Тяговый и динамический расчет автомобиля ЗиЛ 5301

Курсовая работа

На тему:

Тяговый и динамический расчет автомобиля ЗиЛ 5301

Содержание

Введение

1 Краткая техническая характеристика

2 Оценка тягово-скоростных характеристик

2.1 Уравнение движения автомобиля

2.2 Внешняя скоростная характеристика двигателя

2.3 Тяговая характеристика автомобиля

2.3.1 Радиус качения

2.3.2 Расчет кинематической скорости автомобиля по передачам

2.3.3 Коэффициент полезного действия трансмиссии

2.3.4 Расчет касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля

2.3.5 Сила сопротивления дороги

2.3.6 Сила сопротивления воздуха

2.4 Мощностная характеристика автомобиля

2.5. Динамическая характеристика автомобиля

2.6. Разгон автомобиля

2.6.1 Коэффициент вращающихся масс

2.6.2 Ускорение автомобиля при разгоне

2.6.3 Определение времени разгона автомобиля

2.6.4 Определение пути разгона автомобиля

3. Топливная экономичность автомобиля

3.1 Построение топливной характеристики автомобиля

Литература

Введение

При разработке и доводке конструкций автомобилей ЗиЛ наиболее серьезное внимание, помимо технологичности, уделялось их долговечности, надежности, безопасности, облегчению управления, повышению плавности хода в снижению затрат труда на техническое обслуживание в ремонты в процессе эксплуатации.

В процессе работы над созданием автомобилей в основу были положены опыт отечественного автомобилестроения, тщательный анализ и исследование ряда современных моделей зарубежных грузовых автомобилей подобного класса, широкая постановка научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по рабочим процессам, системам и элементам конструкций. В широких масштабах осуществлялся поиск оптимальных мощностных, размерных и конструктивных вариантов.

С точки зрения потребителя, модели автобусов ЗиЛ обладают рядом преимуществ. Они динамичны, улучшена их устойчивость, легки в управлении в любых дорожных и климатических условиях.

Рассматриваемый в данной работе грузовой автомобиль ЗиЛ 3501 -- средней грузоподъемности.

1 Краткая техническая характеристика

Таблица 1.1 - Техническая характеристика автомобиля ЗиЛ 5301.

Параметр	ЗиЛ-5301 "Бычок"
Двигатель	дизель
	с турбонаддувом
Рабочий объем, см3	4750
Кол-во расположение цилиндров	4, рядное
Максимальная стендовая мощность.
кВт / (об/мин)	30.2 / 2400
Максимальный крутящий момент. Н. м / (об/мин)	350 / 1300-1700
Трансмиссия	Механическая
Привод	На задние колеся
Коробка передач	5-ти ступенчатая
Передаточные числа	6.45; 3,56:1.98; 1.275; 1,0:
	з. х. 6,15
Главная передача	3,273
Колесная база, мм	3650
Длина ширина высота, мм	6175 /2265 / 2885
Колея передняя / задняя, мм	1690 / 1820
Снаряженная масса, кг	3725
Полная масса, кг	6950
Объем топливного бака, я	125
Диаметр разворота, м	18,6
Размер шин	225/75R16
Максимальная скорость, км/ч	99,2
Время разгона до 60 км/ч, с	26,5
Расход топлива, л/700 км:
при 60 км/ч	-
при 80 км ч	-
при 90 км ч	13,9

2 Оценка тягово-скоростных характеристик

2.1 Уравнение движения автомобиля

Оценку тягово-скоростных свойств автомобиля производят, решая уравнение его движения. Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопротивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля, т. е. в каждый момент времени найти ускорение, скорость, время движения и пройденный автомобилем путь.

Окружная сила на ведущих колесах при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха , качению , подъему и разгону автомобиля, т. е.

. (2.1)

Здесь знак "-" при силе соответствует движению автомобиля на подъеме, а знак "+" - движению на спуске; знак "-" при силе соответствует разгону автомобиля, а знак "+" - торможению.

Решение уравнения движения автомобиля в общем виде аналитическими методами практически невозможно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие силы, действующие на автомобиль, с его скоростью. Поэтому уравнение движения автомобиля (2.1) решают численными методами на ЭВМ или приближенно, используя графоаналитические методы. Наибольшее распространение получили метод силового (тягового) баланса, метод мощностного баланса и метод динамической характеристики.

2.2 Внешняя скоростная характеристика двигателя

Скоростная характеристика может быть построена расчетным путем по эмпирическим зависимостям, либо по данным, полученным в результате стендовых испытаний двигателя. В данном курсовом проекте для получения скоростной характеристики мы используем эмпирические зависимости.

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале частот вращения коленчатого вала от 600…1000 до (для дизельного двигателя), здесь - частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Определим интервал частот вращения коленчатого вала для двигателя. Минимальные устойчивые обороты автомобиля 600…800 , а частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности = 2350 , тогда

= 2400 . Для удобства расчетов примем 600 , а = 2400 .

Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по формуле Лейдермана через каждые 235 от до :

, (2.2)

где - эффективная мощность (); - номинальная эффективная мощность (); - частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности (); - частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики ().

Коэффициенты , и зависят от коэффициентов приспособляемости двигателя по крутящему моменту и частоте вращения :

; (2.3)

; (2.4)

, (2.5)

где ;

;

;

,

При этом соблюдается равенство + + = 1.

Производим вычисление значений эффективной мощности двигателя для выбранных частот вращения коленчатого вала. Результаты вычислений сводим в таблицу расчетов внешней скоростной характеристики (см. табл. 3.2).

Расчетные точки кривой эффективного крутящего момента определяются через каждые 300 от , до . Формула имеет вид:

; (2.6)

где - эффективный крутящий момент ().

Производим вычисление значений эффективного крутящего момента двигателя для выбранных частот вращения коленчатого вала. Результаты вычислений сводим в таблицу расчетов внешней скоростной характеристики (см. табл. 3.2).

Условия работы двигателя, установленного на автомобиле, отличаются от стендовых: двигатель работает с другими впускными и выпускными системами, на нем устанавливаются дополнительные механизмы, на привод которых затрачивается определенная мощность, двигатель работает при другом температурном режиме. Поэтому мощность двигателя, установленного на автомобиле , несколько меньше мощности, полученной при стендовых испытаниях .

При использовании для тягово-скоростных расчетов стендовой внешней скоростной характеристики, значения мощности уменьшают путем умножения на коэффициент , зависящий как от конструктивных особенностей и условий эксплуатации автомобиля, так и от особенностей стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика. Следовательно, мощность и момент, передающиеся в трансмиссию автомобиля, определяются по выражениям:

; (2.7)

; (2.8)

В приближенных расчетах можно принимать = 0,93...0,96. Большие значения относятся к двигателям легковых автомобилей.

Зависимости мощностей , и моментов , двигателя, установленного на автомобиле, от частоты вращения коленчатого вала , наносятся на график внешней скоростной характеристики (рис. 2.1).

Результаты расчетов сводятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Показатели внешней скоростной характеристики.

, об/мин	,кВт	,кВт	,	,
600	24,6	23,1	391,1	367,6
900	38,5	36,2	409,0	384,5
1200	52,1	49,0	415,1	390,2
1500	64,2	60,4	409,0	384,5
1800	73,7	69,3	391,1	367,6
2100	79,4	74,6	361,2	339,5
2400	80,2	75,4	319,3	300,1

Рисунок 2.1 - График внешней скоростной характеристики.

2.3 Тяговая характеристика автомобиля

2.3.1 Радиус качения

Для определения движущей силы автомобиля необходимо знать величину радиуса качения ведущего колеса. Так как на колесах автомобиля установлены эластичные пневматические шины, то величина радиуса качения колес во время движения изменяется.

Радиус качения характеризует путь, пройденный колесом за один оборот. Он соответствует радиусу такого фиктивного жесткого колеса, которое при отсутствии пробуксовывания и проскальзывания имеет одинаковую с действительным колесом угловую и поступательную скорости качения.

Радиус качения колеса зависит от нормальной нагрузки, внутреннего давления воздуха в шине, окружной силы, коэффициента сцепления колеса с дорогой и поступательной скорости движения колеса при его качении.

Расчетный радиус качения вычисляется по формуле:

; (2.9)

где - наружный диаметр шины; - статический радиус шины.

Приближенно статический радиус шины можно определить по цифрам, указанным в обозначении шины:

, (2.10)

где - посадочный диаметр обода, мм;

= Н/В (Н и В - высота и ширина профиля шины, мм);

- коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

.

Расчетный радиус качения превышает статический на 2 ... 3 % в зависимости от скорости движения автомобиля (большие значения относятся к скоростям порядка 100 км/ч),т. е.

.

2.3.2 Расчет кинематической скорости автомобиля по передачам

Кинематическая скорость автомобиля является функцией от угловой скорости коленчатого вала двигателя, и определяется выражением:

; (2.11)

где - кинематическая скорость автомобиля при движении на i-той передаче (); - радиус колеса (); - передаточное число главной передачи; - передаточное число i-той передачи.

Радиус колеса = 0,372 ().

Передаточное число главной передачи = 3,273 (см. табл. 1.1).

Передаточные числа каждой передачи коробки берем также из табл. 1.1

Теперь производим расчет значений кинематической скорости автомобиля для каждой угловой скорости коленчатого вала двигателя на каждой из передач. Расчет производим по формуле (2.9). Результаты сводим в таблицу (см. табл. 2.2).

2.3.3 Коэффициент полезного действия трансмиссии

При определении коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии учитывают гидравлические потери, вызванные взбалтыванием и разбрызгиванием масла в картерах коробки передач и ведущего моста, и механические потери, связанные с трением между зубьями шестерен, в подшипниковых узлах и в карданных шарнирах.

В общем случае КПД трансмиссии определяется по формуле:

,(2.12)

где к, 1, m и n - соответственно число пар цилиндрических шестерен внешнего зацепления (), внутреннего зацепления (), конических шестерен () и число карданных сочленений (), передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на 1-ой передаче в КП.

В расчетах принимают: = 0,980 ... 0,985; = 0,990; = 0,960 ... 0,975; = 0,990.

При работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, КПД трансмиссии имеет следующие значения: легковые автомобили - 0,90 ... 0,92;

грузовые автомобили и автобусы - 0,83 ... 0,86;

грузовые автомобили повышенной проходимости - 0,80 ... 0,85.

Большие значения КПД трансмиссии относятся к прямой передаче в коробке передач автомобиля.

Принимаем 0,84.

2.3.4 Расчет касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля

Касательная сила тяги на ведущих колесах автомобиля определяется выражением, Н:

; (2.13)

где - КПД трансмиссии (принимаем = 0,84).

Производим расчет значений касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля по формуле (2.13) для каждой из передач. Результаты сводим в таблицу 2.2. На графике строим кривые в зависимости от скорости (рис 2.2)

Таблица 2.2 Кинематическая скорость и касательная сила тяги.

, об/мин	1-передача	2-передача	3-передача	4-передача	5-передача
	, км/ч	,Н	, км/ч	,Н	, км/ч	,Н	, км/ч	,Н	, км/ч	,Н
600	3,984	17534,2	7,218	9677,8	12,977	5382,6	20,153	3466,1	25,695	2718,5
900	5,976	18338,4	10,826	10121,7	19,466	5629,5	30,229	3625	38,542	2843,2
1200	7,967	18608,8	14,435	10270,9	25,954	5712,5	40,305	3678,5	51,389	2885,1
1500	9,959	18339,3	18,044	10122,2	32,443	5629,8	50,382	3625,2	64,237	2843,3
1800	11,951	17534,2	21,653	9677,8	38,931	5382,6	60,458	3466,1	77,084	2718,5
2100	13,943	16193,9	25,262	8938,1	45,42	4971,2	70,535	3201,1	89,932	2510,7
2400	15,935	14314,2	28,87	7900,6	51,909	4394,1	80,611	2829,6	102,779	2219,3
600	3,984	17534,2	7,218	9677,8	12,977	5382,6	20,153	3466,1	25,695	2718,5

2.3.5 Сила сопротивления дороги

Сила сопротивления качению колес автомобиля при движении автомобиля по горизонтальной дороге определяется в Н по формуле:

.(2.14)

где - сила тяжести автомобиля.

Коэффициент сопротивления качению определяется экспериментально и, в основном, зависит от материала и конструкции шин, давления воздуха в них, твердости и состояния дорожного покрытия, сопротивления подвески деформациям при перекатывании колес через неровности дороги и режима движения автомобиля.

Коэффициент изменяется в широких пределах: от 0,007...0,012 на асфальтобетонном или цементобетонном покрытии в хорошем состоянии до 0,15...0,30 на сухом песке.

Коэффициент при увеличении скорости автомобиля возрастает. При номинальных нагрузках на колесо и давлениях воздуха в шине рост коэффициента становится заметным при V = 15...20 м/с (54...72 км/ч). Значение коэффициента сопротивления качению в зависимости от скорости движения автомобиля V может быть определено по эмпирической формуле:

,(2.15)

где - коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (рекомендуемое для расчета значение = 0,009); - скорость движения автомобиля, км/ч.

Значения и соответствующие им значения заносим в табл. 2.3.

В нижней части графика тяговой характеристики автомобиля (рис. 2.2) наносим кривую , построенную для одного значения. При движении автомобиля по горизонтальной дороге, что предполагается при выполнении этой работы, .

2.3.6 Сила сопротивления воздуха

Сила сопротивления воздуха в Н рассчитывается по формуле:

, (2.16)

где - коэффициент сопротивления воздуха, ; - лобовая площадь автомобиля, т. е. площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси, ; - скорость движения автомобиля, м/с.

Коэффициент сопротивления воздуха принимаем .

Лобовую площадь автомобиля принимаем .

Значения заносим в табл. 2.3.

Кривую силы сопротивления воздуха движению автомобиля строят, откладывая значения этой силы вверх от значений силы , для соответствующих скоростей движения автомобиля (рис. 2.2). Кривая суммарного сопротивления определяет величину окружной силы, необходимой для движения автомобиля с постоянной скоростью V = const.

Таблица 2.3 - Сила сопротивления дороги и сила сопротивления воздуха.

V, км/ч	, Н	, Н	, Н
0	61,3	0	61,3	0,009
5	61,4	6,8	68,2	0,009
10	61,5	27	88,5	0,009
15	61,8	60,8	122,6	0,009
20	62,2	108	170,2	0,009
25	62,7	168,8	231,5	0,009
30	63,3	243,1	306,4	0,009
35	64	330,8	394,8	0,009
40	64,8	432,1	496,9	0,01
45	65,8	546,9	612,7	0,01
50	66,8	675,2	742	0,01
55	68	816,9	884,9	0,01
60	69,2	972,2	1041,4	0,01
65	70,6	1141	1211,6	0,01
70	72,1	1323,3	1395,4	0,011
75	73,7	1519,1	1592,8	0,011
80	75,4	1728,4	1803,8	0,011
85	77,2	1951,2	2028,4	0,011
90	79,2	2187,5	2266,7	0,012
95	81,2	2437,3	2518,5	0,012
100	83,4	2700,6	2784	0,012
105	85,6	2977,4	3063	0,013

Рисунок 2.2 - Тяговая характеристика автомобиля.

2.4 Мощностная характеристика автомобиля

Рассчитываем мощность, подводимую от двигателя к ведущим колесам автомобиля:

.(2.17)

Заносим данные в соответствующие строки табл. 2.4 и строим зависимость для (рис. 2.3).

Рассчитываем мощности затрачиваемые на преодоление силы воздуха и силы сопротивления дорожного покрытия:

;

;

Заносим данные в соответствующие строки табл. 2.4 и строим зависимости

, , для (рис. 2.3).

Отношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля (), к мощности , которую развивает автомобиль при той же скорости и полной подаче топлива называют степенью использования мощности двигателя и обозначают буквой И:

. (2.18)

Значения степени использования мощности двигателя И также заносим в табл. 2.4.

Таблица 2.4 - Показатели мощностной характеристики.

V, км/ч	, кВт	, кВт	, кВт	, кВт	И
25,695	24,56	20,6304	0,4	1,273	0,081
38,542	38,53	32,3652	0,7	4,295	0,154
51,389	52,13	43,7892	1	10,181	0,255
64,237	64,22	53,9448	1,3	19,885	0,393
77,084	73,68	61,8912	1,6	34,36	0,581
89,932	79,39	66,6876	2	54,564	0,848
102,779	80,20	67,368	2,4	81,447	1,245

Рисунок 2.3 - График мощностной характеристики.

2.5 Динамическая характеристика автомобиля

Методы тягового (силового) и мощностного балансов затруднительно применять при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные снаряженные массы и грузоподъемность, так как при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления, различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

С этой целью воспользуемся безразмерной величиной D - динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги () к силе тяжести автомобиля G_a:

. (2.19)

Значения динамического фактора заносим в табл. 2.5.

Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах в коробке передач и полной нагрузке на автомобиль называют динамической характеристикой автомобиля, т. е. D = f(V) (рис.2.4).

Рисунок 2.4 - График динамической характеристики.

2.6 Разгон автомобиля

Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. При эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего 15 -20 % времени, 40 - 45 % - ускоренно и 30 - 40 % - замедленно.

Показателем динамических свойств автомобиля при разгоне служит интенсивность разгона или приемистость автомобиля.

Приемистость (интенсивность разгона) автомобиля характеризует его способность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения. Это свойство автомобиля имеет особенно большое значение в условиях городского движения при частых остановках и троганиях с места, а также характеризует быстроту осуществления обгонов в условиях загородного движения. Интенсивность разгона автомобиля измеряется величиной его ускорения.

2.6.1 Коэффициент вращающихся масс

Коэффициент учета вращающихся масс.

; (2.20)

где =0,03…0,05; = 0,04… 0,06 для одиночных автомобилей. Принимаем = 0,03 и = 0,04 .

Рассчитываем коэффициенты учета вращающихся масс по формуле (2.20) для каждой передачи. Результаты сводим в таблицу 2.5.

2.6.2 Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение автомобиля определяют экспериментально или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колес.

Трогание автомобиля с места кратковременно и определяется преимущественно индивидуальными особенностями водителя. Поэтому считают, что разгон начинается с минимальной скорости V_min на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места.

Величину ускорения в м/с находят из уравнения (2.21)

, (2.21)

где - ускорение свободного падения ( = 9,81 м/с ).

Значения ускорения для каждой передачи заносим в табл. 2.5.

Строим график ускорений автомобиля на передачах (рис. 2.5) в зависимости от скорости его движения.

Рисунок 2.5 - График ускорения автомобиля.

Таблица 2.5 - Показатели тяговой характеристики автомобиля.

Параметры	Частота вращения, об/мин
Обозначение	Размер-ность
	об/мин	600	900	1200	1500	1800	2100	2400
	кВт	23,09	36,22	49,00	60,37	69,26	74,63	75,39
	кВт	24,56	38,53	52,13	64,22	73,68	79,39	80,20
		367,62	384,48	390,15	384,50	367,62	339,52	300,11
		391,1	409,0	415,1	409,0	391,1	361,2	319,3
Передача 1	,		км/ч	3,984	5,976	7,967	9,959	11,951	13,943	15,935
			Н	17534	18338	18609	18339	17534	16194	14314
			------	2,7381	2,8629	2,904	2,8605	2,733	2,5217	2,2257
				9,865	10,316	10,464	10,307	9,846	9,082	8,012
Передача 2	,		км/ч	7,218	10,826	14,435	18,044	21,653	25,262	28,87
			Н	9677,8	10122	10271	10122	9677,8	8938,1	7900,6
			------	1,5095	1,5763	1,596	1,5681	1,493	1,3708	1,201
				9,454	9,875	9,999	9,823	9,35	8,58	7,51
Передача 3	,		км/ч	12,977	19,466	25,954	32,443	38,931	45,42	51,909
			Н	5382,6	5629,5	5712,5	5629,8	5382,6	4971,2	4394,1
			------	0,834	0,8643	0,8655	0,8376	0,7806	0,6947	0,5795
				6,705	6,951	6,961	6,734	6,271	5,573	4,636
Передача 4	,		км/ч	20,153	30,229	40,305	50,382	60,458	70,535	80,611
			Н	3466,1	3625	3678,5	3625,2	3466,1	3201,1	2829,6
			------	0,5253	0,53	0,5101	0,4656	0,3964	0,3027	0,1843
				4,542	4,584	4,408	4,017	3,408	2,583	1,541
Передача 5	,		км/ч	25,695	38,542	51,389	64,237	77,084	89,932	102,78
			Н	2718,5	2843,2	2885,1	2843,3	2718,5	2510,7	2219,3
			------	0,3984	0,3852	0,3459	0,2805	0,189	0,0715	-0,072
				3,504	3,385	3,032	2,443	1,619	0,561	-0,733

2.6.3 Определение времени разгона автомобиля

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

Время разгона автомобиля на -ой передаче от скорости до скорости находят, исходя из следующего соотношения:

. (2.22)

Интегрирование последнего выражения производят численным методом. С этой целью кривые ускорения на каждой из передач разбивают на 5-6 одинаковых интервалов. Предполагается, что в интервале скорости:

, (2.23)

где и - значения скоростей соответственно в начале и конце интервала в м/с.

Ввиду малости последнего, автомобиль движется равноускоренно с ускорением в м/с², равным полусумме ускорений и соответственно в начале и конце этого интервала, т. е.

. (2.24)

Для повышения точности расчета интервал скоростей выбирают равным 3 ... 5 км/ч на низшей передаче, т. е. на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места, 5 ... 10 км/ч - на промежуточных и 10 ... 15 км/ч - на высшей передаче.

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

. (2.25)

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости до скорости , при которой начинается переключение на (k + 1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах, т. е.

, (2.26)

где - число интервалов скоростей на k-ой передаче.

По накопленным значениям , определенным для различных скоростей, строят кривую времени разгона на k-ой передаче, начиная ее со скорости . Для передачи, на которой происходит трогание автомобиля с места в начальный момент при = 0, скорость автомобиля принимается равной .

Падение скорости:

, (2.27)

где - время переключения передачи: с.

Исходные данные и результаты расчета сводим в таблицу 2.6.

2.6.4 Определение пути разгона автомобиля

Путь разгона автомобиля за время определяется выражением

. (2.28)

Этот интеграл также вычисляется численными методами. При равноускоренном движении в интервале скоростей , автомобиль движется со средней скоростью

(2.29)

и проходит путь

. (2.30)

Путь разгона автомобиля до заданной скорости определяется суммированием элементарных путей на каждом интервале скоростей .

Общий путь разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости до скорости находят суммированием пути разгона в интервалах, т. Е

,(2.31)

где - число интервалов на k -ой передаче.

Путь , пройденный автомобилем за время переключения с k -ой на (k +1) передачу, определяется по формуле:

, (2.32)

где скорость , при которой начинается переключение на смежную высшую передачу, и скорость , которая теряется за время переключения передач, выражены в км/ч, а время переключения передач в секундах.

Исходные данные и результаты расчета сводим в таблицу 2.6. Строим график рис.2.6.

Таблица 2.6 - Результаты расчетов времени и пути разгона.

	, км/ч	, м/с	, м/с	,	,	, с	, с	,с	, м/с	, м/с	?м	?м	?м
1	2	3	4	?	6	?	8	?	10	11	12	13	14
Передача 1	4,00	1,11		9,87			0,00	1	2,9			0,00	0,85
	5,40	1,50	0,39	10,20	10,03	0,04	0,04			1,31	0,05	0,05
	6,12	1,70	0,20	10,33	10,27	0,02	0,06			1,60	0,03	0,08
	7,92	2,20	0,50	10,50	10,42	0,05	0,11			1,95	0,09	0,18
	9,36	2,60	0,40	10,40	10,45	0,04	0,14			2,40	0,09	0,27
	10,8	3,00	0,40	10,25	10,33	0,04	0,18			2,80	0,11	0,38
	11,5	3,20	0,20	9,90	10,08	0,02	0,20			3,10	0,06	0,44
Передача 2	10,4	2,90		9,90			1,20	1	7,69			1,29	2,18
	15,48	4,30	1,40	9,90	9,90	0,14	1,34			3,60	0,51	1,79
	19,08	5,30	1,00	9,70	9,80	0,10	1,45			4,80	0,49	2,28
	21,60	6,00	0,70	9,35	9,53	0,07	1,52			5,65	0,42	2,70
	24,12	6,70	0,70	8,76	9,06	0,08	1,60			6,35	0,49	3,19
	26,64	7,40	0,70	8,25	8,51	0,08	1,68			7,05	0,58	3,77
	28,80	8,00	0,60	7,50	7,88	0,08	1,76			7,70	0,59	4,36
Передача 3	27,6	7,69		6,75			2,76	1,00	14,17			6,54	3,98
	33,48	9,30	1,61	6,56	6,66	0,24	3,00			8,49	2,06	8,59
	37,08	10,30	1,00	6,35	6,46	0,15	3,15			9,80	1,52	10,11
	40,68	11,30	1,00	6,00	6,18	0,16	3,32			10,80	1,75	11,86
	44,64	12,40	1,10	5,57	5,79	0,19	3,51			11,85	2,25	14,11
	48,24	13,40	1,00	5,25	5,41	0,18	3,69			12,90	2,38	16,50
	52,20	14,50	1,10	4,60	4,93	0,22	3,91			13,95	3,12	19,61
Передача 4	28,19	7,83		0,43			14,47	1,00	45,78			64,87	12,76
	32,00	8,89	1,06	0,42	0,42	2,52	16,99			8,36	21,03	85,90
	34,50	9,58	0,69	0,40	0,41	1,70	18,68			9,24	15,67	101,57
	37,50	10,42	0,83	0,38	0,39	2,13	20,82			10,00	21,33	122,90
	40,00	11,11	0,69	0,36	0,37	1,87	22,69			10,76	20,14	143,03
	43,10	11,97	0,86	0,33	0,34	2,50	25,19			11,54	28,89	171,92
	46,10	12,81	0,83	0,31	0,32	2,64	27,83			12,39	32,70	204,62
Передача 5	45,78	12,72		0,26			28,83	1,00	70,65			217,38	19,67
	49,50	13,75	1,04	0,25	0,25	4,07	32,90			13,23	53,92	271,30
	54,00	15,00	1,25	0,24	0,25	5,10	38,01			14,38	73,34	344,64
	58,00	16,11	1,11	0,22	0,23	4,83	42,84			15,56	75,14	419,78
	62,00	17,22	1,11	0,20	0,21	5,29	48,13			16,67	88,17	507,95
	66,00	18,33	1,11	0,18	0,19	5,85	53,97			17,78	103,95	611,91
	71,00	19,72	1,39	0,14	0,16	8,74	62,71			19,03	166,22	778,13



Рисунок 2.6 - График времени и пути разгона.

3. Топливная экономичность автомобиля

3.1 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 от установившейся скорости при установившемся движении на ровной горизонтальной дороге на высшей передаче.

При построении графика топливной характеристики установившегося движения для заданной скорости автомобиля на высшей передаче определяется:

- обороты двигателя, соответствующие заданной в км/ч скорости:

; (3.1)

- значение эффективной мощности на валу двигателя, соответствующее полученным оборотам двигателя:

, (3.2)

- значение мощности, передающейся в трансмиссию автомобиля:

; (3.3)

- значение мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля на высшей передаче:

; (3.4)

- значения мощностей, затрачиваемых на преодоление сил дорожного сопротивления и сопротивление воздуха (здесь скорость в м/с):

; (3.5)

; (3.6)

- значения степени использования мощности И и частоты вращения Е:

; (3.7)

;(3.8)

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

;(3.9)

. (3.10)

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

, (3.11)

где - удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности, выше на 5... 10%. Для дизельных двигателей лежит в пределах 190...230г/кВт ч; принимаем = 200 г/кВт ч; = 210 г/кВт-ч (5%); - плотность дизельного топлива, = 820 кг/м³.

Результаты сводим в таблицу 3.1. Строим график 3.1.

Таблица 4.1 - Показатели топливной характеристики автомобиля.

об/мин	, км/ч	кВт	кВт	, кВт	, кВт	, кВт	И	Е			, л/100 км
600	25,7	23,09	24,56	20,6304	0,4	1,273	0,081	0,25	1,197	1,059	3,69
900	38,5	36,22	38,53	32,3652	0,7	4,295	0,154	0,375	1,178	1,002	6,84
1200	51,4	49,00	52,13	43,7892	1	10,181	0,255	0,5	1,133	0,969	10,68
1500	64,2	60,37	64,22	53,9448	1,3	19,885	0,393	0,625	1,052	0,955	14,82
1800	77,1	69,26	73,68	61,8912	1,6	34,36	0,581	0,75	0,945	0,957	18,86
2100	89,9	74,63	79,39	66,6876	2	54,564	0,848	0,875	0,905	0,973	24,77
2400	102,8	75,39	80,20	67,368	2,4	81,447	1,245	1	1,429	1	52,13



Рисунок 3.1 - График топливной характеристики.

Литература.

1. Гришкевнч А.И. Автомобиль: Теория. - Ми.: Высш. шк., 1986. - 208 с.

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

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

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

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

6. Литвинов АС, Фаробин Л.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение. 1989. - 240 с.

7. Мошностной баланс автомобиля В.А. Петрушов. ВВ. Московкин. А.Н. Евграфов. -М.: Машиностроение. 1984. - 160 с.

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

9. Евграфов А.Н.. Есеновскнй-Дашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. - М.: МГАУ. 1998. - 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93.53 ЕС от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

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