8150

Тяговый расчет автомобиля и определение его эксплуатационных характеристик

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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

Русский

2013-02-05

509 KB

27 чел.

PAGE  13

ВВЕДЕНИЕ

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

При проведении тягового расчета конструктор имеет дело с тремя видами параметров: заданными, выбираемыми и расчетными.

Исходные данные для расчета сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Исходные данные по 8 варианту

Тип автомобиля

Бортовой грузовик

Грузоподъемность, кг

11900

Колесная формула

4 2

Число передач КП

5

Максимальная скорость, км/ч

85

Коэффициент приспосабливаемости по оборотам kω

1,66

Коэффициент приспосабливаемости по моменту kM

1,24

Тип двигателя

дизель


1 ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ

1.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется следующим образом


      

                              

        Масса полезной нагрузки  определяется следующим образом

где  mгр – номинальная грузоподъёмность, кг;

       mчэ – масса члена экипажа: принимаем 75кг;

       mб – масса багажа одного члена экипажа: mб = 5 кг;

       n –    количество членов экипажа, n=1 чел.

  

  Показатель удельной грузоподъёмности

Еy=mн/mо

mо= mн/ Еy

Еy=0.95-1.25

mн=11900+(75+5)·1=11980 кг

mo=11980/0.95=12610 кг

ma=12610+11980=24590 кг

             1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

Сила тяжести, приходящийся на задний мост

G2=(0.66-0.72) · Ga                                 

Ga= ma*g=24590·9.81=241227 H

G2=0.66·241227=159209 H

Сила тяжести, приходящийся на передний мост

G1= Ga- G2=241227-159209=82018 H

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:

Fш1= G1/2=82018/2=41 кН

                                                   

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

Затем на шину заднего моста:

Fш2= G2/4=159209/4=39,8 кН

Из ГОСТ 5513 – 97 “ Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов “ определяем :

370/70 R20

                                                                                                                                              

Определяем радиус качения колеса:

r0=0.5· (0.5·Dн+rст), где

Dн- наружный (свободный) диаметр шины =1020 мм  

rст- статический радиус шины =474 мм

r0=0.5· (0.5·1020+474)=373,5 мм

1.4 Определение площади лобового сопротивления

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

FB=Cx·AB·q

 

Cx-коэффициент обтекаемости

                                                  Cx= kB/0.61

где kВ – коэффициент воздушного сопротивления;

принимаем kВ = 0,45;                                                                            

AВ – площадь лобового сопротивления:

принимаем AВ = 5 м2;

        q-скоростной напор

=1.225 кг/м3      ГОСТ 4401
                          

FB=0.73·5·324=1182 H

1.5 Выбор характеристики двигателя

Максимальная мощность двигателя определяется из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля при заданном дорожном сопротивлении ψ, которое находится в пределах (0.015 … 0.025 ). Принимаем ψ =0,025.

                              

где ηтр – КПД трансмиссии; при работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике.

Принимаем =0,87

Вт

Максимальная мощность для дизельных двигателей Pemax=Pev=197.4 кВт

Двигатель выбираем по максимальной стендовой мощности, которая определяется по формуле:

                                      

где kст – поправочный коэффициент, равный 0,93…0,96, принимаем kст = 0,96.

кВт.

Минимальные  устойчивые обороты коленчатого вала двигателя:

 ne min = 800 мин-1.

Определяем момент, развиваемый двигателем при максимальной мощности:

 

=288 рад/с

                                     

 H м.

Максимальный момент, развиваемый двигателем равен:

                      

H м.

Максимальный момент двигателя, измеренный на стенде, отличается от реального на 4…6%, определяем по формуле:

                           

Н м.

Обороты коленчатого вала двигателя при максимальной мощности:

1.6 Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи определяем исходя из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля по формуле:

                     

где Uкпв – передаточное число высшей передачи в КП, принимаем  

 =3500 об/мин                                                               

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач

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

  по условию преодоления максимального дорожного сопротивления:

                                       

где ψmax – максимальное дорожное сопротивление, 0,35…0,40: принимаем ψmax = 0,40.                                                                

    

по условию сцепления ведущих колёс авто с поверхностью дорожного покрытия:

                         

где φ – коэффициент сцепления шин с дорогой: принимаем φ = 0,85;      

Gφcцепной вес автомобиля, для заднеприводных автомобилей определяется по формуле:

,

где kR2 – коэффициент перераспределения нормальных реакций, для заднеприводных  автомобилей находится в пределах 1.05…1.15,

Принимаем kR2= 1,15;                                                                                     

 H,

тогда

по условию движения с минимальной скоростью Vmin 

                            

где Vmin – минимально устойчивая скорость движения:

принимаем Vmin = 5 км/ч при nemin=800 об/мин                                                                              

Должно выполняться условие:            

       Принимаем передаточное число первой передачи:    U1 = 8,5

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

                                           

где  n – номер прямой передачи;

m – номер передачи, для которой ведется расчет;

U1 – передаточное число первой передачи.

Значения передаточных чисел сведены в таблицу 2

Таблица 2 Передаточные числа

№ Передачи

Передаточное

число

1

8,5

2

5

3

3

4

1,7

5

1


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 скоростной внешней характеристикой (рис.1) .

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


       

Значение вращающего момента при различных оборотах рассчитываем по формуле:

 

Таблица 3 Данные для построения внешней скоростной характеристики

            neoб/мин            

ne/np

Pe, kBт

Pсте, kВт

Mе, Hм                                   

Mсте, Hм

800

0.22

43.4

45.2

518.4

540

1000

0.28

59.3

61.8

566.6

590.3

1200

0.34

75.6

78.8

622.7

648.7

1500

0.42

97.9

102

623.6

649.6

2000

0.57

                         138.6

144.4

661.9

689.5

2200

0.62

151

157.3

655.6

683

2500

0.71

170.6

177.8

652.2

679.4

3000

0.85

192

200

611.2

636.7

3500

1

197.3

205.6

538.6

561.1


3 ОЦЕНКА ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

3.1 Тяговая характеристика автомобиля

Fk = Ff + Fi + Fв + Faj                                

где Fk – тяговая сила, приложенная к колесам;

Ff – сила сопротивления качению;

Fi – сила сопротивления подъема;

Fв – сила сопротивления воздуха;

Faj – сила сопротивления разгону.

Уравнение называется уравнением тягового баланса автомобиля: сумма всех сил сопротивления, движению автомобиля, включая силу сопротивления разгону, в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах, определенной для случая установившегося движения.

3.1.1 Построение графика тяговой характеристики

Графическое изображение уравнения тягового баланса в координатах полная окружная сила – скорость называется тяговой характеристикой автомобиля.

Для построения тяговой характеристики используется зависимость:

Fk=(518.4480.87)/0.373=58 kH

V=0,377ner0/ UкпUгп

V800=0.377∙8000.373/48=2.3 km/ч     

Сила сопротивления качению колёс автомобиля

Ff=Gaf 

где f – коэффициент сопротивления качению:

    f = f0[1 + ( 0.006.V)2 ]                             

где f0 – коэффициент сопротивления качению колеса, катящегося с постоянной скоростью, не превышающей 50 км/ч, с постоянным радиусом ( f0 = 0.007 ).

f800=0.007(1+(0.006Va)2=0.007

Ff=2412270.007=1688.5 H

График тяговой характеристики представлен на рисунке 2.

3.1.2 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

По тяговой характеристике можно определить:

1) Максимальную скорость движения автомобиля Vmax=85 км/ч. Ее определяют по абсциссе: точки пересечения кривых совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления и силы тяги на высшей передаче.

2 ) Максимально возможную силу сопротивления дороги

Fψ max  = Fk maxFВ             

        3) Максимальную окружную силу по сцеплению колес с дорогой:

Fφ max = φG                        

4)Критическую скорость движения автомобиля Vk по условиям окружной силы и область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

5)Скоростной диапазон автомобиля на i-й передаче, определяется по формуле  

где Vmaxi  и  Vki – соответственно максимальная и критическая скорости при движении автомобиля на i-й передаче в коробке передач.

6) Силовой диапазон автомобиля на i-й передаче,  равный

где Fki max  и Fk vi  - соответственно максимальное значение окружной силы и значение окружной силы при максимальной скорости в случае движения автомобиля на    i-й   передаче

3.2 Мощностная характеристика автомобиля

По аналогии с уравнением тягового баланса уравнение мощностного баланса можно записать в виде:

Рк= РВf +-Рa

Или для случая установившегося движения автомобиля по горизонтальной дороге уравнение можно представить в виде:

Рк= РВf

Мощность, подводимая на каждой передаче от двигателя к ведущим колёсам автомобиля рассчитывают по выражению:

Рке

Данные мощности определяются из выражений:

Pf=FfVa          и           РВ=FВVa

Рк800=43.4∙0.89=38.62 кВт

Pf800=1688,5∙0,6=1013,1 Н

РВ800=0,91∙0,6=0,54 Вт

 Отношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности, которую двигатель может развить при полной подаче топлива и той же скорости движения автомобиля называют степенью использования мощности двигателя и обозначают буквой И:

И= ( Pf+ РВ)/ Рк

И800= (1013,1+0,54)/38620=0,026

3.3 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. Поэтому применяют метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. Воспользуемся динамическим фактором – отношение свободной силы тяги к весу автомобиля:

D = ( FkFв ) / Ga

D800=(  58030-0.91)/241227=0.24

3.3.1 Построение динамической характеристики

Графическое изображение динамического фактора от скорости движения автомобиля при различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой. При построении динамической характеристики используем следующие допущения:

1)  двигатель работает по внешней скоростной характеристике;

2 ) автомобиль движется по ровной горизонтальной дороге.

График динамической характеристики представлен на рисунке 3.

3.3.2 Практическое использование динамической характеристики

Динамическая характеристика позволяет определить:

  1.  Максимальную скорость движения автомобиля: Vmax= 85м/ч.
  2.  Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем

                    

  1.  Максимальную величину уклона, преодолеваемого автомобилем:

                                              imax = Dmax – fV                                            

4) Критическую скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы и  область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя Vкi ;

       5) Зону движения автомобиля без буксования ведущих колес:

   

Необходимо определить динамический фактор по сцеплению:

где Gφ / Ga=k –коэффициент сцепного веса, который показывает, какая доля веса автомобиля приходится на ведущие колеса.  

      6 ) Условие безостановочного движения автомобиля:

Dφ > Dmax >

3.4 Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес. Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

ax = ( Df )g / δ   

    Определяем коэффициент учета вращающихся масс:

 

где Uкп – передаточное число передачи в КП,

      коэффициенты принимаем равными:

σ12 = 0,04                                                                                     

Таблица 4 Коэффициенты учета вращающихся  масс

№ Передачи

Коэффициент учета вращающихся масс

1

3.93

2

2.04

3

1.4

4

1,15

5

1.08

                    

δ =1+0,04∙8,52+0,04=3,93

ax800 = (0,24-0,007/3,93) ∙9,81=0,6

Минимальная устойчивая скорость соответствует минимальным устойчивым оборотам коленчатого вала двигателя. В интервале от 0 до Vmin автомобиль трогается с места при пробуксовке сцепления и постоянном увеличении подачи топлива. Процесс трогания кратковремен, и определяется индивидуальными способностями водителя, поэтому считают, что разгон начинается со скорости Vmin на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места.

Результаты расчетов динамической характеристики автомобиля и ускорений на передачах представлены в таблице 5

Таблица 5. Данные для построения графиков оценки тягово-скоростных свойств автомобиля

ne,мин-1

Pe,kВт

Me,Hм

V,км/ч

Fk,кH

Fв,H

f

Ff,H

D

ах,м/с2

Первая передача

800

43,4

518,4

2,3

58

0,91

0,007

1688,5

0,24

0,6

1000

59,3

566,6

2,9

63,4

1,44

0,00701

1691

0,26

0,63

1200

75,6

622,7

3,5

69,7

2,12

0,00702

1693,4

0,28

0,68

1500

97,9

623,6

4,4

69,8

3,36

0,00703

1695,8

0,3

0,73

2000

138,6

661,9

5,8

74,1

5,84

0,00705

1700,6

0,31

0,75

2200

151

655,6

6,4

73,3

7,11

0,00706

1703

0,31

0,75

2500

170,6

652,2

7,3

73

9,25

0,00708

1707,8

0,31

0,75

3000

192

611,2

8,7

68,4

13,1

0,00711

1715,1

0,28

0,68

3500

197,3

538,6

10,2

60

18

0,00716

1727,1

0,24

0,58

Вторая передача

800

43,4

518,4

4

34

2,77

0,00702

1693,4

0,14

0,63

1000

59,3

566,6

5

37,6

4,34

0,00703

1695,8

0,15

0,68

1200

75,6

622,7

6

41,3

6,25

0,00705

1700,6

0,17  

0,78

1500

97,9

623,6

7,4

41,4

9,5

0,00706

1703

0,171

0,788

2000

138,6

661,9

9,8

43,9

16,6

0,00708

1707,8

0,18

0,83

2200

151

655,6

10,8

43,5

20,25

0,00711

1715,1

0,18

0,831

2500

170,6

652,2

12,3

43,3

26,2

0,00716

1727,1

0,179

0,82

3000

192

611,2

14,8

40,6

38

0,00720

1739,2

0,168

0,77

3500

197,3

538,6

17,2

35,8

51,3

0,00721

1745,3

0,148

0,67

Третья передача

800

43,4

518,4

6,5

20,6

7,3

0,00705

1700,6

0,08

0,5

1000

59,3

566,6

8,2

22,5

11,67

0,00706

1703

0,09

0,58

1200

75,6

622,7

9,8

24,8

16,6

0,00708

1707,8

0,1

0,65

1500

97,9

623,6

12,3

24,9

26,2

0,00711

1715,1

0,1

0,65

2000

138,6

661,9

16,4

26,3

46,6

0,00716

1727,1

0,1

0,65

2200

151

655,6

18

26,1

56,25

0,00720

1739,2

0,1

0,65

2500

170,6

652,2

20,5

26

72,9

0,00722

1746,3

0,1

0,65

3000

192

611,2

24,6

24,3

105

0,00725

1749,9

0,1

0,65

3500

197,3

538,6

28,7

21,4

143

0,00729

1751,2

0,08

0,5

Четвертая передача

800

43,4

518,4

11,6

11,7

23,3

0,00701

1715

0,04

0,28

1000

59,3

566,6

14,5

12,8

36,5

0,00716

1727,1

0,05

0,36

1200

75,6

622,7

17,4

14

52,5

0,00720

1739,2

0,057

0,42

1500

97,9

623,6

21,7

14,1

81,7

0,00722

1746,3

0,058

0,43

2000

138,6

661,9

29

14,9

146

0,00729

1750,1

0,06

0,44

2200

151

655,6

31,9

14,8

176,6

0,00732

1754,2

0,061

0,45

2500

170,6

652,2

36,2

14,7

227,5

0,00739

1759,1

0,06

0,44

3000

192

611,2

43,5

13,8

328,5

0,00741

1762,3

0,057

0,42

3500

197,3

538,6

50

12,1

434

0,00745

1765,4

0,05

0,36

Пятая передача

800

43,4

518,4

19,7

6,8

67,3

0,00721

1740,2

0,02

0,116

1000

59,3

566,6

24,6

7,5

105

0,009724

1749,3

0,03

0,2

1200

75,6

622,7

29,6

8,2

152,1

0,00729

1750,1

0,033

0,23

1500

97,9

623,6

37

8,29

237,6

0,00739

1759,1

0,033

0,23

2000

138,6

661,9

49,3

8,7

421,9

0,00745

1765,4

0,034

0,24

2200

151

655,6

54,2

8,71

510

0,00749

1769,5

0,033

0,23

2500

170,6

652,2

61,6

8,6

658,7

0,00752

1771,4

0,032

0,22

3000

192

611,2

74

8,1

950,6

0,00755

1776,2

0,029

0,19

3500

197,3

538,6

85

7,1

1182

0,00759

1779,1

0,023

0,13

Таблица 6. Данные для построения графиков мощностной характеристики автомобиля

ne,мин-1

Е

Pe,kВт

Pк,kВт

V,км/ч

V,м/с

Pf,kВт

PB,Вт

И

Первая передача

800

0,22

43,4

38,62

2,3

0,6

1,01

0,54

0,026

1000

0,28

59,3

52,7

2,9

0,8

1,35

1,15

0,025

1200

0,34

75,6

67,2

3,5

0,9

1,52

1,9

0,022

1500

0,42

97,9

87,1

4,4

1,2

2,03

4

0,023

2000

0,57

138,6

123,3

5,8

1,6

2,72

9,34

0,022

2200

0,62

151

134,3

6,4

1,7

2,89

12,08

0,021

2500

0,71

170,6

151,8

7,3

2

3,41

18,5

0,022

3000

0,85

192

170,8

8,7

2,4

4,11

31,4

0,027

3500

1

197,3

175,5

10,2

2,8

4,83

50,4

0,027

Вторая передача

800

0,22

43,4

38,62

4

1,1

1,86

3,047

0,048

1000

0,28

59,3

52,7

5

1,38

2,34

5,98

0,044

1200

0,34

75,6

67,2

6

1,66

2,82

10,37

0,042

1500

0,42

97,9

87,1

7,4

2

3,4

19

0,039

2000

0,57

138,6

123,3

9,8

2,72

4,64

45,15

0,037

2200

0,62

151

134,3

10,8

3

5,14

60,75

0,038

2500

0,71

170,6

151,8

12,3

3,41

5,88

89,3

0,039

3000

0,85

192

170,8

14,8

4,1

7,13

155,8

0,042

3500

1

197,3

175,5

17,2

4,77

8,32

244,7

0,048

Третья передача

800

0,22

43,4

38,62

6,5

1,8

3,06

13,14

0,079

1000

0,28

59,3

52,7

8,2

2,27

3,86

26,49

0,073

1200

0,34

75,6

67,2

9,8

2,72

4,64

45,15

0,069

1500

0,42

97,9

87,1

12,3

3,41

5,84

89,3

0,068

2000

0,57

138,6

123,3

16,4

4,55

7,85

212,03

0,065

2200

0,62

151

134,3

18

5

8,69

281,25

0,066

2500

0,71

170,6

151,8

20,5

5,69

9,93

414,8

0,068

3000

0,85

192

170,8

24,6

6,83

11,95

717,15

0,074

3500

1

197,3

175,5

28,7

7,97

13,95

1139,7

0,085

Четвертая передача

800

0,22

43,4

38,62

11,6

3,22

5,52

75

0,144

1000

0,28

59,3

52,7

14,5

4

6,9

146

0,133

1200

0,34

75,6

67,2

17,4

4,83

8,4

253,5

0,128

1500

0,42

97,9

87,1

21,7

6,02

10,4

491,8

0,125

2000

0,57

138,6

123,3

29

8,05

14,05

1175,3

0,123

2200

0,62

151

134,3

31,9

8,86

15,5

1564,6

0,127

2500

0,71

170,6

151,8

36,2

10

17,5

2275

0,13

3000

0,85

192

170,8

43,5

12

21,1

3942

0,146

3500

1

197,3

175,5

50

13,8

24,3

5989,3

0,172

Пятая передача

800

0,22

43,4

38,62

19,7

5,47

9,51

368,1

0,255

1000

0,28

59,3

52,7

24,6

6,83

11,94

717,1

0,24

1200

0,34

75,6

67,2

29,6

8,22

14,38

1250,2

0,232

1500

0,42

97,9

87,1

37

10,27

18,06

2440,1

0,235

2000

0,57

138,6

123,3

49,3

13,6

24

5737,8

0,241

2200

0,62

151

134,3

54,2

15

26,54

7650

0,254

2500

0,71

170,6

151,8

61,6

17,1

30,29

11263

0,273

3000

0,85

192

170,8

74

20,5

36,41

19487

0,327

3500

1

197,3

175,5

85

23,6

41,98

27895

0,398

3.5 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 (соответствует ГОСТ 22576 – 90 “Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.”).

3.5.1 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 определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на 5-6 интервалов. Определим изменение скорости на этих промежутках:

ΔVi = Vi+1Vi               

где Vi+1 – скорость в конце рассматриваемого интервала;

      Vi - скорость в начале рассматриваемого интервала.

ΔVi =2-1,52=0,48 м/с

Считаем, что в полученных промежутках автомобиль движется равноускоренно, тогда определим среднее ускорение:

aср i = 0,5(ai + ai+1)     

где ai – ускорение автомобиля в начале интервала;

      ai+1 - ускорение автомобиля в конце интервала.

aср i = 0,5(0,75+0,78)=0,765 м/с2

Время движения автомобиля, за которое его скорость возрастает на величину приращения скорости, определяется по закону равноускоренного движения:

Δti = ΔVi / aсрi 

Δti = 0,48/0,765=0,627 с

Время разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяется по формуле:

ti = Σ Δti               

Строим зависимость скорости движения от времени разгона на передаче.

При расчетах для автомобилей  время переключения принимают равным 0.8…1.5 с.   Принимаем  tп=1 с.                        

Падение скорости за время переключения рассчитывается по формуле:

Vп = 33,5f tп 

Vп = 33,5∙0,007∙1=0,2345 км/ч

                               

3.5.2 Определение пути разгона

При равноускоренном движении в интервале скоростей Vi путь, проходимый автомобилем определяется:

ΔSi = Vср iΔti  

                                                ΔSi =1,760,627=1,103 м

Определим путь автомобиля за время переключения передачи:

    Sп = (Vmax k – 0,5Vп)t п                          

где k – номер передачи.

Sп = (5-0,5∙0,0651) ∙1=4,967 м

Путь разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяется по формуле:

Si = Σ ΔSi 

Таблица 7.

Номер точки

Vi  км/ч

Vi  ,м/с

ΔVi ,м/с

ai,м/с2

ai ср,м/с2

Δti,c

ti,,c

tп,,c

Vп  км/ч

Vп  ,м/с

               Vi ср,м/с

     ΔSi,м

     Si,м

  Sп,м

Вторая передача

0

5,5

1,52

0

0,75

0

0

0

1

0,2345

0,0651

0

0

0

4,967

1

7,5

2

0,48

0,78

0,765

0,627

0,627

1,76

1,103

1,103

2

9,5

2,63

0,63

0,83

0,805

0,782

1,409

2,315

1,81

2,913

3

11,5

3,19

0,56

0,831

0,8305

0,674

2,083

2,91

1,961

4,874

4

13,5

3,75

0,56

0,82

0,8315

0,673

2,756

3,47

2,335

7,209

5

15,5

4,3

0,55

0,77

0,795

0,691

3,447

4,025

2,781

9,99

6

18

5

0,7

0,67

0,7

1

4,447

4,65

4,65

14,64

Третья передача

0

18

5

0

0,65

0,66

0

4,447

1

0,2345

0,0651

5

0

14,64

7,937

1

20,1

5,58

0,58

0,65

0,65

0,892

5,339

5,29

4,718

19,35

2

22,3

6,19

0,61

0,62

0,635

0,96

6,299

5,885

5,649

25

3

24,9

6,91

0,72

0,6

0,61

1,18

7,479

6,55

7,729

32,73

4

26,9

7,47

0,56

0,58

0,59

0,949

8,428

7,19

6,823

39,55

5

27,9

7,75

0,18

0,53

0,555

0,324

8,752

7,61

2,465

42,02

6

28,7

7,97

0,18

0,5

0,515

0,349

9,101

7,86

2,743

44,76

Четвертая передача

0

28,7

7,97

0

0,44

0,47

0

9,101

1

0,2345

0,0651

7,97

0

44,76

13,84

1

32,2

8,94

0,97

0,45

0,445

2,17

11,27

8,455

18,347

63,11

2

35,7

9,91

0,97

0,44

0,445

2,17

13,44

9,425

20,452

83,56

3

39,2

10,88

0,97

0,42

0,43

2,25

15,69

10,395

23,388

106,9

4

42,8

11,88

1

0,4

0,41

2,43

18,12

11,38

27,65

134,6

5

46,4

12,89

1,1

0,38

0,39

2,82

20,94

12,385

34,92

169,5

6

50

13,88

0,9

0,36

0,37

2,43

23,37

13,385

32,52

202

Пятая передача

0

50

13,88

0

0,24

0,3

0

23,37

1

0,2345

0,0651

13,88

0

202

23,56

1

55,8

15,5

1,62

0,22

0,23

7,04

30,41

14,69

103,41

305,4

2

61,6

17,11

1,61

0,2

0,21

7,66

38,07

16,305

124,89

430,3

3

67,4

18,72

1,61

0,18

0,19

8,47

46,54

17,915

151,74

582

4

73,2

20,33

1,61

0,16

0,17

9,47

56,01

19,525

184,9

766,9

5

79

21,94

1,61

0,14

0,15

10,73

66,74

21,135

226,77

1033

6

85

23,6

1,66

0,13

0,135

12,29

79,03

22,77

279,84

1313

3.5.3 Практическое использование характеристики времени и пути разгона

По скоростной характеристике разгона автомобиля определяют следующие оценочные параметры тягово-скоростных свойств автомобиля:

1) Условная максимальная скорость Vу max. Она определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 метров 2000 метрового участка.

                        Vу max = 4003,6 / (t2000 – t1600 )                 

где t2000 и t1600 – время разгона автомобиля на участках соответственно 2000 м  и 1600 м.

                         t1600 = 91 с

                         t2000 =  108 с

                      Vу max=400∙3,6/( 108-91)=84,7 км/ч

Так как автомобиль развивает максимальную скорость на участке менее 2000 метров, то определим время прохождения автомобилем 2000 отметки:

                            t2000 = tV + (2000 – Sv)3,6 / Vmax   

                            t2000 =79,03+(2000-1313)3,6/85=95 с

где tV – время разгона автомобиля до максимальной скорости;

     Sv – путь,  на котором автомобиль разгоняется до максимальной скорости

  1.  Время разгона автомобиля t400 и t1000 на участках протяженностью 400 и  1000 м.

     t400 =40,3  с                                    t1000 =65,7 с                                    

  1.  Время разгона t3 до 80 км/ч

t3=67.8 c

Результаты сведены в таблицу 12

4 ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

4.1 Построение топливной характеристики 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 QS от установившейся скорости Va при установившемся движении на ровной горизонтальной дороге на высшей передаче.

Значения степени использования мощности И  и частоты вращения Е:

   Е = ne / np                                                                    

   И = (Pψi + PВi) / Pki                                                  

Определяем коэффициенты, зависящие от степени использования двигателя и частоты вращения коленчатого вала двигателя:

kE = 1.25 – 0.99E + 0.98E2 – 0.24E3                            

kИ = 1.2 + 0.14И – 1.8И2 +1.46И3                               

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

QSi = gepkEikИi (Pf,i + PВi)100/( ρТVaiηтр)                    

где gep – удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности, выше gemin на 5…10%. Для дизельных двигателей ge min лежит в пределах 195…230г/кВт ч; принимаем ge min = 230 г/кВт ч; gep=250 г/кВтч (8 %)       

ρт – плотность топлива, ρт = 860 кг/м3.                                                              

Результат расчета сводим в таблицу 8.

V,км/ч

ne,мин-1

Pсте, kВт

Pe,кВт

Pk,кВт

Pf,kВт

Pв,Вт

И

Е

Ke

Qs,л/100

19,7

800

45.2

43,4

38,62

9,51

368,1

0,255

0,22

1,1429

1,0771

20,16

24,6

1000

61.8

59,3

52,7

11,94

717,1

0,24

0,28

1,1501

1,0444

20,18

29,6

1200

78.8

75,6

67,2

14,38

1250,2

0,232

0,34

1,15415

1,0172

20,24

37

1500

102

97,9

87,1

18,06

2440,1

0,235

0,42

1,15244

0,9892

20,63

49,3

2000

144.4

138,6

123,3

24

5737,8

0,241

0,57

1,14967

0,95961

21,51

54,2

2200

157.3

151

134,3

26,54

7650

0,254

0,62

1,1433

0,9558

22,45

61,6

2500

177.8

170,6

151,8

30,29

11263

0,273

0,71

1,1338

0,9553

23,8

74

3000

200

192

170,8

36,41

19487

0,327

0,85

1,10443

0,9611

26,13

85

3500

205.6

197,3

175,5

41,98

27895

0,398

1

1,0626

1

28,47

4.2 Определение эксплуатационного расхода топлива

При определении эксплуатационного расхода топлива исходя из того, что при неустановившемся движении по дорогам с асфальтобетонным покрытием расход топлива оказывается на 10…15% выше, чем расход, определенный по топливной характеристике установившегося движения при скорости, соответствующей 3/4 от максимальной для автомобилей с дизельным   двигателем. Определяя значения максимальной эксплуатационной скорости на высшей передаче надо учитывать ограничение скорости правилами дорожного движения, оказывающей влияние на значение максимальной эксплуатационной скорости.

                                             VQЭ = 3/4Va max                                          

                                         VQЭ = 3/485=63.75 км/ч

По графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости определяется расход топлива QVQЭ=24,2 л. Затем вычисляется эксплуатационный расход топлива:

                                                QЭ = (1.10…1.15) QVQЭ    

                      QЭ = (1.10…1.15) 24,2=26,6 л

Эксплуатационный расход топлива QЭ= 26,6л/100

                                            Итоговые таблицы

Данные, определяемые по тяговой характеристике автомобиля.

Таблица 9

Параметр

Vmax

Fkv

Fknmax

Fkmax

Vmin

Fφ

Vkn

dvn

dfn

Размерность

км/ч

кН

кН

кН

км/ч

кН

км/ч

-

-

Значение

85

7,1

8,71

74,1

2,3

127

54,2

Данные, определяемые по динамической характеристике автомобиля.

       Таблица 10

Параметр

Vmax

Dv

Dnmax

Dmax

Fnψ max

hnmax

Vmin

Dφ

Vkn

dvn

dDn

Размерность

км/ч

-

-

-

Н

-

км/ч

-

км/ч

-

-

Значение

85

0.023

0.034

0.31

1779.1

0.027

2.3

0.52

49.3

Данные, определяемые по характеристике ускорений автомобиля.

Таблица 11

Параметр

axmax

Vaxmax

axnmax

Vaxnmax

Vmax

Размерность

м/с2

км/ч

м/с2

км/ч

км/ч

Значение

0.831

10.8

0.24

49.3

85

Данные, определяемые по характеристикам времени  и пути разгона автомобиля.

Таблица 12

Vуmax

t400

t1000

Vз 

tз

км/ч

с

с

км/ч

с

65

40,3

65,7

80

67,8

Данные, определяемые по топливной характеристике установившегося движения  автомобиля.

Таблица 13

Параметр

VQk

Qk

VQэ

Qэ

Размерность

км/ч

л/100

км/ч

л/100

Значение

85

28.47

63.75

26.6

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Автомобили. Теория/А.И.Гришкевич — Мн.: Выш.шк., 1986.— 208с.: ил.

  1.  ГОСТ 4754 – 97 “ Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости “.

  1.  Учебно-методическое пособие “ тяговая динамика и топливная экономичность автомобиля с механической трансмиссией “/ О.С.Руктешель,Б.В.Бобровский. - Мн.:БГПА,2001 – 85с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76013. Брейн-ринг «Відгадай елемент» 68.5 KB
  Мета: розширити і поглибити знання учнів про хімічні елементи зацікавити учнів фактами з історії їх відкриття та внеском вчениххіміків у цей процес; виховувати зацікавленість учнів предметом історією науки. Обладнання: мультимедійна дошка презентація гри таймер періодична таблиця хімічних елементів.
76016. Що за диво ці казки! The Magic World of Fairy Tales 966.5 KB
  Мета: узагальнити та систематизувати знання учнів за темою «Казка»; розвивати уміння застосовувати набуті знання сприяти морально-етичному вихованню школярів, виховувати інтерес до вивчення літератури.
76019. Как планете остаться голубой. Вода – источник жизни на Земле 148 KB
  Цели урока: познакомить учащихся с проблемой загрязнения воды научить детей быть бережливыми хозяевами природных ресурсов воспитывать любовь и бережное отношение к водным источникам. Приветствие в кругу друзей: Экологов в круг приглашаем сейчас Проблемы воды мы обсудим как раз.
76021. Казкові герої виліплення з пластиліну. Виготовлення плоских форм на площині казкового героя 50 KB
  Як ви уже зрозуміли сьогодні до нас на урок завітала казка Чи полюбляєте ви казки Які казки вам подобаються Про що ми дізнаємося у казках Як казочки завжди розпочинаються Як казочки закінчуються А чи знаєте ви що таке казка і звідки вона до нас прийшла...