ID: 8150

Название работы: Тяговый расчет автомобиля и определение его эксплуатационных характеристик

Категория: Курсовая

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: 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...

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-02-05

Размер файла: 509 KB

Работу скачали: 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;      

Gφ – cцепной 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=(518.4∙48∙0.87)/0.373=58 kH

V=0,377ner0/ UкпUгп

V800=0.377∙800∙0.373/48=2.3 km/ч     

Сила сопротивления качению колёс автомобиля

Ff=Ga∙f 

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+(0.006∙Va)2=0.007

Ff=241227∙0.007=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 max – FВ             

        3) Максимальную окружную силу по сцеплению колес с дорогой:

Fφ max = φG                        

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= РВ +Рf +-Рa

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

Рк= РВ +Рf

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

Рк=Ре∙

Данные мощности определяются из выражений:

Pf=Ff∙Va          и           РВ=FВ∙Va

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 = ( Fk – Fв ) / 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 = ( D – f )g / δ   

    Определяем коэффициент учета вращающихся масс:

 

где Uкп – передаточное число передачи в КП,

      коэффициенты принимаем равными:

σ1 =σ2 = 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+1 – Vi               

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 = 33,5f 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 iΔti  

                                                ΔSi =1,76∙0,627=1,103 м

Определим путь автомобиля за время переключения передачи:

    Sп = (Vmax k – 0,5Vп)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 = 4003,6 / (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 = gepkEikИi (Pf,i + PВi)100/( ρТVaiηтр)                    

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/кВтч (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	Kи	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 = 3/4Va max                                          

                                         VQЭ = 3/485=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.