268

Тяговые и скоростные свойства автомобиля ПАЗ-3205

Реферат

Логистика и транспорт

Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Расчет сил тяги и сопротивления движению. Построение динамического паспорта автомобиля. Графики разгона с переключением передач. Время разгона на участках пути 400 и 1000 м.

Русский

2012-11-14

179.1 KB

143 чел.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА


ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАСЧЕТА

При анализе тягово-скоростных свойств автомобиля производится расчет и построение следующих характеристик автомобиля:

1) тяговой;

2) динамической;

3) ускорений;

4) динамического паспорта автомобиля;

5) разгона с переключением передач;

6) наката.

На их основе производится определение и оценка основных показателей тягово-скоростных свойств автомобиля.

1. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

С достаточной степенью точности внешнюю скоростную характеристику можно построить по результатам теплового расчета, проведенного для одного режима работы двигателя – режима максимальной мощности, и использования эмпирических зависимостей.

Построение кривых скоростных характеристик ведется в интервале:

а) для бензиновых двигателей от nmin = 600 – 1000 об/мин до nmax = (1,05 – 1,20)·nN;

б) для дизелей от nmin = 300 – 800 об/мин до nN,

где nN – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по следующим эмпирическим зависимостям через каждые 500 – 1000 об/мин (чем меньше будет это значение, тем точнее будут графики):

Для бензиновых двигателей:

; (1.1)

где – мощность в искомой точке скоростной характеристики двигателя, кВт;

– номинальная эффективная (максимальная) мощность двигателя, кВт;

– частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики двигателя, об/мин;

– частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин.

Значения максимального крутящего момента (max), максимальной мощности (Ne max) и соответствующих им частот вращения коленчатого вала (nM, nN) принимаются, исходя из технической характеристики двигателя, которую можно найти в справочной или другой литературе.

Точки кривой эффективного крутящего момента (Ме) на коленчатом валу двигателя определяют по формуле:

, (1.2)

где – эффективный крутящий момент в искомой точке скоростной характеристики двигателя, Н∙м.

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт·ч), в искомой точке скоростной характеристики, находят по зависимостям, представленным ниже.

Для бензиновых двигателей:

ge = geN[1,2 – 1,2nx/nN+( nx/nN)2]; (1.3)

где geN – удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, г/(кВт∙ч).

Часовой расход топлива, кг/ч:

Gт = geNe∙10-3. (1.4)

На основании расчетов, проведенных для различных значений частоты вращения коленчатого вала, заполняется табл. 1.1.

Пример того как могут выглядеть графики скоростных характеристик для различных двигателей приведен на рис. 1.1.

 

Таблица 1.1

Параметры внешней скоростной характеристики

Параметры скоростной характеристики

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

Me

292,4

313,06

325,4

329,5

325,4

313,06

292,4

263,6

Ne

12,24

26,21

40,87

55,18

68,12

78,64

85,71

88,3

ge

327,1

281,4

260,4

248,5

245,7

252,1

267,7

292,4

Gт

4

7,37

10,64

13,71

16,74

19,83

22,94

25,81

По полученным данным строится график внешних скоростных характеристик.

Об /мин

Рис.1.1. Скоростная характеристика двигателя.

Результаты расчета и полученный график внешней скоростной характеристики необходимы для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля.

Передача

Скорость движения Va

Результаты расчёта

1 - ая передача

0,421

0,842

1,264

1,685

2,106

2,528

2,949

3,370

2 - ая передача

0,906

1,813

2,720

3,627

4,533

5,440

6,347

7,254

3 - ая передача

1,639

3,279

4,918

6,558

8,197

9,837

11,476

13,116

4 - ая передача

2,801

5,602

8,403

11,205

14,006

16,807

19,609

22,410

2. ТЯГОВО-СКОРОСТНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ

2.1. Расчет сил тяги и сопротивления движению

При расчете тяговой силы (РТ) пользуются значениями скоростной характеристики двигателя.

Для расчета эффективной тяговой силы необходимо знать значения радиуса колеса (rк), передаточного числа трансмиссии и скорость движения автомобиля на различных передачах при различных частотах вращения коленчатого вала двигателя.

Радиус колеса для различных типов шин может быть определен по ГОСТ, в котором регламентированы статические радиусы для ряда значений нагрузки и давления воздуха в шинах.

Кроме того, радиус колеса (в метрах), можно рассчитать по номинальным размерам шины, используя выражение:

rк = 0,5d+∆·λш·Вш, (2.1)

где d – диаметр обода колеса, м;

Вш – ширина профиля шины, м;

∆=Н/В - отношение высоты профиля к ширине в процентах;

λш – коэффициент смятия шины (для стандартных шин легковых автомобилей λш = 0,84…0,88, для шин грузовых автомобилей λш = 0,89…0,9).

Для определения скорости движения задается ряд значений частоты вращения коленчатого вала двигателя (ne, об/мин): 500, 1000, 1500,...,nемах. Значения скорости движения (, м/с), соответствующие указанному ряду частот, рассчитывают по формуле:

, (2.2)

где iтр - передаточное отношение трансмиссии.

Передаточное отношение трансмиссии автомобиля определяется передаточным отношением основной коробки передач (iк), делителя (iд) и главной передачи (iо):

iтр = iк iд iо , (2.3)

Движение автотранспортного средства определяется действием сил тяги и сопротивления движению. Совокупность всех сил, действующих на автомобиль, выражает уравнения силового баланса:

Рi = Рд+ Ро+ Pтр+ Р+ Pw + Pj , (2.4)

где: Pi - индикаторная сила тяги, H;

Рд, Ро, Pтр, P, Pw, Pj - соответственно силы сопротивления двигателя, вспомогательного оборудования, трансмиссии, дороги, воздуха и инерции, H.

Значение индикаторной силы тяги можно представить в виде суммы двух сил:

Рi = Рд + Ре , (2.5)

где - эффективная сила тяги, H.

Значение рассчитывается по формуле:

 = , (2.6)

где: - эффективный крутящий момент двигателя, Нм;

 r - радиус колес, м

 i- передаточное число трансмиссии.

Если в задании на курсовую работу положение дроссельной заслонки не указывается, то зависимость эффективной силы тяги строят для случая работы двигателя при полной подаче топлива (100% открытии дросселя).

В этом случае, значение принимают по внешней скоростной характеристике двигателя, которую можно найти в соответствующей технической литературе.

Значения силы сопротивления двигателя Рд, приведенной к ведущим колесам автомобиля, определяются по формуле:

, (2.7)

где : Vh - рабочий объём цилиндров двигателя (литраж), л;

Sп - ход поршня, м;

  - число ходов поршня за один цикл (тактность ДВС);

 pдо - среднее давление механических потерь при вращении вала с предельно низкой частотой (nе≈ 0), МПа;

- коэффициент, учитывающий увеличение давления механических потерь при повышении скорости движения поршней в цилиндрах, МПа с/м.

Силу сопротивления вспомогательного оборудования автомобиля (Pо), приведенную к ведущим колесам, определяют по формуле:

(2.8)

где pоо - среднее давление газов, обеспечивающее привод вспомогательного оборудования автомобиля при предельно низкой частоте вращения коленчатого вала (nе  0), МПа;

ko - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления вспомогательного оборудования при возрастании частоты вращения коленчатого вала, МПа с2.

Значения параметров pоо и ko, а также и kД приведены в табл.2.1.

Таблица 2.1

Значения параметров при расчете силы сопротивления двигателя

Коэффициент

Единицы измерения

Значения

1.

2.

PДО

МПа

МПа с/м

0,045

0,015

3.

4.

pоо

ko

МПа

МПа (мин/об)2

0,010

0,7  10-8

Сила сопротивления трансмиссии Pтр для грузовых автомобилей и автобусов определяется по эмпирической формуле:

 , (2.9)

где Pхо- сила сопротивления проворачиванию валов агрегата трансмиссии на холостом ходу с предельно малой скоростью (Vа  0), H;

 av и тр - коэффициенты соответственно скоростных (H с/м) и силовых потерь;

 nтр - количество агрегатов (коробок передач, делителей, раздаточных коробок и главных передач) в трансмиссии;

  - номинальная нагрузка на ведущий мост автомобиля, H;

  - коэффициент, учитывающий тип автомобиля, H-1.

Для автомобилей повышенной проходимости Kн = 10·10-6 H-1, для остальных автомобилей Kн = 7·10-6 Н-1.

При прогретых до стабильного состояния агрегатах трансмиссии av = 8,6 Нс/м; Рхо = 30 Н.

Значение коэффициента тр принимается по табл.2.2

Таблица 2.2

Коэффициенты силовых потерь в трансмиссии (тр)

Тип трансмиссии автомобиля

Тип главной передачи

1 ступенчатая

2-х ступенчатая

Прямая

передача

Разные

Передачи

Прямая

Передача

Разные

Передачи

4 х 2

0,016

0,036

0,024

0,046

6x4, с обходным редуктором в среднем мосту

0,030

0,050

0,040

0,060

4x4, с 3-х вальной РК

0,042

0,062

0,052

0,072

6x6, с 3-х вальной РК и проходным мостом

0,044

0,064

0,054

0,074

Сила сопротивления дороги рассчитывается по формуле:

 , (2.10)

 

где: α - угол продольного наклона дороги;

 fv- коэффициент сопротивления качению;

 G - полный вес автомобиля при заданной нагрузке, Н.

G = Gо + Gг, (2.11)

где: - собственный вес автомобиля, Н;

  - вес груза, Н.

Коэффициент сопротивления качению применительно к той или иной скорости движения автомобиля определяется по формуле:

fv = fo + f1Va2, (2.12)

где fo, f1 - коэффициенты.

Сила лобового аэродинамического сопротивления определяется по формуле:

 Рw = kFVа2, (2.13)

где k - коэффициент обтекаемости, Нс2/м4;

 F - площадь лобовой проекции автомобиля, м2.

Численные значения коэффициента обтекаемости и площади лобовой проекции для различных марок приведены в табл.2.3.

При отсутствии информации о параметрах рассчитываемого автомобиля площадь лобового сопротивления грузовых автомобилей и автобусов можно определить по формуле:

 

 F = Bк ·Hг, (2.14)

где: Bк, Нг - соответственно колея автомобиля и его наибольшая

(габаритная) высота, м.

Для легковых автомобилей F рассчитывается по формуле:

 F = 0,78 Bг ·Нг, (2.15)

где: Bг - габаритная ширина легкового автомобиля, м.

 

Таблица 2.3

Значение коэффициент обтекаемости

N

А в т о м о б и л и

k, Нс2/м4

F, м2

1. Автобусы:

1

ПАЗ-3205

0,39

5,3

Значения Bк, Bг и Нг приводятся в справочной литературе. Если в задании на курсовую работу не указываются дорожные и атмосферные условия движения автомобиля, то силы сопротивления Ртр, Рj, Рw рассчитываются для случая равномерного движения автомобиля (jа= 0 м/с) по горизонтальной (α = 0), ровной асфальтобетонной дороге (fо = 0,015; f1 = 110-5 с2/м2), при безветрии (Vв = 0 м/с), что соответствует условиям испытаний, предусмотренным ГОСТ 22576-90.

2.2. Построение тяговой характеристики

Тяговая характеристика автомобиля - это совокупность кривых, характеризующих зависимость индикаторной силы тяги автомобиля, а также сил сопротивления от скорости его движения на различных передачах.

Результаты расчетов Pi, Ре, Рд, Pо, Ртр, Р, Рw и применительно к различным ступеням коробки передач сводятся в таблицу 2.4.

Используя полученные значения сил (табл.2.4), строят графики зависимости сил тяги и сопротивления от скорости движения автомобиля на разных передачах, т.е. тяговую характеристику, общий вид которой представлен на рис.2.1.

Количество передач определяется согласно конструктивным особенностям автомобиля.

При наличии раздаточной коробки все расчеты выполняются для повышенных и пониженных передач

Рис. 2.1. Тяговая характеристика автомобиля

Полученная тягово-скоростная характеристика автомобиля в дальнейшем будет применяться для оценки скоростных свойств.


Таблица 2.4

Результаты расчета сил тяги и сил сопротивления движению

Номер

Показатели

Частота вращения коленвала, об/мин

Обозначение

Разме

рность

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

передачи

1

Pi

H

31112,35914

33696,8998

35462,810

36410,091

36538,74188

35848,7625

34340,1532

32012,9139

H

2050,994178

2588,95986

3126,9255

3664,8912

4202,856921

4740,82260

5278,78829

5816,75397

Ре

Н

29061,36496

31107,9399

32335,884

32745,199

32335,88496

31107,9399

29061,3649

26196,1599

Ро

Н

373,8861517

486,858945

675,14693

938,75012

1277,668504

1691,90208

2181,45085

2746,31482

Ртр

Н

56,65711287

58,5601507

60,498953

62,473521

64,48385479

66,5299528

68,6118160

70,7294442

Р

Н

1096,749787

1097,13914

1097,7880

1098,6965

1099,864674

1101,29233

1102,97956

1104,92636

Рw

Н

0,366949789

1,46779915

3,3025481

5,8711966

9,173744725

13,2101924

17,9805396

23,4847865

м/с

0,4213403

0,842680

1,264021

1,685361

2,106701

2,52804

2,94938

3,37072


Номер

Показатели

Частота вращения коленвала, об/мин

Обозначение

Разме

рность

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

передачи

2

Pi

H

14456,52451

15657,4451

16477,985

16918,144

16977,92234

16657,3197

15956,3363

14874,9721

H

953,0054426

1202,97408

1452,9427

1702,9113

1952,880005

2202,84864

2452,81728

2702,78592

Ре

Н

13503,51906

14454,4711

15025,042

15215,232

15025,04234

14454,4711

13503,5190

12172,1862

Ро

Н

173,7282053

226,221619

313,71064

436,19527

593,6755216

786,151374

1013,62283

1276,08991

Ртр

Н

58,85279947

63,0814110

67,475674

72,035590

76,76115811

81,6523779

86,7092498

91,9317738

Р

Н

1097,221131

1099,02452

1102,0301

1106,2380

1111,648276

1118,26071

1126,07542

1135,09238

Рw

Н

1,699592224

6,79836889

15,296330

27,193475

42,48980561

61,1853200

83,280019

108,773902

м/с

0,906780411

1,8135608

2,7203412

3,6271216

4,5339020

5,4406824

6,3474628

7,25424328


Номер

Показатели

Частота вращения коленвала, об/мин

Обозначение

Размерность

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

передачи

3

Pi

H

7995,62279

8659,8286

9113,6533

9357,0967

9390,158945

9212,83988

8825,13958

8227,05804

H

527,088792

665,34159

803,59438

941,84718

1080,099984

1218,35278

1356,60558

1494,85837

Ре

Н

7468,53400

7994,4871

8310,0589

8415,2495

8310,058961

7994,48710

7468,53400

6732,19966

Ро

Н

96,0856945

125,11878

173,50726

241,25113

328,3503951

434,805049

560,615095

705,780533

Ртр

Н

62,256903

70,265492

78,815609

87,907253

97,54042459

107,715122

118,431347

129,689098

Р

Н

1098,58513

1104,4805

1114,3062

1128,0621

1145,748372

1167,36485

1192,91160

1222,38863

Рw

Н

5,55607288

22,224291

50,004655

88,897166

138,9018221

200,018623

272,247571

355,588664

м/с

1,63950871

3,2790174

4,9185261

6,5580348

8,1975435

9,8370522

11,47656

13,11606

Номер

Показатели

Частота вращения коленвала, об/мин

Обозначение

Разме

рность

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

передачи

4

Pi

H

4679,529022

5068,2630

5333,8690

5476,3471

5495,697138

5391,91914

5165,01314

4814,97912

H

308,4847001

389,39871

470,31273

551,22675

632,140779

713,054798

793,968818

874,882838

Ре

Н

4371,044322

4678,8643

4863,5563

4925,1203

4863,556359

4678,86434

4371,04432

3940,09629

Ро

Н

56,2352437

73,227187

101,54709

141,19496

192,1707968

254,474592

328,106349

413,066070

Ртр

Н

67,87619251

82,543503

98,791772

116,62099

136,0311845

157,022328

179,594429

203,747489

Р

Н

1102,357103

1119,5684

1148,2539

1188,4136

1240,047581

1303,15571

1377,73805

1463,79460

Рw

Н

16,22064945

64,882597

145,98584

259,53039

405,5162363

583,943380

794,811823

1038,12156

м/с

2,80132747

5,602654

8,403982

11,205309

14,0066373

16,807964

19,609292

22,410619


3. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ

3.1. Построение динамического паспорта автомобиля

Динамическая характеристика автомобиля - это совокупность кривых, описывающих значение динамического фактора при движении автомобиля на разных передачах с различными скоростями.

При построении графиков, связывающих динамический фактор (Д) и скорость движения (Vа), используют результаты ранее выполненных расчетов сил тяги и сопротивления движению (табл . 2.4).

Значения динамического фактора рассчитываются по формуле:

Д = [Pе - (Pо + Pтр + Pw)]/G. (3.1)

Таблица 3.1.

Результаты расчета динамического фактора на повышенной передаче

Динамический фактор Д

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

2300

1 - ая передача

0,391619

0,418023

0,432195

0,43416

0,423818

0,40127

0,36648

0,31946

2 - ая передача

0,181501

0,193663

0,200095

0,20079

0,195766

0,18500

0,16851

0,14629

3 - я передача

0,099915

0,106375

0,109532

0,10938

0,105942

0,09919

0,08914

0,07579

4 - ая передача

0,057869

0,060981

0,061788

0,06029

0,056489

0,05038

0,04197

0,03125

Расчет Д производят применительно к той нагрузке, которая указана в задании на КР.

Если величина нагрузки в задании не указана, то расчет Д осуществляют применительно к полной (номинальной) загрузке автомобиля. Результаты расчетов Д, соответствующие разным передачам и скоростям движения, сводят в таблицу и используют для построения графиков.

Неудобство использования динамической характеристики автомобиля состоит в том, что для оценки тягово-скоростных свойств необходимо строить отдельные графики для каждого значения нагрузки на автомобиль.

Более универсальным и удобным является динамический паспорт автомобиля (рис. 3.1), который позволяет оценить тягово-скоростные свойства при различных нагрузках на автомобиль.

Динамическим паспортом автомобиля называется его динамическая характеристика с номограммой нагрузок и графиком контроля буксования.

Методика построения динамического паспорта автомобиля такова:

  1.  строят динамическую характеристику автомобиля с полной нагрузкой;
  2.  строят номограмму нагрузок, характеризующую изменение динамического фактора по тяге D в зависимости от нагрузки на автомобиль;
  3.  строят график контроля буксования. Он включает в себя зависимости динамического фактора по сцеплению Dсц от нагрузки на автомобиль при разных значениях коэффициента сцепления колес с дорогой.

При построении номограммы нагрузок на автомобиль ось абсцисс его динамической характеристики продолжают влево и на ней в произвольном масштабе откладывают значения нагрузки на автомобиль, % (для грузовых автомобилей) или пасс, (для легковых автомобилей и автобусов).

Из точки, соответствующей нулевой нагрузке, проводят вертикаль, на которой откладывают значения динамического фактора по тяге D для снаряженного автомобиля (без груза или без пассажиров) в масштабе, определяемом по формуле:

D0 = DaGa/G0, (3.2)

где Da — динамический фактор по тяге для автомобиля с полной нагрузкой;

Go и Gaвес соответственно снаряженного автомобиля и автомобиля с полной нагрузкой.

Рис. 3.1. Динамический паспорт автомобиля

Затем сплошными линиями соединяют одинаковые значения динамических факторов D0 и Da на осях ординат снаряженного и полностью груженого автомобилей.

График контроля буксования строят на номограмме нагрузок автомобиля. С помощью этого графика сопоставляют динамические факторы по тяге D и сцеплению Dcu с целью определения возможности буксования ведущих колес при различных нагрузках на автомобиль.

Для построения графика контроля буксования сначала рассчитывают динамические факторы по сцеплению при разных нагрузках на автомобиль.

При этом используют следующие выражения:

D0 сц = ; (3.3)

Dа сц = , (3.4)

где: D0сц и Dасц — динамические факторы по сцеплению соответственно снаряженного автомобиля и автомобиля с полной нагрузкой;

 Go и Ga — вес соответственно снаряженного и полностью груженого автомобилей;

Go2 и Ga2 — вес, приходящийся на ведущие колеса соответственно снаряженного и полностью груженого автомобилей;

φх — коэффициент продольного сцепления (φх = 0,1...0,8).

Таблица 3.2.

Результаты расчета динамические факторы по сцеплению снаряженного автомобиля и автомобиля с полной нагрузкой

Коэффициент продольного

сцепления φx

Динамические факторы по сцеплению с полной нагрузкой Da сц

Динамические факторы по сцеплению снаряженного автомобиля Do сц

 0,1

0,066487936

0,055072464

0,2

0,132975871

0,110144928

0,3

0,199463807

0,165217391

0,4

0,265951743

0,220289855

0,5

0,332439678

0,275362319

0,6

0,398927614

0,330434783

0,7

0,46541555

0,385507246

0,8

0,531903485

0,44057971

Последовательно подставляя значения коэффициента сцепления φх в выражения (3.3) и (3.4), определяют динамические факторы по сцеплению D0 сц и Dасц. Найденные значения динамических факторов по сцеплению откладывают на вертикалях Do и Da, номограммы нагрузок в том же масштабе, что и динамические факторы по тяге, и их одинаковые значения соединяют штриховыми линиями, над которыми указывают соответствующие значения φх.

  1.  
  2.  3.2. Характеристика ускорений

Характеристика ускорений - это совокупность кривых, характеризующих ускорения автомобиля (j, м/с2) при различных скоростях движения на разных передачах.

Значения ускорений определяют исходя из ранее построенной динамической характеристики. При этом величины ускорений рассчитывают по формуле:

 , (3.5)

где: g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения;

 - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при включении i-ой передачи.

Значения вычисляют по формуле:

, (3.6)

где: Jд,, Jк, Jтр - соответственно моменты инерции двигателя

(а также связанных с ним деталей), колес и трансмиссии, кгм2;

 Мн,, М - соответственно полная масса автомобиля при номинальной и заданной загрузке, кг.

Таблица 3.3

Результаты расчета ускорения

Ускорение jf

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

1 - ая передача

2,201569

2,354718

2,436891

2,448089

2,388313

2,257562

2,055836

1,783134

2 - ая передача

1,444221

1,547845

1,602643

1,608616

1,565763

1,474085

1,333581

1,144251

3 - я передача

0,822862

0,883321

0,912876

0,911527

0,879274

0,816117

0,722056

0,597090

4 - ая передача

0,441936

0,471917

0,479695

0,465270

0,428642

0,369810

0,288776

0,185538

Численные значения моментов инерции вращающихся масс приведены в табл.3.4

 

Таблица 3.4

Моменты инерции вращающихся масс автомобиля, кгм2

N

n/n

Марка и модель автомобиля

Двигатель

Ведущие колеса и трансмиссия

Ведомые

колеса

1. Автобусы:

1

ПАЗ-3205

0,52

35,6

21,2

 

Полученные для различных передач значения ускорения сводят в таблицу произвольной формы.

Рис. 3.2. Характеристика ускорений

Полученные графики ускорений дают наглядное представление о возможностях автомобиля увеличить скорость движения и могут быть использованы для построения графика разгона автомобиля с переключением передач.

3.3. Графики разгона с переключением передач

Время и путь разгона определяют следующим образом. Кривые графика ускорений (см. рис. 3.2) разбивают на ряд отрезков, соответствующих определенным интервалам скоростей:

на низшей передаче — 0,5...0,8 м/с,

на промежуточных — 1,4...2,8 м/с

на высшей — 2,8...4,2 м/с.

Внутри каждого интервала скорости ΔV ускорение автомобиля можно считать постоянной величиной, равной его среднему значению:

, (3.7)

где j(Vk+1) и j(Vk) - ускорения соответственно в начале и в конце интервала скорости, м/с.

Таблица 3.5

Результаты расчета среднего ускорения

Ускорение Jk

Результаты расчетов

1 – передача

2,292

2,422

2,445

2,362

2,182

2 – передача

1,5935

1,5075

1,304

-

-

3 – передача

0,886

0,8405

0,772

0,68

-

4 – передача

0,4235

0,364

0,2815

-

-

Расчет проводим для каждой передачи, при этом VnI = V1II, VnII = V1III и т.д. Результаты заносятся в таблицу (табл. 3.6).

Таблица 3.6

Среднее значение ускорения в выбранном интервале скоростей

Номер передачи

Интервалы скорости автомобиля

V1-V2

V2-V3

V3-V4

V4-V5

V5-V6

1

4,2-9,2

9,2-14,2

14,2-19,2

19,2-24,2

24,2-29,2

Номер передачи

Интервалы скорости автомобиля

V1-V2

V2-V3

V3-V4

2

29,2-43,2

43,2-57,2

57,2-71,2

Номер передачи

Интервалы скорости автомобиля

V1-V2

V2-V3

V3-V4

V4-V5

3

71,2-85,2

85,2-99,2

99,2-113,2

113,2-127,2

Номер передачи

Интервалы скорости автомобиля

V1-V2

V2-V3

V3-V4

4

127,2-155,2

155,2-183,2

183,2-211,2

Среднее ускорение можно также рассчитать, зная значения скорости в начале и конце интервала. Так, например, при изменении скорости от Vk до Vk+1 среднее ускорение:

, (3.8)

где Δτk — время разгона в заданном интервале скоростей, с.

Из последнего выражения определяем время разгона в интервале скоростей от Vk до Vk+1:

. (3.9)

Таблица 3.7

Результаты расчета время разгона

Ускорение Δτk

Результаты расчетов

1 – передача

0,2181

0,2064

0,2044

0,2116

0,2118

2 – передача

0,8785

0,9286

1,0736

-

-

3 – передача

1,5801

1,6656

1,8134

2,0588

-

4 – передача

6,6115

7,6923

9,9467

-

-

Результаты также заносятся в таблицу аналогичную табл.3.6.

При разгоне автомобиля со ступенчатой коробкой передач от скорости Vmin до скорости Vmax выполняется последовательное переключение от 1-ой до высшей т передачи. При переключении в течение некоторого времени (времени переключения) происходит разъединение двигателя и ведущих колес. При этом разрывается поток мощности и уменьшается скорость движения автомобиля за счет действия сил сопротивления движению.

Время переключения передач зависит от типа двигателя, коробки передач и квалификации водителя.

Так, для водителей высшей квалификации время переключения передач составляет 0,5...1 с при бензиновом двигателе и 1...4 с — при дизеле. Увеличение времени переключения передач при дизеле объясняется более медленным снижением угловой скорости коленчатого вала, чем при использовании бензинового двигателя. У менее квалифицированных водителей время переключения передач на 25...40 % больше, чем у высококвалифицированных. Это значение необходимо принимать согласно табл. 3.8.

Таблица 3.8

Время, затрачиваемое на переключение передач

Коробка передач

Время переключения передач при движении АТС

бензиновый ДВС

С синхронизатором

0,5

Без синхронизатора

1

Вычислив значение времени разгона в каждом интервале скоростей, находим общее время разгона на (п-1)·т интервалах от минимальной Vmin до скорости Vk по формуле:

τр = Δτ1 + Δτ2 +...+ Δτ(п-1)·т + (т-1)· τnп, (3.10)

где τпп — время переключения передач, с;

т-1 – количество переключений при разгоне.

На некоторых автомобилях одни из передач не имеют синхронизаторов, это необходимо учитывать при расчете времени τр.

Уменьшение скорости, м/с, автомобиля при переключении передач, зависящее от дорожных условий, скорости движения и параметров обтекаемости, определяется по формуле:

ΔVпп = 9,43τппψ. (3.11)

Таким образом, рассчитав все параметры, строим кривую времени разгона.

Как уже было сказано, автомобиль начинает разгон с некоторой устойчивой скорости Vmin, поэтому график разгона необходимо начинать из точки с координатами (0; Vmin). Вторая точка графика имеет координаты (Δτ1; V2I), третья (Δτ1+Δτ2;V3I), т.е. каждая последующая точка графика для первой передачи, будет иметь значение по оси абсцисс равное сумме времени разгона в данном интервале и времени разгона на предыдущих интервалах, а по оси ординат значение скорости будет соответствовать конечной скорости интервала.

После того как скорость автомобиля на первой передаче достигнет своего максимального значения, происходит переключение передачи, на графике это показано изломами.

Для правильного построения излома необходимо абсциссу точки уже построенного графика, соответствующей максимальной скорости на данной передаче, увеличить на значение равное τпп, а ординату уменьшить на значение ΔVпп. Вновь полученная точка будет соответствовать началу движения на более высшей передаче. Координаты второй точки графика для более высшей передачи по оси абсцисс увеличиваются на значение Δτр, а ордината будет соответствовать значению V1j, где j – номер данной передачи.

Значение Δτр находят следующим образом. Определяют среднее ускорение на интервале б-в (рис. 3.5) по формуле:

, (3.12)

где - ускорение определяемое по графику ускорений на j-ой передаче, м/с2.

Значение ускорений в точках б и в определяют из графика ускорений. Затем зная начальную и конечную скорость в интервале и его среднее ускорение по формуле находят Δτр по формуле:

. (3.13)

Таблица 3.9

Результаты расчета среднего ускорения

Передачи

Тип передачи

1

2,173279932

2

1,415931233

3

0,76628260

4

0,385356145

Таблица 3.10

Результаты расчета среднего времени

Передачи

Тип передачи

1

0,026034382

2

0,039959568

3

0,147673977

4

0,293650436

Дальнейшее построение графика разгона для более высших передач аналогично построению для первой передачи.

Общий вид графика разгона по времени представлен на рис. 3.3.

Для нахождения пути разгона используют те же интервалы скоростей, которые были выбраны при определении времени разгона. При этом считается, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равномерно со средней скоростью:

.

(3.14)

Рис.3.3. График разгона автомобиля по времени с переключением передач

При разгоне от скорости Vk до Vk+1 путь разгона в этом интервале скоростей:

ΔSk = Vcpk Δtk, (3.15)

 или с учетом выражения (3.13):

. (3.16)

Расчет проводим для каждой передачи. Результаты заносятся в таблицу.

Таблица 3.11

Результаты расчета скорости автомобиля

Скорость автомобиля

Vсрк

Результаты расчетов

1 – передача

0,671

1,171

1,671

2,171

2,671

2 – передача

3,621

5,021

6,421

-

-

3 – передача

7,821

9,221

10,621

12,021

-

4 – передача

14,121

16,921

19,721

-

-

Таблица 3.12

Результаты расчета пути при разгоне автомобиля

Путь при разгоне автомобиля

ΔSk

Результаты расчетов

1 – передача

0,1463

0,2417

0,3417

0,459

0,6120

2 – передача

3,1812

4,6629

6,8937

-

-

3 – передача

12,3582

15,359

19,2608

24,7491

-

4 – передача

93,361

130,161

196,159

-

-

Путь разгона автомобиля от минимальной Vmin до максимальной Vmах скорости:

Sp = ΔS1 + ΔS2 + ... + ΔS(п-1)·т + (т-1)· Snп. (3.17)

 

Зная значения пути разгона, соответствующие различным интервалам скоростей, строим кривую пути разгона. Изломы этой кривой, так же, как и у кривой времени разгона, отвечают переключению передач.

За время переключения передач автомобиль проходит путь:

Sпп = Vппτпп , (3.18)

где Vпп — скорость в момент начала переключения передач, м/с.

Координаты второй точки графика для более высшей передачи так же как и для графика по времени по оси абсцисс увеличиваются на значение ΔSр, которое определяется по формуле:

ΔSр = Vпп Δτр. (3.19)

Общий вид графика представлен на рис. 3.4.

Таблица 3.13

Результаты расчета ΔSр

Передачи

Тип передачи

1

0,0760

2

0,2845

3

1,8785

4

6,2021

На основе построенных кривых определяют показатели разгона, значения которых сводят в табл.3.4.

Среднее ускорение, развиваемое автомобилем на отдельных передачах и в целом за весь разгон, определяют по формуле:

(3.20)

где и - конечная и начальная скорости движения автомобиля на j-ой передаче, м/с;

- время разгона автомобиля на j-ой передаче, с.

Рис.3.4. График разгона автомобиля по пути

4. ПОКАЗАТЕЛИ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ

СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

Построенные характеристики тягово-скоростных свойств автомобиля позволяют определить численные значения основных показателей динамичности. Номенклатура показателей и методика их определения приводятся ниже.

4.1. Время разгона на участках пути 400 и 1000 м

Для определения указанных показателей приемистости автомобиля вначале по графику V=f(S) определяются значения скорости в момент прохождения автомобилем отметок 400 и 1000 м. После этого по графику V=f() определяется время разгона на пути 400 и 1000 м.

4.2. Время разгона до заданной скорости

Данный показатель динамичности определяется по графику разгона Vа = f(). Заданная скорость движения указывается в задании на курсовую работу. При отсутствии указаний ее значение для различных типов автомобилей принимается из табл. 4.1.

Таблица 4.1

Конечная скорость движения различных типов транспортных средств

Тип автомобиля

Конечная скорость разгона, м/с.

Городские автобусы и грузовые автомобили и автопоезда

15

4.3. Скорость движения на затяжных подъемах

Ее значение определяется по динамической характеристике автомобиля при коэффициенте сопротивления дороги  = 0,045. Задавая указанное значение , по графикам динамической характеристики определяют наибольшую скорость автомобиля, при которой Д = 0,045.

4.4. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем

Его значение определяется для случая движения на 1-ой передаче основной коробки передач и пониженной передаче делителя (если он предусмотрен в конструкции автомобиля) по формуле:

iмах = (Д1мах- 0,012) 100%. (4.2)

Полученные значения показателей скоростных свойств, приемистости и тяги сводятся в табл.4.2.

Таблица 4.2

Оценочные показатели тягово-скоростных свойств автомобиля

N n/n

Показатели динамичности

Размер-мерность

Значения показателей

1

2

3

4


1

2

3

1. Разгонные:

Время разгона на пути 400 м

Время разгона на пути 1000 м

Время разгона до скорости 20 м/с

с

с

с

37,9

71,4

16,3

1

2

2. Скоростные:

Максимальная скорость

Скорость движения на затяжных

подъемах

м/с

м/с

81

24,93

1

3. Тяговые:

Максимальный подъем, преодоле- ваемый автомобилем

%

25,9

Список литературы

  1.  Барахтанов, Л.В. Проходимость автомобиля [Текст]/ Л.В. Барахтанов, В.В. Беляков, В.Н. Кравец. – Н-Новгород, НГТУ, 1996.- 198 с.
  2.  Безверхий, С.Ф. Основы технологии полигонных испытаний автомобилей и сертификация автомобилей [Текст]: учебник/ С.Ф. Безверхий, Н.Н. Яценко. – М. : ИПК Изд-во стандартов, 1996. – 600 с.
  3.  Высоцкий, М.С. Грузовые автомобили [Текст]/ М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. – М. : Машиностроение, 1995. – 256 с.
  4.  Копотилов, В.И. Автомобили: теоретические основы [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / В.И. Копотилов. –Тюмень: ТюмГНГУ,

1999. – 403 с.

  1.  Кравец, В.Н. Проектирование автомобиля [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / В.Н. Кравец. – Н- Новгород: Нижегород. политехн. ин-т, 1992. – 230 с.
  2.  Литвинов, А.С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств [Текст]: учебник/ А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин. – М.: Машиностроение, 1989. 240 с.
  3.  Машиностроение. Энциклопедия: учебник для технических вузов / В.Ф. Платонов. В.С. Азаев. Е.Б. Алекандров [и др.]. ; под ред. В.Ф. Платонова. – М. : Машиностроение, 1997. – 688 с.
  4.  Нарбут, А.Н. Гидромеханические передачи автомобилей[Текст] : учеб. пособие. Часть 1. Гидротрансформаторы. – М. : МАДИ. 1996. – 62 с.
  5.  Осепчугов, В.В. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчёта [Текст]: учебник/ В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин. – М. : Машиностроение, 1989. – 304 с.
  6.  Петров, М.А. Теория автомобиля[Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / В.А. Петров. – М. : МГОУ, 1996. – 180 с.
  7.  Селифонов, В.В. Устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания [Текст]: учебник/ В.В. Селифонов, О.И. Гируцкий. – М.: МАМИ, 1991. – 55 с.
  8.  Смирнов, Г.А. Теория движения колесных машин[Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / Г.А. Смирнов. – М. : Машиностроение, 1990. – 352 с.
  9.  Юрчевский, А.А. Автоматизация агрегатов и систем автомобиля. Тормозное управление: [Текст]/ А.А. Юрчевский, Б.Ф. Еникеев, А.И. Попов. – М. : МАДИ, 1996. – 56 с.
  10.  Туревский, И.С. Теория автомобиля [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / И.С. Туревский. – М. : Высш. шк., 250. – 240 с.: ил.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3595. Типи зв'язків у таблицях. Створення зв'язків між елементами в таблицях. Запити. Створення запитів 363.27 KB
  Типи зв'язків у таблицях. Створення зв'язків між елементами в таблицях. Запити. Створення запитів. Навчити учнів встановлювати зв’язки між таблицями, створювати запити, Розвивати логічне мислення, розвиток пам'яті, вміння працювати з масивами інформації
3596. Об'єкт БД — форми. Способи створення форм 397.5 KB
  Об'єкт БД — форми. Способи створення форм. Мета: навчальна: ознайомити учнів із типами форм та способами їх створення, розвиваюча: розвивати вміння роботи з БД, логічне мислення, розвиток уважності, виховна: формування навичок зібраності, уважності, акуратності в роботі з табличними даними.
3597. Основні поняття про об’єкт БД – звіти 225 KB
  Основні поняття про об’єкт БД – звіти. Ознайомити учнів із поняттям «звіти», навчити створювати звіти в середовищі MS Access, розвивати вміння роботи з БД, логічне мислення, розвиток уважності, формування навичок зібраності, уважності...
3598. Узагальнення знань з теми СКБД Microsoft Access 62.5 KB
  Урок-гра «Узагальнення знань з теми «СКБД Microsoft;Access». Узагальнити та поглибити знання учнів з теми MS Access, розвивати і поглиблювати знання та інтерес учнів до інформатики, розвивати артистичні дані, виховувати згуртованість, почуття о...
3599. Механизм ценообразования в переходной экономике 147.5 KB
  Объект исследования: механизм ценообразования в переходной экономике. Цель работы: рассмотреть структуру цены, методы ценообразования, проанализировать влияние отдельных факторов на цену. Методы исследования: метод статистического исследования, мето...
3600. Суть довгих хвиль Кондратьєва в економіці 98.5 KB
  Відомо декілька типів економічних циклів, які іноді називають хвилями. Їх важко виділиті з-за великої кількості їх показників, з-за часової pозмитості гpаниць між ними. Так звані довгі хвилі (цикли) мають довжину в 40-60 років. Розpобка теоpії...
3601. Работа по развитию слухового восприятия и формированию произношения в школе для детей со сниженным слухом 5.75 MB
  Работа по развитию слухового восприятия и формированию произношения в школе для детей со сниженным слухом В процессе обучения и воспитания детей большую роль играет речь, поскольку она является не только орудием мышления и средством общения, но и ср...
3602. Креслення – основа політехнічної освіти учнів 6.41 MB
  Креслення – основа політехнічної освіти учнів Креслення – мова техніки Графічна підготовка учнів — складова частина їх політехнічної освіти — сприяє раціональнішому засвоєнню елементів техніки, допомагає глибше вникати в будову о...