двигателя при максимальной скорости должна обеспечивать возможность движения при дорожном сопротивлении, которое для легковых автомобилей находится в пределах (ψV= 0,015-0,025).

Определим дорожное сопротивление, которое может преодолеть данная модель автомобиля при максимальной скорости:

/>;

(1.21)

где />– КПД трансмиссии; при работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е.

при работе двигателя по внешней скоростной характеристике имеем:

/>;

(1.22)

где />– соответственно КПД цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП;

/> – соответственно число пар цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и число карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП.

В расчетах принимаем:

/>;/>

/>.

Тогда дорожное сопротивление преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью составит:

/>;

Дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью />.

1.6 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяется исходя из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля.

Определяем: какую максимальную скорость позволяет получить передаточное число главной передачи для заданной модели автомобиля:

/>;

(1.23)

где />– передаточное число высшей передачи в КП: />;

/> – передаточное число главной передачи: />.

/>км/ч.

Передаточное число главной передачи подобрано таким образом, чтобы получить максимальную скорость при оборотах коленчатого вала меньше максимальных, при этом обеспечивается лучшая топливная экономичность автомобиля. Передаточное число главной передачи при максимальных оборотах двигателя обеспечивает максимальную скорость />км/ч.

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число первой передачи рассчитывается, исходя из того, чтобы автомобиль мог преодолеть максимальное сопротивление дороги, характеризуемое коэффициентом />, не буксовал при трогании с места, и мог двигаться с устойчивой минимальной скоростью.

Для заданной модели автомобиля />.

Максимальное сопротивление дороги для легковых автомобилей должно находится в пределах />.

Определим максимальное сопротивление дороги, которое может преодолеть заданная модель автомобиля, при трогании с места:

/>;

(1.24)

/>.

Максимальное дорожное сопротивление, которое может преодолеть автомобиль при трогании с места />.

Определим минимальный коэффициент сцепления, при котором данный автомобиль может тронуться с места без пробуксовки ведущих колес:

/>;

(1.25)

где />– коэффициент перераспределения нормальных реакций, для переднеприводного автомобиля принимаем />.

/>.

Минимальный коэффициент сцепления составил />.

Определим минимальную устойчивую скорость движения автомобиля:

/>;

(1.26)

где />– минимальные устойчивые обороты двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке под нагрузкой, принимаем для карбюраторного двигателя />об/мин.

/>км/ч.

Передаточные числа промежуточных передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

/>;

(1.27)

где n – номер повышающей передачи;

m– номер передачи для которой ведется расчет.

/>;

/>;

/>.

Рассчитанные и фактические значения передаточных чисел коробки передач приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Передаточные числа КП

№ передачи

 Обозначение

Фактическое

значение 

Рассчитанное значение 

1

U1

3,636

3,636

2

U2

1,950

2,478

3

U3

1,357

1,689

4

U4

0,941

1,151

5

U5

0,784

0,784

Как видно из таблицы 1.1 фактические значения передаточных чисел промежуточных передач меньше рассчитанных значений. Таким образом, коробка передач заданного автомобиля не обеспечивает максимальной интенсивности разгона автомобиля. Поскольку фактические значения передаточных чисел промежуточных передач незначительно отличаются от рассчитанных значений можно сделать вывод, что данная коробка передач обеспечивает уместную интенсивность разгона автомобиля, при улучшенных показателях топливной экономичности.

2 Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и крутящего момента от угловой скорости или частоты вращения коленчатого вала двигателя при установившемся режиме работы.

Скоростная характеристика двигателя, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой.

Значения мощности при различной частоте вращения коленчатого вала определяем по формуле:

/>.

(2.1)

Значение вращающего момента при различных оборотах рассчитываем по формуле:

/>.

(2.2)

Для нахождения стендовых характеристик двигателя полученные значения мощностей и моментов, разделим на коэффициент стенда:

/>;

(2.3)

/>.

(2.4)

Производим расcчеты:

/>кВт;

/> />;

/> кВт;

/>/>.

Для следующих значений />расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Результаты расчетов внешней скоростной характеристики

№ п/п

n, об/мин

/>, кВт

/>, кВт

/>, />

/>, />

1

600

4,40

4,63

70,06

73,75

2

800

6,21

6,54

74,16

78,06

3

1000

8,17

8,60

78,06

82,17

4

1200

10,24

10,78

81,53

85,82

5

1400

12,43

13,08

84,83

89,29

6

1600

14,69

15,46

87,72

92,34

7

1800

17,03

17,93

90,39

95,15

8

2000

19,41

20,43

92,72

97,60

9

2200

21,83

22,98

94,80

99,79

10

2400

24,26

25,54

96,58

101,66

11

2600

26,69

28,09

98,08

103,24

12

2800

29,09

30,62

99,26

104,48

13

3000

31,45

33,11

100,16

105,43

14

3200

33,75

35,53

100,77

106,07

15

3400

35,97

37,86

101,08

106,40

16

3600

38,09

40,09

101,07

106,39

17

3800

40,10

42,21

100,82

106,13

18

4000

41,98

44,19

100,27

105,55

19

4200

43,70

46,00

99,41

104,64

20

4400

45,25

47,63

98,26

103,43

21

4600

46,62

49,07

96,83

101,93

22

4800

47,78

50,29

95,10

100,11

23

5000

48,71

51,27

93,08

97,98

24

5200

49,40

52,00

90,76

95,54

25

5400

49,82

52,44

88,15

92,79

26

5600

49,97

52,60

85,25

89,74

27

5800

49,82

52,44

82,07

86,39

28

6000

49,35

51,95

78,58

82,72

По рассчитанным значениям строим внешнюю скоростную характеристику (рисунок 2.1).

/>

Рисунок 2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

3.1 Тяговая характеристика автомобиля

С целью решения уравнения движения автомобиля методом силового баланса, представим его в виде:

/>;

(3.1)

где />– сила тяги, приложенная к ведущим колесам;

/> – сила сопротивления качению;

/> – сила сопротивления подъема;

/> – сила сопротивления воздуха;

/> – сила сопротивления разгону.

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила — скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

3.1.1 Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы />, в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

/>.

(3.2)

В данном уравнении эффективный крутящий момент />является функцией от оборотов коленчатого вала ne. Значение эффективного крутящего момента />в зависимости от оборотов коленчатого вала neопределяется по внешней скоростной характеристике двигателя.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя neи скоростью Vнаходится из соотношения:

/>;

(3.3)

где i– номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы />и скорости Viдля различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от neminдоnemaxна различных передачах коробки передач.

/>Н;

/>км/ч.

Для следующих значений />на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Определим силу сопротивления качению />в зависимости от скорости движения автомобиля:

/>;

(3.4)

где fo– коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (при расчетах используем значение fo= 0,012).

Cилу сопротивления подъема />принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха />в зависимости от скорости движения автомобиля:

/>.

(3.5)

Производим расчеты:

/>Н;

/>Н.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Таблица 3.1 Результаты расчетов окружной силы />

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

V1,км/ч

Pk1, Н

V2,км/ч

Pk2, Н

V3,км/ч

Pk3, Н

V4,км/ч

Pk4, Н

V5,км/ч

Pk5, Н

1

600

4,531

3236,7

8,449

1735,9

12,142

1208

17,509

837,7

21,016

697,9

2

800

6,042

3426,1

11,266

1837,5

16,189

1278,7

23,346

886,7

28,021

738,8

3

1000

7,552

3606,3

14,082

1934,1

20,236

1345,9

29,182

933,3

35,026

0,02

16

150

0,022

17

160

0,023

18

170

0,024

19

180

0,026

20

190

0,028

21

200

0,029

22

210

0,031

23

220

0,033

/>

Рисунок 3.2 Динамическая характеристика автомобиля

3.2.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

По динамической характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальная скорость движения автомобиля на 5-й и 4-й передаче

Vmax= 156 км/ч, V’max= 161 км/ч..

2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv: />.

3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче D5max:

D5max= 0,0591.

4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax: Dmax= 0,347.

5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>: />, />.

6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>:

/>;

(3.12)

/>;

/>;

(3.13)

/>.

7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin:

Vmin= 4,531 км/ч.

8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия Dφ:

/>;

(3.14)

/>.

9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче по условию величины динамического фактора Vк5: Vк5= 63,047 км/ч.

10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передачеdV5:

/>;

(3.15)

/>.

11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dD5:

/>;

(3.16)

/>.

3.3 Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес.

3.3.1 Построение графика ускорение автомобиля при разгоне

Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

/>;

(3.17)

где />– коэффициент учета вращающихся масс;

/>;

(3.18)

для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать />; />.

Таким образом, имеем:

/>;

(3.19)

Производим расчеты:

/>

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.5. Полученные значения наносим на график ускорений автомобиля.

По рассчитанным значениям строим график ускорений автомобиля (рисунок 3.3).

Таблица 3.5 Результаты расчетов ускорения автомобиля а

№ п/п

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

V1,км/ч

ax1,/>

V2,км/ч

ax2,/>

V3,км/ч

ax3,/>

V4,км/ч

ax4,/>

V5,км/ч

ax5,/>

1

600

4,531

1,421

8,449

0,955

12,142

0,677

17,509

0,448

21,016

0,354

2

800

6,042

1,509

11,266

1,016

16,189

0,72

23,346

0,476

28,021

0,375

3

1000

7,552

1,592

14,082

1,073

20,236

0,76

29,182

0,5

35,026

0,391

4

1200

9,063

1,665

16,899

1,123

24,283

0,795

35,019

0,521

33,231

2,007

61,962

1,305

89,039

0,827

128,402

0,32

154,115

0,029

21

4600

34,741

1,975

64,779

1,276

93,087

0,796

134,239

0,274

161,121

-0,03

22

4800

36,252

1,937

67,595

1,242

97,134

0,76

140,075

0,225

168,126

-0,093

23

5000

37,762

1,892

70,412

1,204

101,181

0,721

145,912

0,173

175,131

-0,16

24

5200

39,273

1,84

73,228

1,161

105,228

0,677

151,748

0,115

182,136

-0,231

25

5400

40,783

1,783

76,045

1,114

109,276

0,629

157,585

0,055

189,142

-0,306

26

5600

42,294

1,719

78,861

1,061

113,323

0,577

163,421

-0,009

196,147

-0,386

27

5800

43,804

1,649

81,678

1,005

117,37

0,522

169,258

-0,078

203,152

-0,469

28

6000

45,314

1,573

84,494

0,943

121,417

0,463

175,094

-0,15

210,157

-0,557

/>

Рисунок 3.3 График ускорений автомобиля

3.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

По графику ускорений автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальное ускорение ахmax: ахmax= 2,074 />.

2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении Vaxmax:

Vaxmax= 25,678 км/ч.

3. Максимальное ускорение на высшей передаче ax5max: ax5max= 0,415 />.

4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении Vax5max: Vax5max= 60 км/ч.

5. Максимальная скорость движения автомобиля на 5-й и 4-й передаче

Vmax= 156 км/ч, V’max= 161 км/ч.

3.4 Характеристика времени и пути разгона автомобиля

Путь и время разгона рассчитывают в предположении, что автомобиль разгоняется на ровной горизонтальной дороге, при полной подаче топлива, на участке длиной 2000 м (соглсно ГОСТ 22576-90 “Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.”).

3.4.1 Определение времени разгона

Трогание автомобиля с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автомобиля.

Для первой передачи расчет ведется в диапазоне от Vminkдо Vmaxk.

Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на интервалы. Определим изменение скорости на этих промежутках:

/>.

(3.20)

Среднее ускорение для i-того интервала составит:

/>.

(3.21)

Время движения автомобиля Δtiв секундах, за которое его скорость вырастает на величину ΔVi, определяется по закону равноускоренного движения:

/>.

(3.22)

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vminkдо Vmaxk, при которой начинается переключение на (k + 1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах:

/>

(3.23)

Принимаем время переключения передачи />с.

Падение скорости автомобиля при переключении передачи рассчитываем по формуле:

/>.

(3.24)

Для следующей передачи расчет ведется в диапазоне от Vmink+1= Vmaxk– VПдо Vmaxk+1.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 3.6 для 1-й передачи, 3.7 для 2-й передачи, 3.8 для 3-й передачи, 3.9 для 4-й передачи. Для 5-й передачи расчет не проводится.

3.4.2 Определение пути разгона

Средняя скорость в интервале от />до />составляет:

/>.

(3.25)

При равноускоренном движении в интервале от />до />путь проходимый автомобилем составляет:

/>.

(3.26)

Путь разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяем суммированием:

/>

(3.27)

Определим путь проходимый автомобилем за время переключения передачи:

/>.

(3.28)

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей передаче прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 3.6 для 1-й передачи, 3.7 для 2-й передачи, 3.8 для 3-й передачи, 3.9 для 4-й передачи.

Производим построение скоростных характеристик времени (рисунок 3.4) и пути разгона автомобиля (рисунок 3.5).

Таблица 3.6 Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 1-й передаче

№ п/п

Vi1,км/ч

Vi1,м/с

ΔVi1, м/с

ai1, м/с2

aiср1, м/с2

Δti1, c

ti1, c

tП1, c

Vmax1– VП1, км/ч

Viср1,м/с

ΔSi1, м

Si1, м

0,225

0,25

6,48

51,52423

38,0995

246,885

1380,586

23

145,912

40,531

1,62

0,173

0,199

8,1407

59,66493

39,7205

323,353

1703,939

24

151,748

42,152

1,62

0,115

0,144

11,25

70,91493

41,3415

465,092

2169,031

25

157,585

43,774

1,62

0,055

0,085

19,05882

89,97375

42,963

818,824

2987,855

26

163,421

45,395

1,62

-0,009

0,023

70,43478

160,40853

44,5845

3140,299

6128,154

27

28

/>

Рисунок 3.4 Скоростная характеристика времени разгона автомобиля

/>

Рисунок 3.5 Скоростная характеристика пути разгона автомобиля

3.4.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля:

1) условная максимальная скорость Vymaxв км/ч.

Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 м двухкилометрового участка:

/>;

(3.29)

где t2000и t1600– время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2000 ми 1600 м;

/>км/ч;

2) время разгона автомобиля t400и t1000на участках протяженностью 400 ми 1000 м.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля t400= 23 с;

t1000= 42 с;

3) время разгона tздо заданной скорости Vз.

Для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 тVз= 100 км/ч.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля tз= 22,4 с.

4. Топливная экономичность автомобиля

Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в разных условиях движения.

Топливной характеристикой установившегося движения называют зависимость путевого расхода топлива от установившейся скорости при установившемся движении на ровной горизонтальной дороге на высшей передаче.

4.1 Построение топливной характеристики автомобиля

При построении графика топливной характеристики установившегося движения для заданной скорости автомобиля на высшей передаче определяются следующие параметры.

Обороты коленчатого вала двигателя, соответствующие заданной в км/чскорости. Обороты изменяются в диапазоне от />об/миндо />об/мин.

Значение эффективной мощности на валу двигателя, соответствующее полученным оборотам двигателя:

/>.

(4.1)

Значение мощности предающейся в трансмиссию автомобиля:

/>.

(4.2)

Значение мощности подводимой к ведущим колесам автомобиля на высшей передаче:

/>.

(4.3)

Значение мощности затрачиваемой на преодоление сил дорожного сопротивления:

/>.

(4.4)

Значение мощности затрачиваемой на преодоление сил сопротивления воздуха:

/>.

(4.5)

Значение степени использования мощности:

/>.

(4.6)

Значение степени использования оборотов коленчатого вала двигателя:

/>.

(4.7)

Определяем коэффициенты, зависящие от степени использования мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала двигателя, для карбюраторного двигателя имеем:

/>;

(4.8)

/>.

(4.9)

Путевой расход топлива (в л/100км) определяем по формуле:

/>;

(4.10)

где />— удельный расход топлива при максимальной мощности, выше />на 5-10 %, для карбюраторного двигателя принимаем />/>, тогда />/>;

/> — плотность топлива, для бензина />/>.

Производим расчеты необходимых величин, результаты расчетов заносим в таблицу 4.1.

По полученным значениям строим мощностную (рисунок 4.1) и топливную (рисунок 4.2) характеристики автомобилей на высшей передаче.

Таблица 4.1 Расчет мощностной и топливной характеристик автомобиля на высшей передаче

№ п/п

n, об/мин

V1,км/ч

/>, кВт

/>, кВт

/>, кВт

/>, кВт

/>, кВт

И

Е

kИ

kЕ

QS, л/100км

1

12,598

0,621

0,607

0,951

0,956

7,01

16

3600

126,094

40,09

38,09

35,27134

8,9

14,954

0,676

0,643

0,927

0,954

7,42

17

3800

133,1

42,21

40,10

37,1326

9,8

17,588

0,738

0,679

0,918

0,954

7,99

18

4000

140,105

44,19

41,98

38,87348

10,7

20,513

0,803

0,714

0,926

0,955

8,74

19

4200

147,11

46,00

43,70

40,4662

11,7

23,746

0,876

0,75

0,949

0,957

9,7

20

4400

154,115

47,63

45,25

41,9015

12,8

27,303

0,957

0,786

0,982

0,96

10,88

21

4600

161,121

49,07

46,62

43,17012

14

31,198

-

-

-

-

-

22

4800

168,126

50,29

47,78

44,24428

15,2

35,447

-

-

-

-

-

23

5000

175,131

51,27

48,71

45,10546

16,5

40,065

-

-

-

-

-

24

5200

182,136

52,00

49,40

45,7444

17,9

45,067

-

-

-

-

-

25

5400

189,142

52,44

49,82

46,13332

19,4

50,47

-

-

-

-

-

26

5600

196,147

52,60

49,97

46,27222

21

56,288

-

-

-

-

-

27

5800

203,152

52,44

49,82

46,13332

22,6

62,537

-

-

-

-

-

28

6000

210,157

51,95

49,35

45,6981

24,4

69,231

-

-

-

-

-

/>

Рисунок 4.1 Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче

/>

Рисунок 4.2 Топливная характеристика автомобиля на высшей передаче

4.2 Определение эксплуатационного расхода топлива

Для определения эксплуатационного расхода топлива Qэпри движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальто-бетонным покрытием:

1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения, для легковых автомобилей, а также грузовых автомобилей полной массой не более 3,5 тна автомагистралях скорость не более />км/ч;

2) определяем эксплуатационную скорость:

/>;

(4.11)

/> км/ч;

3) по графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости Vэопределяем расход топлива QVэ:

QVэ= 5,73л/100км;

4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэв л/100 км:

/>

(4.12)

/> л/100 км.

5 Итоговые таблицы

(студент заполняет самостоятельно)

Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике

/>

Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике

/>

Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля

/>

Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля

/>

Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля

/>

Список используемой литературы

1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. — Мн.: Выш. шк., 1986. — 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. — М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. — М.: Машиностроение, 1994. — 404 с.

4. ГОСТ 4754 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

5. ГОСТ 5513 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.: Машиностроение, 1989. — 240 с.

7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. — М.: Машиностроение, 1984. — 160 с.

8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. — Мн.: Наука и техника, 1988. — 232 с.

9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. — М.: МГАУ, 1998. — 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Сканирующая зондовая микроскопия реферат
• 
  Реферат чс социального происхождения
• 
  Реферат топливная система судна
• 
  Реферат сканирующая зондовая микроскопия
• 
  Психосоматические аспекты боли реферат
• 
  Лицензирование мед деятельности реферат
• 
  Икт в медицине реферат
• 
  Издержки агентских отношений реферат
• 
  Деятельностная теория личности реферат
• 
  Великие озера мира реферат
• 
  Бюджетная система швеции реферат