4406

Разработка тягового и топливно-экономического расчета автомобиля

Курсовая

Производство и промышленные технологии

В курсе теории автомобиля тяговый и топливно-экономический расчет является одним из важнейших разделов. Этот расчет позволяет по некоторым заданным параметрам определить остальные конструктивные и эксплуатационные параметры...

Русский

2012-11-18

1.09 MB

45 чел.

а б л и ц а 5.9.

Введение

В курсе теории автомобиля тяговый и топливно-экономический расчет является одним из важнейших разделов.

Этот расчет позволяет по некоторым заданным параметрам определить остальные конструктивные и эксплуатационные параметры автомобиля и его динамические и топливно-экономические свойства. Такой расчет является проектировочным и производится для автомобиля, существующего лишь в проектном задании.

Другим видом расчета является определение динамических и топливно-экономических показателей уже спроектированной машины, когда все конструктивные параметры известны. Этот расчет является поверочным и выполняется с целью уточнения полученных показателей.

Вполне естественно, что во втором случае, результаты расчета дают более достоверные представления о тяговых и топливно-экономических свойствах автомобиля.

Курсовой проект охватывает все важнейшие разделы курса.  Выполнение курсового проекта способствует закреплению теоретических знаний и позволяет применить полученные знания на практике при решении инженерных задач.

Тема курсового проекта направлена на понимание наиболее значимой проблемы эксплуатации автомобиля - обоснованного выбора конструктивных показателей автомобиля, обеспечивающих эффективную, экономичную и надежную работу.


КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

ТИП АТС - легковой

1. Грузоподъемность автомобиля - , Н

2. Максимальная скорость автомобиля-, км/ч (м/с)

3. Удельный расход топлива при максимальной мощности-, г/кВт*ч

4. Число передач

5. Колесная формула

425

148 (41,0)

210

5

2х4


1 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЯ

1.1. Расчет полной и сцепной масс автомобиля

Задача расчета: исходя из заданной грузоподъемности, типа автомобиля, его колесной формулы рассчитать снаряженную (m0), полную (ma) и сцепную (mсц) массы автомобиля

Снаряженную массу автомобиля М0 определяют по формуле:

m0 = GГ/ КГ                                             (1.1);

при GГ <1000 кг, КГ = 0,25…0,5;

Примем КГ = 0,25

Тогда m0 = 425/0,25 = 1700

Полная масса грузового автомобиля определяется по формуле: , (1.2)

где  – масса автомобиля в снаряженном состоянии;

– расчетная масса водителя и пассажиров;

– масса багажа на одного человека;

– число мест пассажиров;

- номинальная грузоподъемность;

По определению, сцепной массой mсц называется масса, приходящая на ведущие колеса.

Так как автомобиль у нас с 2-я ведущими колесами с передней ведущей осью

mсц= (1-λк2) mа  (1.3)

λк2= 0,51

mсц= (1-0,51) 2125= 1041

1.2  Подбор шин и расчет радиуса качения

На основании ГОСТ Р 52900-2007 «ШИНЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И ПРИЦЕПОВ К НИМ»

Обозначение шины

Обозначение профиля обода

Размеры шин (обычных) на рекомендуемом ободе, мм

Экономичная нагрузка на шину и давление в шине, соответствующее нагрузке

Наружный диаметр, (пред. откл. ± 1 %)

Ширина профиля, не более

Статический радиус (пред. откл. ± 1 %)

Радиус качения (справочный)

Нагрузка, Н (кгс)

Давление, МПа (кгс/см2)

Радиальные шины

165/70 R13

568

167

260

275

3530 (360)

0,20 (2,0)

Автомобильная покрышка 165/70 R13 имеет ширину профиля 165 mm (6,496 дюймов), а процентное отношение высоты к ширине покрышки составляет 70% (т. е. высота профиля шины примерно 115.5 мм).

Данная автомобильная покрышка имеет радиальную конструкцию, о чём символизирует символ R. Посадочный диаметр шины равен 13 дюймов (330.2 mm).

Для расчета нагрузки, приходящейся на одно колесо используем формулу:

 

(1.4)

где

λk2 - коэффициент нагрузки на заднюю ось в статическом положении автомобиля;

λkg = 1,1...1,3 - коэффициент увеличения нагрузки на заднюю ось при движении автомобиля;

Zш - число шин на оси.

Yk2 = (0,51 * 1,2 * 1041) / 2 = 318.6 , кг

С достаточной для практических целей точностью радиус качения может быть рассчитан по выражению.

rk= λш*rсв  (1.5)

где λш = 0,95…0,97 – коэффициент деформации, зависящий от типа, размера и модели шин.

Если известно обозначение шины (в дюймах), то радиус колеса можно определить по следующему выражению.

rсв=0,0254*(d/2+0,85*В) (1.6)

rсв = 0,0254*(13/2+0,85*6,5)=0,305 м

где d – посадочный диаметр обода колеса, В – ширина профиля,

0,85 – отношение высоты профиля к ширине (Н/В).

Тогда,

rk= 0,95*0,305=0,29 м

1.3 Расчет мощности и построение скоростной характеристики двигателя.

Подбор осуществляется исходя из условия движения с максимальной скоростью  по хорошей дороге:

                                                                                                                     , кВт  (1.7)

где

mа - полная масса автомобиля, кг;

Ψ - коэффициент сопротивления дороги для заданных условий можно принять, Ψ = 0,015...0,02; ;

ηтр - коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля, который находится в пределах у легковых автомобилей ηтр = 0,95...0,98; ηтр=0,95

k - коэффициент обтекаемости, Н*с24 (для легковых автомобилей к = 0,3.. .0,46); ;

vmax - максимальная скорость, м/с;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2

F - лобовая площадь автомобиля, м2.

Входящая в выражение (1.6) площадь лобового сопротивления F может быть определена по технической документации, а при ее отсутствии приближенно по выражению:

F = c * B * H, м2            (1.8)

где

В и Н - наибольшие ширина и высота автомобиля, соответственно, м (легковые автомобили, площадь лобового сопротивления м2,  «средний класс» =  1,9...2,3);

с - коэффициент заполнения площади: для легковых автомобилей с = 0,78...0,8.

F = 0,78 * 2,3 = 1,8, м2

, кВт

Максимальная мощность двигателя

, кВт

(1.9)

, кВт

Максимальная частота вращения вала двигателя определяется из соотношения:

, об/мин

(1.10)

, об/мин

Чтобы получить точки для построения кривой внешней характеристики двигателя проектируемого автомобиля, воспользуемся формулой профессора Хлыстова:

,кВт

(1.11)

где

– текущее значение частоты вращения вала двигателя, при которых определяется мощность;

- коэффициент, .

Полученные значения сведём в таблицу № 1

Крутящий момент двигателя определим при тех же значениях частоты вращения вала n из соотношения:

, Н*м

(1.12)

Полученные значения крутящего момента двигателя сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Мощность и крутящий момент двигателя.

Частота, об/мин

Мощность, Н*м

Момент, кВт

800

20,05

239,35

1240

32,30

248,75

1680

43,90

249,53

2120

53,65

241,70

2560

60,38

225,26

3000

62,89

200,20

3600

57,36

152,15

По данным таблицы 1 строим графики внешней характеристики двигателя

и .

1.4. Расчет передаточного числа главной передачи автомобиля

Скорость движения автомобиля выражаем через число оборотов в минуту двигателя n:

, м/с

(1.13)

где

– радиус качения колеса, м;

n- частота вращения вала двигателя, об/мин

– передаточное число главной передачи;

– передаточное число коробки передач.

Значение   определяем из условия движения автомобиля с заданной максимальной скоростью  на прямой передаче коробки передач, т.е. при :

(1.14)

Вычисляем передаточное число главной передачи по данной формуле:

1.5 Передаточное число 1 передачи коробки передач

Передаточное число на 1 передаче определяем из условия движения по наиболее тяжёлой дорог при коэффициенте сопротивления . Из уравнения тягового баланса известно, что при условиях движения:

                           (1.15)

Откуда

(1.16)

Передаточное отношение ik1 должно обеспечивать минимально устойчивую скорость движения. Это передаточное отношение iVmin определяется из выражения:

iVmin=1,105*((rk* nVmin)/(io* Vmin))                                                  (1.17)

где nVmin минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала, принимается равной nmin, об/мин; Vmin - минимально устойчивая скорость движения, необходимая для маневрирования в стесненных условиях, принимаемая равной 4...5 км/ч для грузовых автомобилей и 18...20 км/ч для легковых [2].

Если расчетное значение передаточного числа, больше найденного, то оно принимается в качестве расчетного для первой передачи ik1.

1,105*((0,29*800)/(2,67*20))=1,105(232/53,4) = 4,8

Принимаем значение 4,8

1.6 Передаточные числа промежуточных передач

Задача расчета: определить промежуточные передаточные числа и т. д. коробки передач.

Передаточные числа промежуточных передач КП в большинстве случаев рассчитываются по геометрической прогрессии с последующей корректировкой, что обеспечивает возможность работы двигателя при разгоне в одинаковом режиме на всех передачах. Однако могут использоваться и другие виды прогрессии или их сочетания.

Как видно из графика, разгон ведется обычно в диапазоне частоты вращения вала двигателя от n1 до nmax.

n1      nmax  n    об/мин

График разгона автомобиля

Число ступеней зависит от типа, удельной мощности и предназначения автомобиля.

Для коробки передач с п ступенями передач передаточное число любой передачи можно определить по формуле

,                                                                            (1.18)

где к – номер передачи;

n – число ступеней, исключая заднюю и ускоряющую передачи.

iк1=4,8

iк2=3,24

iк3=2,19

iк4=1,48

iк5=1


2 ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ АВТОМОБИЛЯ

Целью тягового расчета автомобиля является определение эксплуатационных возможностей автомобиля до его изготовления. Возможности оценки поведения автомобиля в различных условиях эксплуатации. Он включает расчет и построение графиков тягового и мощностного балансов, динамического фактора, ускорений, времени и пути разгона, экономических показателей таких как удельный и путевой расход топлива в зависимости от скорости автомобиля.

Тяговый расчёт автомобиля включает в себя построение графиков:

  •  тягового баланса;
  •  баланса мощности;
  •  динамического фактора;
  •  ускорений автомобиля;
  •  времени разгона;
  •  пути разгона.

Значения входящих в формулы величин и коэффициентов мы берём из первой части данного расчёта.

2.1 График тягового баланса

При построении исходим из уравнения тягового баланса. При установившемся движении:

,         (2.1)

где

- тяговое усилие на ведущих колёсах, Н;

- сила сопротивления дороги, Н;

- сила сопротивления воздуха, Н;

– радиус колеса, м.

Подставляем числовые значения и результаты расчёта сводим в таблицу 2.1

Частота, об/мин

Скорость V, м/с.

Мощность, Н*м

Момент, кВт

тяговое усилие Pk, Н

сила сопротивления дороги Pψ, Н

сила сопротивления воздуха Pw, н

Pψ+Pw

первая передача

 

800

1,900749064

20,05

239,3500

10048,73931

416,925

1,950937382

418,8759374

1240

2,946161049

32,30

248,7461

10443,2177

416,925

4,687127059

421,6121271

1680

3,991573034

43,90

249,5291

10476,0909

416,925

8,603633853

425,5286339

2120

5,036985019

53,65

241,6990

10147,35891

416,925

13,70045776

430,6254578

2560

6,082397004

60,38

225,2560

9457,021723

416,925

19,97759879

436,9025988

3000

7,127808989

62,89

200,1998

8405,079348

416,925

27,43505693

444,3600569

3600

8,553370787

57,36

152,1519

6387,860304

416,925

39,50648198

456,431482

вторая передача

 

800

2,815924539

20,05

239,3500

6782,899034

416,925

4,281892744

421,2068927

1240

4,364683035

32,30

248,7461

7049,171947

416,925

10,28724732

427,2122473

1680

5,913441531

43,90

249,5291

7071,361357

416,925

18,883147

435,808147

2120

7,462200028

53,65

241,6990

6849,467262

416,925

30,0695918

446,9945918

2560

9,010958524

60,38

225,2560

6383,489663

416,925

43,8465817

460,7715817

3000

10,55971702

62,89

200,1998

5673,42856

416,925

60,21411672

477,1391167

3600

12,67166042

57,36

152,1519

4311,805705

416,925

86,70832807

503,6333281

третья передача

 

800

4,166025345

20,05

239,3500

4584,73731

416,925

9,372114275

426,2971143

1240

6,457339285

32,30

248,7461

4764,718075

416,925

22,51650455

439,4415045

1680

8,748653225

43,90

249,5291

4779,716473

416,925

41,33102395

458,256024

2120

11,03996716

53,65

241,6990

4629,732501

416,925

65,81567249

482,7406725

2560

13,3312811

60,38

225,2560

4314,766161

416,925

95,97045017

512,8954502

3000

15,62259504

62,89

200,1998

3834,817452

416,925

131,795357

548,720357

3600

18,74711405

57,36

152,1519

2914,461264

416,925

189,7853141

606,7103141

четвертая передача

 

800

6,164591558

20,05

239,3500

3098,361287

416,925

20,5211821

437,4461821

1240

9,555116915

32,30

248,7461

3219,992124

416,925

49,30214

466,22714

1680

12,94564227

43,90

249,5291

3230,128027

416,925

90,49841306

507,4234131

2120

16,33616763

53,65

241,6990

3128,768996

416,925

144,1100013

561,0350013

2560

19,72669299

60,38

225,2560

2915,915031

416,925

210,1369047

627,0619047

3000

23,11721834

62,89

200,1998

2591,566132

416,925

288,5791233

705,5041233

3600

27,74066201

57,36

152,1519

1969,59026

416,925

415,5539375

832,4789375

пятая передача

 

800

9,123595506

20,05

239,3500

2093,487356

416,925

44,94959727

461,8745973

1240

14,14157303

32,30

248,7461

2175,670354

416,925

107,9914074

524,9164074

1680

19,15955056

43,90

249,5291

2182,518937

416,925

198,227724

615,152724

2120

24,17752809

53,65

241,6990

2114,033106

416,925

315,6585469

732,5835469

2560

29,19550562

60,38

225,2560

1970,212859

416,925

460,2838761

877,2088761

3000

34,21348315

62,89

200,1998

1751,058197

416,925

632,1037117

1049,028712

3600

41,05617978

57,36

152,1519

1330,80423

416,925

910,2293448

1327,154345

По данным табл. 2.1. строим графики тягового баланса

Необходимо отметить, что:

  •  здесь и далее расчёты производятся для всех передач коробки автомобиля при частотах вращения вала двигателя, соответствующих таблице 1;
  •  момент двигателя и мощностьберётся из той же таблицы;
  •  параметры автомобиля берутся из первой части расчёта.

2.2 График баланса мощности

Из уравнения баланса мощности известно, что:

                                           (2.2)

или как при установившемся движении:

,                    (2.3)

где

- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги, кВт;

- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

– эффективная мощность двигателя, кВт;

– мощность, затрачиваемая на трение в трансмиссии, кВт;

– мощность на ободе ведущего колеса, кВт.

Данные произведённых расчётов сводим в таблицу 2.2.

Частота, об/мин

Скорость V, м/с.

Мощность, Н*м

Мощность потерь на преодоление сопротивления воздуха Nw, кВт

Мощность потерь на преодоление сопротивления дороги Nψ, кВт

Мощность подведенная к ведущим колесам Nk, кВт

первая передача

800

1,900749064

20,05

0,0037

0,792469803

0,7962

1240

2,946161049

32,30

0,0138

1,228328195

1,2421

1680

3,991573034

43,90

0,0343

1,664186587

1,6985

2120

5,036985019

53,65

0,0690

2,100044979

2,1691

2560

6,082397004

60,38

0,1215

2,535903371

2,6574

3000

7,127808989

62,89

0,1956

2,971761763

3,1673

3600

8,553370787

57,36

0,3379

3,566114115

3,9040

вторая передача

800

2,815924539

20,05

0,0121

1,174029338

1,1861

1240

4,364683035

32,30

0,0449

1,819745474

1,8646

1680

5,913441531

43,90

0,1117

2,46546161

2,5771

2120

7,462200028

53,65

0,2244

3,111177747

3,3356

2560

9,010958524

60,38

0,3951

3,756893883

4,1520

3000

10,55971702

62,89

0,6358

4,402610019

5,0385

3600

12,67166042

57,36

1,0987

5,283132022

6,3819

третья передача

800

4,166025345

20,05

0,0390

1,736920117

1,7760

1240

6,457339285

32,30

0,1454

2,692226181

2,8376

1680

8,748653225

43,90

0,3616

3,647532246

4,0091

2120

11,03996716

53,65

0,7266

4,60283831

5,3294

2560

13,3312811

60,38

1,2794

5,558144374

6,8376

3000

15,62259504

62,89

2,0590

6,513450439

8,5724

3600

18,74711405

57,36

3,5579

7,816140526

11,3741

четвертая передача

800

6,164591558

20,05

0,1265

2,570172335

2,6967

1240

9,555116915

32,30

0,4711

3,98376712

4,4549

1680

12,94564227

43,90

1,1716

5,397361904

6,5689

2120

16,33616763

53,65

2,3542

6,810956688

9,1652

2560

19,72669299

60,38

4,1453

8,224551473

12,3699

3000

23,11721834

62,89

6,6711

9,638146257

16,3093

3600

27,74066201

57,36

11,5277

11,56577551

23,0935

пятая передача

800

9,123595506

20,05

0,4101

3,803855056

4,2140

1240

14,14157303

32,30

1,5272

5,895975337

7,4231

1680

19,15955056

43,90

3,7980

7,988095618

11,7860

2120

24,17752809

53,65

7,6318

10,0802159

17,7121

2560

29,19550562

60,38

13,4382

12,17233618

25,6106

3000

34,21348315

62,89

21,6265

14,26445646

35,8909

3600

41,05617978

57,36

37,3705

17,11734775

54,4879

По данным табл. 2.2. строим графики баланса мощности автомобиля.

На графиках тягового баланса и баланса мощности точка пересечения кривой усилия или мощности на ободе колеса с кривой суммарной силы сопротивления или с кривой суммарных потерь мощности характеризует максимальное значение скорости при данном коэффициенте сопротивления дороги.

2.3 График динамического фактора

Построение графика динамического фактора производим на основании уравнения динамического фактора:

, Н

(2.4)

Подсчёты по данной формуле сводим в таблицу 2.3.

На график наносим так же значения динамического фактора по сцеплению:

, Н                                                                        (2.5)

Таблица 2.3. - Динамический фактор автомобиля.

Частота, об/мин

Скорость V, м/с.

Мощность, Н*м

Момент, кВт

тяговое усилие Pk, Н

сила сопротивления дороги Pψ, Н

сила сопротивления воздуха Pw, н

Динамический фактор

Динамический фактор по сцеплению

первая передача

800

1,900749064

20,05

239,3500

10048,73931

416,925

1,950937382

0,481947035

0,649906413

1240

2,946161049

32,30

248,7461

10443,2177

416,925

4,687127059

0,500739009

0,649775157

1680

3,991573034

43,90

249,5291

10476,0909

416,925

8,603633853

0,502128069

0,649587281

2120

5,036985019

53,65

241,6990

10147,35891

416,925

13,70045776

0,486114215

0,649342786

2560

6,082397004

60,38

225,2560

9457,021723

416,925

19,97759879

0,452697446

0,649041669

3000

7,127808989

62,89

200,1998

8405,079348

416,925

27,43505693

0,401877762

0,648683933

3600

8,553370787

57,36

152,1519

6387,860304

416,925

39,50648198

0,304532174

0,648104864

вторая передача

800

2,815924539

20,05

239,3500

6782,899034

416,925

4,281892744

0,325172016

0,649794596

1240

4,364683035

32,30

248,7461

7049,171947

416,925

10,28724732

0,337657118

0,649506518

1680

5,913441531

43,90

249,5291

7071,361357

416,925

18,883147

0,338309202

0,649094171

2120

7,462200028

53,65

241,6990

6849,467262

416,925

30,0695918

0,327128269

0,648557554

2560

9,010958524

60,38

225,2560

6383,489663

416,925

43,8465817

0,304114317

0,647896668

3000

10,55971702

62,89

200,1998

5673,42856

416,925

60,21411672

0,269267348

0,647111513

3600

12,67166042

57,36

152,1519

4311,805705

416,925

86,70832807

0,202679013

0,645840579

третья передача

800

4,166025345

20,05

239,3500

4584,73731

416,925

9,372114275

0,219481451

0,649550417

1240

6,457339285

32,30

248,7461

4764,718075

416,925

22,51650455

0,227484635

0,648919877

1680

8,748653225

43,90

249,5291

4779,716473

416,925

41,33102395

0,227301575

0,64801734

2120

11,03996716

53,65

241,6990

4629,732501

416,925

65,81567249

0,21893227

0,646842805

2560

13,3312811

60,38

225,2560

4314,766161

416,925

95,97045017

0,202376721

0,645396273

3000

15,62259504

62,89

200,1998

3834,817452

416,925

131,795357

0,177634927

0,643677743

3600

18,74711405

57,36

152,1519

2914,461264

416,925

189,7853141

0,130703409

0,640895949

четвертая передача

800

6,164591558

20,05

239,3500

3098,361287

416,925

20,5211821

0,147644785

0,649015594

1240

9,555116915

32,30

248,7461

3219,992124

416,925

49,30214

0,152098818

0,647634964

1680

12,94564227

43,90

249,5291

3230,128027

416,925

90,49841306

0,150608844

0,645658768

2120

16,33616763

53,65

241,6990

3128,768996

416,925

144,1100013

0,143174863

0,643087006

2560

19,72669299

60,38

225,2560

2915,915031

416,925

210,1369047

0,129796876

0,639919678

3000

23,11721834

62,89

200,1998

2591,566132

416,925

288,5791233

0,110474882

0,636156785

3600

27,74066201

57,36

152,1519

1969,59026

416,925

415,5539375

0,074547524

0,63006577

пятая передача

800

9,123595506

20,05

239,3500

2093,487356

416,925

44,94959727

0,098268886

0,647843756

1240

14,14157303

32,30

248,7461

2175,670354

416,925

107,9914074

0,099187093

0,644819624

1680

19,15955056

43,90

249,5291

2182,518937

416,925

198,227724

0,095186962

0,640490965

2120

24,17752809

53,65

241,6990

2114,033106

416,925

315,6585469

0,086268492

0,634857778

2560

29,19550562

60,38

225,2560

1970,212859

416,925

460,2838761

0,072431684

0,627920064

3000

34,21348315

62,89

200,1998

1751,058197

416,925

632,1037117

0,053676536

0,619677822

3600

41,05617978

57,36

152,1519

1330,80423

416,925

910,2293448

0,020175086

0,606336063

По данным табл. 2.3. строим графики динамического фактора автомобиля.

2.4 График ускорений

Данный график показывает величину ускорения, которую может иметь проектируемый автомобиль при различной скорости движения на каждой передаче при условии движения по дороге, характеризуемой коэффициентом Ψ.

Ускорение определим по формуле:


, м/с
2

(2.6)

где

g – ускорение силы тяжести;

δ – коэффициент учёта вращающихся масс, определяемый с достаточной точностью на всех передачах по формуле:

(2.7)

Для легковых автомобилей принимаем: ;

Результаты подсчёта ускорений сведём в таблицу 2.4. и по данным этой таблицы построим график.

Частота, об/мин

Динамический фактор

D-ψ

б

j

1/j

первая передача

800

0,481947035

0,461947035

2,192

0,103219969

9,688047823

1240

0,500739009

0,480739009

2,192

0,107418951

9,309344316

1680

0,502128069

0,482128069

2,192

0,10772933

9,282523148

2120

0,486114215

0,466114215

2,192

0,104151107

9,601434202

2560

0,452697446

0,432697446

2,192

0,096684281

10,34294288

3000

0,401877762

0,381877762

2,192

0,085328854

11,71936523

3600

0,304532174

0,284532174

2,192

0,063577423

15,72885382

вторая передача

800

0,325172016

0,305172016

1,56488

0,048680692

20,54202533

1240

0,337657118

0,317657118

1,56488

0,050672301

19,7346476

1680

0,338309202

0,318309202

1,56488

0,050776321

19,69421945

2120

0,327128269

0,307128269

1,56488

0,048992751

20,41118297

2560

0,304114317

0,284114317

1,56488

0,045321591

22,0645385

3000

0,269267348

0,249267348

1,56488

0,039762843

25,14910737

3600

0,202679013

0,182679013

1,56488

0,029140748

34,3162095

третья передача

800

0,219481451

0,199481451

1,279805

0,026024196

38,42577952

1240

0,227484635

0,207484635

1,279805

0,027068285

36,94360429

1680

0,227301575

0,207301575

1,279805

0,027044403

36,97622783

2120

0,21893227

0,19893227

1,279805

0,02595255

38,53185941

2560

0,202376721

0,182376721

1,279805

0,023792726

42,02965283

3000

0,177634927

0,157634927

1,279805

0,02056493

48,6264713

3600

0,130703409

0,110703409

1,279805

0,014442281

69,24113978

четвертая передача

800

0,147644785

0,127644785

1,14952

0,01495721

66,85738694

1240

0,152098818

0,132098818

1,14952

0,015479127

64,60312764

1680

0,150608844

0,130608844

1,14952

0,015304534

65,34011433

2120

0,143174863

0,123174863

1,14952

0,014433432

69,28359056

2560

0,129796876

0,109796876

1,14952

0,012865821

77,72531523

3000

0,110474882

0,090474882

1,14952

0,010601701

94,32448664

3600

0,074547524

0,054547524

1,14952

0,006391791

156,4506721

пятая передача

800

0,098268886

0,078268886

1,09

0,008696543

114,9882219

1240

0,099187093

0,079187093

1,09

0,008798566

113,654885

1680

0,095186962

0,075186962

1,09

0,008354107

119,7016041

2120

0,086268492

0,066268492

1,09

0,007363166

135,8111477

2560

0,072431684

0,052431684

1,09

0,005825743

171,6519363

3000

0,053676536

0,033676536

1,09

0,003741837

267,2483903

3600

0,020175086

0,000175086

1,09

0,000019454

354,5643219

2.5. Расчет и построение графика времени разгона.

Задача расчета: рассчитать время разгона автомобиля по передачам.

Построить график времени разгона в зависимости от скорости движения автомобиля.

Очень наглядно характеризует приемистость автомобиля. Из курса теории известно, что время разгона автомобиля при изменении скорости от v1 до v2.

(2.8)

Это интегральное уравнение решают графически, для чего               строят вспомогательный график                   величин обратных ускорениям.

Задаёмся масштабом шкал      и v на этом вспомогательном графике.

Масштаб     ; 0,1 c2 = 1 мм, тогда m1 = 0,1; масштаб v 1,0 м/с = 10 мм, тогда m2 = 0,1.

График величин обратных ускорениям.

Задаваясь на вспомогательном графике пределами приращения скорости dv = vn+1 -vn, определяют величину Fn каждой элементарной площади, ограниченной кривыми — в пределах приращений скорости. Умножая эту площадь на масштаб времени, определяют время разгона соответствующее

Tn = m1 * m2 * Fn                                       (2.9)

приращению скорости от vn до vn+1. Разбивая всю площадь на достаточно большое (не менее 10) число площадок, получают ряд значений Т, которое сводят в табл. 4.5. При расчете времени разгона определяем до , так как при:

 (2.10)

соответствующее приращению скорости от Vn до Vn+1.

Таблица 2.5. - Время разгона автомобиля.

Vn+1- Vn

Fn, мм2

Т,

ΣТ,

2 – 0

138

1,4

1,4

4 – 2

130

1,3

2,7

6 – 4

132

1,3

4,0

8 – 6

151

1,5

5,5

10 – 8

159

1,6

7,1

12 – 10

178

1,8

8,9

14 – 12

238

2,4

11,3

16 – 14

305

3,1

14,3

18 – 16

494

4,9

19,3

20 – 18

735

7,4

26,6

По данным табл. 2.5 строим график времени разгона Т = f (v).

2.6. Расчет и построение графика пути разгона.

Задача расчета: рассчитать и построить график пути разгона автомобиля в зависимости от величины пути разгона и скорости движения автомобиля.

S=f(v) так же, как и график Т = f(v), служит для характеристики приемистости автомобиля. Методика его построения подобна предыдущему подразделу.

(2.11)

Это интегральное уравнение также можно решить графически. Для этого, в качестве вспомогательного, используют график времени разгона Т = f(v).

Площадь, ограниченную кривой, разбивают на ряд элементарных площадок с ординатами dt. Так же задаются масштабы шкал: масштаб времени разгона m3, масштаб скорости m2. Определяют масштаб пути разгона как  произведение масштабов m3 m2.

Определяя величину каждой элементарной площади F и умножая ее на масштаб пути, получают путь автомобиля, проходимый им за время приращения времени dt                                                                                       (2.12)

Таблица 2.6. - Путь, пройденный автомобилем за время разгона.

Тn+1-Тn, с

Fn, мм2

S,

Σ S,

1 – 0

67

6,7

6,7

2 – 1

175

17,5

24,2

3 – 2

270

27,0

51,2

4 – 3

359

35,9

87,1

5 – 4

418

41,8

128,9

6 – 5

454

45,4

174,3

7 – 6

499

49,9

224,2

8 –7

521

52,1

276,3

9 – 8

539

53,9

330,2

10 – 9

562

56,2

386,4

По данным табл. 2.6 строим график пути разгона.

В заключение следует отметить, что все графики тягового расчета точны лишь относительно. Более точно графики могут быть построены по результатам дорожных испытаний автомобиля.

3. ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ

Топливно-экономический расчет автомобиля включает построение двух графиков:

1) графика экономической характеристики автомобильного двигателя ge = f(v);

2) графика экономической характеристики автомобиля QS=f(v).

Основным показателем топливной экономичности является график экономической характеристики автомобиля. Этот график может быть построен по данным дорожных испытаний. Если же дорожные испытания провести невозможно, как, например, в нашем случае, когда необходимо получить представление об экономичности проектируемого автомобиля, то экономическую характеристику автомобиля строят аналитически. Для этого необходимо иметь график экономической характеристики автомобильного двигателя. Но чтобы построить эту характеристику, необходимо иметь характеристики двигателя, построенные при частичных нагрузках. Их получают путем стендовых испытаний двигателя.

Мы не располагаем этими кривыми. Для того чтобы построить кривую экономической характеристики автомобильного двигателя придется воспользоваться теоретическими кривыми, графически выражающими зависимость удельного расхода топлива от нагрузки и от частоты вращения вала двигателя.

График (рис. 3.1 а.) позволяет определить коэффициент KN, показывающий зависимость удельного расхода от % загрузки двигателя.

График (рис. 3.1 в.) дает величину коэффициента Kn, выражающего зависимость удельного расхода от частоты вращения вала двигателя. Здесь за 100% принимается частота вращения nN при максимальной мощности двигателя.

Зная удельный расход geN, при максимальной мощности, который задается как исходная величина и имея коэффициенты KN и Kn можно определить значение ge для любых условий движения, т. е. при любой скорости движения по любой дороге.

Для того чтобы получить величину коэффициента KN, необходимо определить процент использования мощности двигателя при движении с различной скоростью по дорогом разного качества, т. е. с различным коэффициентом у.

Выбираем три типа дорог с коэффициентами: ψ1=0,02, ψ2=0,025 и ψ3=0,04. Для каждой дороги вычисляют мощность, затрачиваемую при движении с разной скоростью, приведенную к валу двигателя.

а) в)

Графики определения коэффициентов KN и Kn 

Из баланса мощности при установившемся движении известно, что

(3.1)

Результаты подсчетов сведены в табл. 3.1.

По результатам подсчетов суммарной затрачиваемой мощности Nψl + Nw определяют процент использования мощности двигателя при каждом значении скорости V при движении на прямой передаче

(3.2)

Для тех же условий движения подсчитывают процент использования частоты вращения вала двигателя

(3.3)

где

nN - частота вращения при максимальной мощности;

n - частота вращения, соответствующая каждому значению v.

По проценту использования N и n на вспомогательных графиках (рис. 3.1 а и в) находят значения коэффициентов KN и Kn и данные сведены в табл. 3.2.

Т а б л и ц а 3.1.

Т а б л и ц  а 3.2.

Тогда удельный, расход топлива при любом режиме движения составит:

ge = geN * KN * Kn                                                           (3.4)

где

geN - удельный расход топлива, г/кВтч (210 из условия задачи).

Результаты подсчетов ge сведены в табл. 3.3.

При работе двигателя на полном дросселе при 100% используемой мощности удельный расход будет зависеть только от частоты вращения вала двигателя n, т.е.

g`e = geN * Kn                                                              (3.5)

Значения удельного расхода для этого случая сведены в табл. 3.4.

Экономические характеристики автомобиля. Расход топлива в килограммах на 100 км пробега может быть определен по формуле

(3.6)

Здесь V - скорость автомобиля, км/ч.

Все данные для этого подсчета берут из предыдущих таблиц. Результаты подсчетов сведены в табл. 3.5, и для режима работы на полном дросселе в табл. 3.6.

(3.7)

Т а б л и ц а 3.3.

Т а б л и ц а 3.4.

Частота, n , об/мин

Частота,     n , %

Kn

Скорость, V ,     м/с

g`e, г/кВт*ч

первая передача

800

22,22

1,0000

1,9007

210,0000

1240

34,44

0,9400

2,9462

197,4000

1680

46,67

0,8850

3,9916

185,8500

2120

58,89

0,8590

5,0370

180,3900

2560

71,11

0,8850

6,0824

185,8500

3000

83,33

0,9400

7,1278

197,4000

3600

100,00

1,0000

8,5534

210,0000

вторая передача

800

22,22

1,0000

2,8159

210,0000

1240

34,44

0,9400

4,3647

197,4000

1680

46,67

0,8850

5,9134

185,8500

2120

58,89

0,8590

7,4622

180,3900

2560

71,11

0,8850

9,0110

185,8500

3000

83,33

0,9400

10,5597

197,4000

3600

100,00

1,0000

12,6717

210,0000

третья передача

800

22,22

1,0000

4,1660

210,0000

1240

34,44

0,9400

6,4573

197,4000

1680

46,67

0,8850

8,7487

185,8500

2120

58,89

0,8590

11,0400

180,3900

2560

71,11

0,8850

13,3313

185,8500

3000

83,33

0,9400

15,6226

197,4000

3600

100,00

1,0000

18,7471

210,0000

четвертая передача

800

22,22

1,0000

6,1646

210,0000

1240

34,44

0,9400

9,5551

197,4000

1680

46,67

0,8850

12,9456

185,8500

2120

58,89

0,8590

16,3362

180,3900

2560

71,11

0,8850

19,7267

185,8500

3000

83,33

0,9400

23,1172

197,4000

3600

100,00

1,0000

27,7407

210,0000

пятая передача

800

22,22

1,0000

9,1236

210,0000

1240

34,44

0,9400

14,1416

197,4000

1680

46,67

0,8850

19,1596

185,8500

2120

58,89

0,8590

24,1775

180,3900

2560

71,11

0,8850

29,1955

185,8500

3000

83,33

0,9400

34,2135

197,4000

3600

100,00

1,0000

41,0562

210,0000

Т а б л и ц а  3.5.

Т а б л и ц а 3.6.

По данным табл. 3.3 строим график экономической характеристики автомобильного двигателя, ge.

По данным табл. 3.4 строим график экономической характеристики автомобильного двигателя, g`e.

 

По данным табл. 3.5 строим график экономической характеристики автомобильного двигателя, QS.

По данным табл. 3.6 строим график экономической характеристики автомобильного двигателя, Q`S.

Следует иметь в виду, что графики экономической характеристики, построенные по этой методике, не могут претендовать на высокую точность.

Однако для представления об экономичности проектируемого автомобиля их достоверность вполне достаточна, Как было сказано выше, наибольшая точность тяговой и экономической характеристик может быть получена при дорожных испытаниях.

4. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТОРМОЗНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ

Торможение автомобиля подразделяется на оперативное и экстренное. Наиболее распространенным видом торможения является оперативное. Оно выполняется во всех тех случаях, когда необходимость снижения скорости или остановки очевидна заранее (перед перекрестком, поворотом, канавой поперек дороги, на затяжном спуске и т.д.). Для оперативного торможения в большинстве случаев водитель ограничивается уменьшением подачи топлива в двигатель. Этот прием называется торможением двигателем. При необходимости водитель помогает двигателю легким нажатием педали тормоза.

Экстренное торможение применяется в тех случаях, когда препятствие появилось внезапно. Если на автомобиле не установлена система АБС, то колеса автомобиля почти мгновенно блокируются и торможение происходит за счет трения шин о поверхность дороги. В первом приближении можно положить, что коэффициент трения равен коэффициенту сцепления шин с дорогой j . Тогда тормозной путь ST со скорости V0 до полной остановки определяется формулой

(4.1)

где

V - начальная скорость, с которой начинается торможение;

g - ускорение силы тяжести;

j - коэффициент сцепления шин с дорогой.

4.1. Расчет тормозного пути при экстренном торможении

Задача расчета: рассчитать и построить графики пройденного пути при экстренном торможении и заданных коэффициентах сцепления.

Расчет и построение тормозной характеристики экстренного торможения ST (V0) выполняют для дорог с коэффициентом сцепления j = 0.7 (асфальт, сухой бетон), j = 0.4 (мокрый асфальт), j = 0,2 (гололед).

В качестве V0, выбираем заданное значение vmax, и делим заданное значение на каждые 5 м/с до предельного значения равного vmax.

Результаты расчета тормозного пути при экстренном торможении.

Т а б л и ц а 4.1.

По данным табл. 4.1 строим график тормозного пути при экстренном торможении, ТS.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате расчета были получены следующие характеристики разрабатываемого автомобиля:

Максимальная мощность

62,89 кВт

Максимальный крутящий момент

249,53 Н*м

Грузоподъёмность

425 кг

Полная масса автомобиля

2125 кг

Передаточное число главной передачи

4,8

Передаточные числа коробки передач:

первая

вторая

третья

четвёртая

пятая

4,8

3,24

2,19

1,48

1,00

Максимальный расход топлива на 100 км

61,53 л

Максимальный удельный расход топлива

210 кг/100 км


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р 52900-2007 Шины пневматические для легковых автомоби-
лей и прицепов к ним. Технические условия.

2. Фролов А. А. Контрольные задания и методические указания по тяговому и топливно-экономическому расчету автомобиля и трактора. Л.: ЛСХИ. 1990. 35 с.

3. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. «Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для ВУЗов по спец. «Автомобили и автомобильное хозяйство».-М.: Машиностроение, 1989-240 с.

4. Вахламов В.К. «Автомобили: Эксплуатационные свойства: Учебник для студ. высш. учеб. заведений.-М.: Издательский центр «Академия», 2005.-240с.

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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50252. Технологія одержання отвору в заготовці електроерозійної (електроіскровий) обробкою 237.5 KB
  Мета роботи: вивчити процес електроіскрової обробки технологію одержання отвору в заготовці різними способами цього виду обробки. Короткі теоретичні відомості Призначення електроерозійної обробки Цей вид обробки забезпечує великий економічний ефект при виготовленні деталей складного контуру криволінійних отворів і отворів складної форми розрізання дорогих матеріалів. Принцип електроерозійної обробки Електроерозійний спосіб обробки був відкритий в 1943 р. Один з видів електроерозійної обробки – електроіскров що характеризується імпульсами...
50253. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ МАХОВИКА. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 167 KB
  ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Вращением абсолютно твёрдого тела вокруг неподвижной оси называется такое его движение при котором все точки тела движутся в плоскостях перпендикулярных к неподвижной прямой называемой осью вращения тела и описывают окружности центры которых лежат на этой оси. Основной закон динамики вращательного движения тела закреплённого в одной неподвижной точке формулируется следующим образом: скорость изменения момента импульса тела вращающегося вокруг неподвижной точки равна...
50254. Определение длины световой волны по методу Юнга. Методическое указание 297 KB
  Совмещая перекрестие сначала с одной интерференционной полосой а затем с другой с помощью двойной риски перемещающейся по внутренней линейной шкале определяют целое число мм а по внешней круговой шкале – десятые и сотые доли мм. Отсчёты на внешней шкале барабана снимаются напротив неподвижной тонкой риски нанесённой на неподвижную часть барабана. Для этого необходимо плавно вращая барабан З установить сначала перекрестие приблизительно в центре выбранной полосы в верхней части наблюдаемого поля обычно резкое изображение...
50255. Типические признаки жанров журналистики. Аналитичность журналистского материала 50.5 KB
  Информирование общественности о фактах действительности; пропаганда и распространение опыта; популяризация знаний; анализ окружающей действительности (освещение результатов анализа, постановка проблем, пути их решения)...
50256. ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВАННЫ 108.5 KB
  На этом основан метод исследования электростатических полей получивший название метода электролитической ванны. На дно ванны нанесена масштабнокоординатная сетка. На координатной сетке ванны отобразить положение электродов 2 и 3.
50257. Електромагнітне поле та електромагнітна індукцій 284.5 KB
  Експериментально встановлено (теоретично це передбачили М. Фарадей і Дж. Максвелл), що магнітне поле виникає також тоді, коли довільно змінюється напруженість електричного поля. Так, якщо з’єднати пластини зарядженого конденсатора провідником, то магнітне поле існуватиме як навколо провідника
50258. Определение производственного цикла изготовления партии отливок 652.99 KB
  Определение производственного цикла изготовления партии отливок, изучение методов определения и оценки технологичности конструкции изделия, разработка рекомендаций по разработке технологических процессов, описание структуры и продолжительности производственного цикла, организация путей сокращения производственного цикла.
50259. Разработка костюмов к спектаклю У.Шекспира «Двенадцатая ночь» 5.88 MB
  Исследовать историю эпохи Возрождения. Изучить материальную культуру и быт данной эпохи. Выявить характерные черты в костюме выбранной эпохи. Создать авторскую концепцию костюмов. Разработать художественную технику...
50260. КОРЕКЦІЙНА ПЕДАГОГІКА В СИСТЕМІ ПЕДАГОГІЧНИХ НАУК 290 KB
  Обєкт, предмет і завдання курсу корекційної педагогіки. Взаємозвязок корекційної педагогіки з іншими галузями знань. Методи педагогічного дослідження. Становлення і розвиток корекційної педагогіки як науки. Психолого-педагогічна суть корекційно-педагогічної діяльності...