Тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Техническая характеристика автомобиля

2. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

3. Расчет тяговой диаграммы автомобиля

4. Расчет динамической характеристики автомобиля

5. Расчет ускорения автомобиля на передачах

6. Расчет времени и пути разгона автомобиля на передачах

7. Расчет остановочного пути автомобиля на передачах

8. Расчет путевого расхода топлива автомобилем

Заключение

Список литературы

Введение

Жизнь современного человека трудно представить себе без автомобиля. Автомобиль используется и в производстве, и в быту, и в спорте.

Эффективность использования автотранспортных средств в различных условиях эксплуатации определяется комплексом их потенциальных эксплуатационных свойств - тягово-скоростных, тормозных, проходимости, топливной экономичности, устойчивости и управляемости, комфортабельности плавности хода. На эти эксплуатационные свойства влияют основные параметры автомобиля и его узлов, прежде всего двигателя, трансмиссии и колес, а также характеристики дороги и условий движения.

Повышение производительности автомобиля и снижение себестоимости перевозок невозможно без изучения эксплуатационных свойств автомобиля, так как для решения этих задач следует увеличить его среднюю скорость движения и уменьшить расход топлива при одновременном сохранении безопасности движения и обеспечении максимальных удобств для водителя и пассажиров.

Показатели эксплуатационных свойств можно определить экспериментальным или расчетным методом. Для получения экспериментальных данных автомобиль испытывают на специальных стендах, или непосредственно на дороге в условиях, приближенных к эксплуатационным. Проведение испытаний сопряжено с затратой значительных средств и труда большого числа квалифицированных работников. Кроме того, воспроизвести при этом все условия эксплуатации очень сложно. Поэтому испытания автомобиля сочетают с теоретическим анализом эксплуатационных свойств и расчетом их показателей.

Тягово-скоростными свойствами автомобиля называют совокупность свойств определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона и торможения автомобиля при его работе на тяговом режиме работы в различных дорожных условиях.

В данном курсовом проекте следует выполнить необходимые расчеты на основании конкретных технических данных, построить графики и по ним анализировать тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля ВАЗ-21099. По результатам расчетов требуется построить внешнюю скоростную, тяговую и динамическую характеристики, определить ускорения автомобиля на передачах, изучить зависимости скорости автомобиля от пути и скорости автомобиля от времени при разгоне, произвести расчет остановочного пути автомобиля, исследовать зависимость расхода топлива от скорости. В результате можно сделать вывод о тягово-скоростных и топливно-экономических свойствах автомобиля ВАЗ-21099.

1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

1 Марка и тип автомобиля: ВАЗ-21099

Марка автомобиля составляется из букв и цифрового индекса. Буквы представляют собой сокращенное название завода- изготовителя, а цифры: первая - класс автомобиля по рабочему объему цилиндров двигателя, вторая - условное обозначение вида, третья и четвертая - порядковый номер модели в классе, пятая - номер модификации. Таким образом, ВАЗ-21099 - легковой автомобиль, выпускаемый Волжским автомобильным заводом, малого класса, 9 модели, 9 модификации.

2 Колесная формула: 42.

Автомобили, рассчитанные на движение по дорогам с усовершенствованным покрытием, имеют обычно два ведущих и два не ведущих колеса, а автомобили, рассчитанные в основном на эксплуатацию в тяжелых дорожных условиях, имеют все ведущие колеса. Эти различия отражаются в колесной формуле автомобиля, которая включает общее число колес и число ведущих.

3 Число мест: 5 мест.

Для легковых автомобилей и автобусов указывают общее количество мест, включая место водителя. Легковым считается пассажирский автомобиль с числом мест для сидения не более девяти, включая место водителя. Пассажирским является автомобиль, который по своей конструкции и оборудованию предназначен для перевозки пассажиров и багажа с обеспечением необходимого комфорта и безопасности.

4 Собственная масса автомобиля: 915 кг (в том числе на переднюю и заднюю оси, соответственно, 555 и 360 кг).

Собственная масса автомобиля - масса автомобиля в снаряженном состоянии без нагрузки. Слагается из сухой массы автомобиля (не заправленный и не снаряженный), массы топлива, охлаждающей жидкости, запасного колеса (колес), инструмента, принадлежностей и обязательного оборудования.

5 Полная масса автомобиля: 1340 кг (в том числе на переднюю и заднюю оси, соответственно, 675 и 665 кг).

Полная масса - сумма собственной массы автомобиля и массы груза или пассажиров, перевозимых автомобилем.

6 Габаритные размеры (длина, ширина, высота): 400615501402 мм.

7 Максимальная скорость автомобиля - 156 км/ч.

8 Контрольный расход топлива: 5,9 л/100 км при скорости 90 км/ч.

9 Тип двигателя: ВАЗ-21083, карбюраторный, 4-тактный, 4-цилиндровый.

10 Рабочий объем цилиндров: 1,5 л.

11 Максимальная мощность двигателя: 51,5 кВт.

12 Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности: 5600 об/мин.

13 Максимальный крутящий момент двигателя: 106,4 Нм.

14 Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту: 3400 об/мин.

15 Тип коробки передач: 5-ступенчатая, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода, передаточные числа - 3,636; 1,96; 1,357; 0,941; 0,784; З.Х. - 3,53.

16 Раздаточная коробка (если есть) - нет.

17 Тип главной передачи: цилиндрическая, косозубая, передаточное число - 3,94.

18 Шины и маркировка: радиальные низкопрофильные, размер 175/70R13.

2. РАСЧЕТ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Окружная сила на ведущих колесах, движущая автомобиль, возникает в результате того, что к ведущим колесам подводится через трансмиссию крутящий момент от двигателя.

Влияние двигателя на тягово-скоростные свойства автомобиля определяются его скоростной характеристикой, которая представляет собой зависимость мощности и момента на валу двигателя от частоты его вращения. Если эта характеристика снята при максимальной подаче топлива в цилиндр, то она называется внешней, если при неполной подаче - частичной.

Для расчета внешней скоростной характеристики двигателя необходимо взять технические характеристики значения ключевых точек.

1 Максимальная мощность двигателя: , кВт.

Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности: , об/мин.

2 Максимальный крутящий момент двигателя: , кНм.

Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту: , об/мин.

Промежуточные значения определяются из уравнения полинома:

, (2.1)

где - текущее значение мощности двигателя, кВт;

- максимальная мощность двигателя, кВт;

- текущее значение частоты вращения коленчатого вала, рад/с;

- частота вращения коленчатого вала в расчетном режиме, соответствующая максимальному значению мощности, рад/с;

- коэффициенты полинома.

Коэффициенты полинома рассчитываются по следующим формулам:

; (2.2)

; (2.3)

, (2.4)

где - коэффициент приспособляемости по моменту;

- коэффициент приспособляемости по частоте вращения.

Коэффициенты приспособляемости

; (2.5)

, (2.6)

где - момент, соответствующий максимальной мощности;

. (2.7)

Перевод частоты об/мин в рад/с

. (2.8)

Для проверки правильности коэффициентов полинома должно выполняться равенство: .

Значение величины крутящего момента

. (2.9)

Рассчитанные значения мощности отличаются от фактических, передаваемых в трансмиссию за счет потерь мощности двигателя на привод вспомогательного оборудования. Поэтому фактические значения мощности и момента определяются по формулам:

; (2.10)

, (2.11)

где - коэффициент, учитывающий потери мощности на привод вспомогательного оборудования; для легковых автомобилей

=0,95..0,98. Принимаем =0,98

Расчет внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля ВАЗ-21099.

Значения в ключевых точках берем из краткой технической характеристики:

1 Максимальная мощность двигателя =51,5 кВт.

Частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности, =5600 об/мин.

2 Максимальный крутящий момент двигателя =106,4 Нм.

Частота вращения вала, соответствующая максимальному крутящему моменту, =3400 об/мин.

Произведем перевод частот в рад/с:

рад/с;

рад/с.

Тогда крутящий момент при максимальной мощности

кНм.

Определим коэффициенты приспособляемости по моменту и по частоте вращения:

;

.

Приведем расчет коэффициентов полинома:

;

;

.

Проверка: 0,710 + 1,644 - 1,354= 1

Следовательно, расчеты коэффициентов произведены правильно.

Произведем расчеты мощности и крутящего момента для холостого хода. Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной нагрузкой, равна для карбюраторного двигателя =60 рад/с:

кВт;

кНм;

кВт;

кНм.

Дальнейшие расчеты заносим в таблицу 2.1, по данным которой строим графики изменения внешней скоростной характеристики:

; ; ; .

Таблица 2.1 - Расчет значений внешней скоростной характеристики

Параметр
, рад/с	60	165,6	271,2	355,87	482,4	586,13	644,74
/	0,102	0,283	0,463	0,607	0,823	1,000	1,100
, кВт	4,536	15,548	28,158	37,795	48,569	51,500	49,855
, кНм	0,076	0,094	0,104	0,106	0,101	0,088	0,077
, кВт	4,445	15,237	27,595	37,039	47,598	50,470	48,858
, кНм	0,074	0,092	0,102	0,104	0,099	0,086	0,075

Вывод: в результате проведенных расчетов была определена внешняя скоростная характеристика автомобиля ВАЗ-21099 построены ее графики, правильность которых удовлетворяет следующим условиям:

1) кривая изменения мощности проходит через точку с координатами (51,5; 586,13);

2) кривая изменения момента двигателя проходит через точку с координатами (0,1064; 355,87);

3) экстремум функции моментов находится в точке с координатами (0,1064; 355,87).

Графики изменения внешней скоростной характеристики приведены в приложении А.

3. РАСЧЕТ ТЯГОВОЙ ДИАГРАММЫ АВТОМОБИЛЯ

Тяговой диаграммой называется зависимость окружной силы на ведущих колесах от скорости движения автомобиля .

Основной движущей силой автомобиля является окружная сила, приложенная к его ведущим колесам. Эта сила возникает в результате работы двигателя и вызвана взаимодействием ведущих колес и дороги.

Каждой частоте вращения коленчатого вала соответствует строго определенное значение момента (по внешней скоростной характеристике). По найденным значениям момента определяют , а по соответствующей частоте вращения вала - .

Для установившегося режима окружная сила на ведущих колесах

, (3.1)

где - фактическое значение момента, кНм;

- передаточное число трансмиссии;

- радиус качения колеса, м;

- КПД трансмиссии, значение определено в задании.

Установившимся называется такой режим, при котором будут отсутствовать потери мощности, обусловленные ухудшением наполнения цилиндра свежим зарядом и тепловой инерцией двигателя.

Значение передаточного числа трансмиссии и окружной силы рассчитывается для каждой передачи:

, (3.2)

где - передаточное число коробки передач;

- передаточное число раздаточной коробки;

- передаточное число главной передачи.

Радиус качения колеса

 (3.3)

где - максимальная скорость автомобиля из технической характеристики, м\с;

UТ - передаточное число пятой передачи;

wp - частота вращения вала, соответствующая максимальной мощности, рад\с;

Скорость движения автомобиля

, (3.4)

где - скорость автомобиля, м/с;

w - частота вращения коленчатого вала, рад/с.

Значение величины, ограничивающей окружную силу на ведущих колесах по условиям сцепления колеса с дорогой, определяется по формуле

, (3.5)

где - коэффициент сцепления колеса с дорогой;

- вертикальная составляющая под ведущими колесами, кН;

- вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса, кН;

- масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса, т;

- ускорение свободного падения, м/с.

Рассчитаем параметры тяговой диаграммы автомобиля ВАЗ-21099. Передаточное число трансмиссии при включении первой передачи

Радиус качения колеса

м.

Тогда значение окружной силы

кН.

Скорость движения автомобиля

м/с=3,438 км/ч

Все последующие расчеты целесообразно свести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчет параметров тяговой диаграммы

, рад/с	60	165,6	271,2	355,87	482,4	586,13
, кНм	0,074	0,092	0,102	0,104	0,099	0,086
	, м/с	0,955	2,636	4,316	5,664	7,677	9,328
	,км/ч	3,438	9,490	15,538	20,390	27,637	33,581
	,кН	4,278	5,318	5,896	6,012	5,723	4,971
	, м/с	1,772	4,890	8,007	10,507	14,243	17,306
	,км/ч	6,379	17,604	28,825	37,825	51,275	62,302
	,кН	2,306	2,867	3,178	3,241	3,085	2,680
	, м/с	2,558	7,061	11,564	15,175	20,570	24,993
	,км/ч	9,209	25,420	41,630	54,630	74,052	89,975
	,кН	1,597	1,985	2,201	2,244	2,136	1,856
	, м/с	3,689	10,183	16,676	21,882	29,662	36,040
	,км/ч	13,280	36,659	60,034	78,775	106,783	129,744
	,кН	1,107	1,377	1,526	1,556	1,481	1,287
	, м/с	4,429	12,223	20,017	26,267	35,606	43,262
	,км/ч	15,944	44,003	72,061	94,561	128,182	155,743
	,кН	0,922	1,147	1,271	1,296	1,234	1,072

По полученным значениям строится зависимость окружной силы на ведущих колесах (FK) от скорости движения автомобиля FK=f(va) (тяговая диаграмма), на которую наносится ограничивающая линия по условиям сцепления колеса с дорогой. Количество кривых тяговой характеристики равно числу передач в его коробке.

Определим значение величины, ограничивающей окружную силу на ведущих колесах по условию сцепления колеса с дорогой, по формуле (3.5)

кН.

Вывод: линия ограничения окружной силы по условиям сцепления пересекает одну из зависимостей (для I передачи), следовательно, максимальное значение окружной силы будет ограничено по условиям сцепления значением кН.

Тяговая диаграмма автомобиля ВАЗ-21099 приведена в приложении Б.

4. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

Динамической характеристикой автомобиля называется зависимость динамического фактора от скорости. Динамическим фактором называется отношение свободной силы , направленной на преодоление сил сопротивления дороги, к весу автомобиля:

, (4.1)

где - окружная сила на ведущих колесах автомобиля, кН;

- сила сопротивления воздуха, кН;

- вес автомобиля, кН.

При расчете силы сопротивления воздуха учитываются лобовое и добавочное сопротивления воздуха.

Сила сопротивления воздуха

, (4.2)

где - суммарный коэффициент, учитывающий коэффициент лобового

сопротивления, и коэффициент дополнительного сопротивления,

который для легковых автомобилей принимается в пределах =0,15…0,3 Нс/м;

- скорость движения автомобиля;

- площадь лобового сопротивления (проекция автомобиля на плоскость,

перпендикулярную направлению движения).

Площадь лобового сопротивления

, (4.3)

где - коэффициент заполнения площади (для легковых автомобилей равен 0,89-0,9);

- габаритная высота автомобиля, м;

- габаритная ширина автомобиля, м.

Ограничение динамического фактора по условиям сцепления колеса с поверхностью дороги

, (4.4)

где - ограничивающая окружной силы, кН.

Так как ограничение наблюдается при начале движения автомобиля, т.е. на малых скоростях, то величиной сопротивления воздуха можно пренебречь.

По результатам расчетов строится график динамической характеристики для всех передач и наносится линия ограничения динамического фактора, а также линия суммарного дорожного сопротивления.

На динамической характеристике отмечаются ключевые точки, по которым происходит сравнение автомобилей различных масс.

Расчет динамической характеристики автомобиля ВАЗ-21099.

Определим площадь лобового сопротивления

м.

Подставим числовые значения для первой точки:

кН;

.

Все последующие расчеты сводятся в таблицу 5.1.

Рассчитаем ограничение динамического фактора по условиям сцепления колеса с поверхностью дороги:

.

Вывод: из построенного графика (приложение В) видно, что линия ограничения динамического фактора пересекает зависимость динамической характеристики на первой передаче, что означает, что условия сцепления влияют на динамическую характеристику автомобиля ВАЗ-21099 и при заданных условиях автомобиль не сможет развить максимального значения динамического фактора. На динамической характеристике отмечаются ключевые точки, по которым происходит сравнение автомобилей разных масс:

1) максимальное значение динамического фактора на высшей передаче Dv(max) и соответствующая ему скорость vк - критическая скорость: (0,081; 12,223);

2) значение динамического фактора при максимальной скорости движения автомобиля (0,021; 39,100);

3) максимальное значение динамического фактора на первой передаче и соответствующая ему скорость: (0,423; 3,000)

Максимальная скорость движения определяется сопротивлением дороги и в данных дорожных условиях автомобиль не может достичь максимального значения скорости по технической характеристике.

5. РАСЧЕТ УСКОРЕНИЙ АВТОМОБИЛЯ НА ПЕРЕДАЧАХ

Ускорение автомобиля на передачах

автомобиль тяговый ускорение передача

, (5.1)

где - ускорение свободного падения, м/с;

- коэффициент, учитывающий разгон вращающихся масс;

- динамический фактор;

- коэффициент сопротивлению качению;

- уклон дороги.

Коэффициент, учитывающий разгон вращающихся масс

, (5.2)

где - эмпирические коэффициенты, принимаются в пределах

=0,03…0,05; =0,04…0,06;

- передаточное число коробки передач.

Для расчетов принимаем =0,04, =0,05, тогда

- для первой передачи;

- для второй передачи;

- для третьей передачи;

- для четвертой передачи;

- для пятой передачи.

Найдем ускорение для первой передачи:

м/с.

Результаты остальных расчетов сводятся в таблицу 5.1.

По полученным данным строится график ускорения автомобиля ВАЗ-21099 на передачах (приложение Г).

Таблица 5.1 - Расчет значений динамического фактора и ускорений

, рад/с	60	165,6	271,2	355,87	482,4	586,13
, кНм	0,074	0,092	0,102	0,104	0,099	0,086
	, м/с	0,955	2,636	4,316	5,664	7,677	9,328
	,км/ч	3,438	9,490	15,538	20,390	27,637	33,581
	,кН	4,278	5,318	5,896	6,012	5,723	4,971
	, кН	0,0005	0,0040	0,0108	0,0186	0,0342	0,0505
		0,325	0,404	0,448	0,456	0,433	0,374
	,м/с	1,753	2,208	2,463	2,509	2,376	2,036
, рад/с	60	165,6	271,2	355,87	482,4	586,13
, кНм	0,074	0,092	0,102	0,104	0,099	0,086
	, м/с	1,772	4,890	8,007	10,507	14,243	17,306
	,км/ч	6,379	17,604	28,825	37,825	51,275	62,302
	,кН	2,306	2,867	3,178	3,241	3,085	2,680
	, кН	0,0018	0,0139	0,0372	0,0641	0,1177	0,1738
		0,175	0,217	0,239	0,242	0,226	0,191
	,м/с	1,126	1,561	1,736	1,760	1,632	1,354
	, м/с	2,558	7,061	11,564	15,175	20,570	24,993
	,км/ч	9,209	25,420	41,630	54,630	74,052	89,975
	,кН	1,597	1,985	2,201	2,244	2,136	1,856
	, кН	0,0038	0,0289	0,0759	0,1336	0,2455	0,3624
		0,121	0,149	0,162	0,161	0,144	0,114
	,м/с	0,867	1,109	1,222	1,213	1,066	0,806
	, м/с	3,689	10,183	16,676	21,882	29,662	36,040
	,км/ч	13,280	36,659	60,034	78,775	106,783	129,744
	,кН	1,107	1,377	1,526	1,556	1,481	1,287
	, кН	0,0080	0,0602	0,1613	0,2778	0,5105	0,7536
		0,084	0,100	0,104	0,097	0,074	0,041
	,м/с	0,570	0,715	0,751	0,688	0,480	0,181
	, м/с	4,429	12,223	20,017	26,267	35,606	43,262
	,км/ч	15,944	44,003	72,061	94,561	128,182	155,743
	,кН	0,922	1,147	1,271	1,296	1,234	1,072
	, кН	0,0114	0,0867	0,2325	0,4003	0,7356	1,0859
		0,069	0,081	0,079	0,068	0,038	- 0,001
	,м/с	0,440	0,550	0,531	0,431	0,156	- 0,202

Вывод: в данном пункте был произведен расчет ускорений автомобиля ВАЗ-21099 на передачах. Из расчетов видно, что ускорение автомобиля зависит от динамического фактора, сопротивления качению, разгона вращающихся масс, уклона местности и т. д., что значительно влияет на его величину. Максимального значения ускорения автомобиль достигает на первой передаче м/с при скорости =4,316 м/с.

6. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ НА ПЕРЕДАЧАХ

Считается, что разгон автомобиля начинается с минимальной устойчивой скорости, ограниченной минимальной устойчивой частотой вращения коленчатого вала. Также считается, что разгон осуществляется при полной подаче топлива, т.е. двигатель работает на внешней характеристике.

Для построения графиков времени и пути разгона автомобиля на передачах необходимо выполнить следующие расчеты.

Для первой передачи кривая ускорений разбивается на интервалы по скорости :

. (6.1)

Для каждого интервала определяется среднее значение ускорения

. (6.2)

Для каждого интервала время разгона

. (6.3)

Общее время разгона на данной передаче

. (6.4)

Путь определяется по формуле

, (6.5)

где . (6.6)

Общий путь разгона на передаче

. (6.7)

В том случае, если характеристики ускорений на соседних передачах пересекаются, то момент переключения с передачи на передачу осуществляют в точке пересечения характеристик.

Если же характеристики не пересекаются, переключение осуществляют при максимальной конечной скорости для текущей передачи.

Во время переключения передач с разрывом потока мощности автомобиль движется накатом. Время переключения передач зависит от квалификации водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя.

Время движения автомобиля при нейтральном положении в коробке передач для автомобилей с карбюраторным двигателем находится в пределах 0,5-1,5 с, а с дизельным 0,8- 2,5 с.

В процессе переключения передач скорость автомобиля уменьшается. Снижение скорости движения, м/с, при переключении передач может быть подсчитано по формуле, выведенной из тягового баланса,

, (6.8)

где - ускорение свободного падения;

- коэффициент, учитывающий разгон вращающихся масс (принимается =1,05);

- суммарный коэффициент сопротивления поступательному движению

();

- время переключения передач; =0,5 с.

Путь, пройденный за время переключения передач,

, (6.9)

где - максимальная (конечная) скорость на переключаемой передаче, м/с;

- снижение скорости движения при переключении передач, м/с;

- время переключения передач, с;

Разгон автомобиля осуществляется до скорости . Равновесная максимальная скорость движения на высшей передаче находится из графика изменения динамического фактора, на котором в масштабе отмечается линия суммарного коэффициента сопротивления поступательному движению. Перпендикуляр, опущенный из точки пересечения этой линии с линией динамического фактора на ось абсцисс, указывает на равновесную максимальную скорость.

Пример расчета для первого участка первой передачи. Первый интервал по скорости равен

м/с.

Среднее значение ускорения равно

м/с.

Время разгона для первого интервала равно

с.

Среднее скорость прохождения первого участка равна

м/с.

Путь равен

м.

Аналогичным образом определяется путь на каждом участке передачи. Суммарный путь, пройденный на первой передаче, равен

м.

Снижение скорости движения при переключении передач может быть подсчитано по формуле:

м/с.

Путь, пройденный за время переключения передач, равен

м;

м;

м;

Разгон автомобиля осуществляется до скорости м/с= 112,608 км/ч. Все последующие расчеты времени и пути разгона автомобиля на передачах сводятся в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Расчет времени и пути разгона автомобиля ВАЗ-21099 на передачах

I	, м/с	0,955	2,636	4,316	5,664	7,677	9,328
	, м/с		1,681	1,680	1,348	2,013	1,651
	, м/с	1,753	2,208	2,463	2,509	2,376	2,036
	, м/с		1,981	2,236	2,486	2,443	2,206
	,с		0,849	0,751	0,542	0,824	0,748
	,с		0,849	1,600	2,142	2,966	3,714
	, м/с		1,796	3,476	4,990	6,671	8,503
	,м		1,525	2,610	2,705	5,497	6,360
	,м		1,525	4,135	6,840	12,337	18,697
II	, м/с	9,23	10,507	12,684	14,243	15,775	17,306
	, м/с	0,098	1,277	2,177	1,559	1,532	1,531
	, м/с	1,756	1,760	1,713	1,632	1,513	1,354
	, м/с		1,758	1,737	1,673	1,573	1,434
	,с	0,500	0,726	1,253	0,932	0,974	1,068
	,с	4,214	4,940	6,193	7,125	8,099	9,167
	, м/с		9,869	11,596	13,464	15,009	16,541
	, м	4,640	7,165	14,530	12,548	14,619	17,666
	, м	23,337	30,502	45,032	57,580	72,199	89,865
III	, м/с	17,208	18,889	20,570	22,044	23,518	24,993
	, м/с	0,098	1,681	1,681	1,474	1,474	1,475
	, м/с	1,188	1,138	1,066	0,994	0,915	0,815
	, м/с		1,163	1,102	1,030	0,955	0,865
	,с	0,500	1,445	1,525	1,431	1,543	1,705
	,с	9,667	11,112	12,637	14,068	15,611	17,316
	, м/с		18,049	19,730	21,307	22,781	24,256
	,м	8,623	26,081	30,088	30,490	35,151	41,356
	,м	98,448	124,569	154,657	185,147	220,298	261,654
IV	, м/с	24,895	26,087	27,279	28,471	29,662	31,280
	, м/с	0,098	1,192	1,192	1,192	1,191	1,618
	, м/с	0,631	0,603	0,573	0,531	0,480	0,425
	, м/с		0,617	0,588	0,552	0,506	0,453
	,с	0,500	1,932	2,027	2,159	2,354	3,572
	,с	17,816	19,748	21,775	23,934	26,288	29,860
	, м/с		25,491	26,683	27,875	29,067	30,471
	,м	12,472	49,249	54,086	60,182	68,424	108,842
	,м	274,126	323,375	377,461	437,643	506,067	614,909

По рассчитанным данным строятся графики зависимости скорости автомобиля от пути и от времени при разгоне (приложения Д, Е).

Вывод: при проведении расчетов определили общее время разгона автомобиля ВАЗ-21099, которое равно =29,860 с30 с, а также пройденный им путь за это время 614,909 м615 м.

7. РАСЧЕТ ОСТАНОВОЧНОГО ПУТИ АВТОМОБИЛЯ НА ПЕРЕДАЧАХ

Остановочным путем называется расстояние, пройденное автомобилем от момента обнаружения препятствия до полной остановки.

Расчет остановочного пути автомобиля определяется по формуле:

, (7.1)

где - полный остановочный путь, м;

- начальная скорость торможения, м/с;

- время реакции водителя, 0,5…1,5 с;

- время запаздывания срабатывания тормозного привода; для гидравлической системы 0,05…0,1 с;

- время нарастания замедления; 0,4 с;

- коэффициент эффективности тормозов; при для легковых автомобилей =1,2; при =1.

Расчеты остановочного пути выполняются при разных коэффициентах сцепления колеса с дорогой: ; ; - принимается по заданию, =0,84.

Скорость принимается по заданию от минимального до максимального равновесного значения.

Пример определения остановочного пути автомобиля ВАЗ-21099.

Остановочный путь при и скорости =4,429м/с равен

м.

Все последующие расчеты сведены в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - Расчет остановочного пути

	,м/с	4,429	11,369	18,309	25,249	32,189	39,100
	,км/ч	15,944	40,928	65,915	90,896	115,880	140,760
0,07	,м	19,952	108,665	267,516	496,504	795,553	1163,205
0,84	,м	7,097	23,964	47,844	78,517	116,645	160,836
1	,м	6,869	22,458	43,938	71,310	104,574	143,553

По рассчитанным данным построены графики зависимости остановочного пути от скорости движения для различных условий сцепления колес с дорогой (приложение Ж).

Вывод: на основании полученных графиков можно сделать вывод, что с возрастанием скорости движения автомобиля и снижением коэффициента сцепления с дорогой остановочный путь автомобиля увеличивается.

8. РАСЧЕТ ПУТЕВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА АВТОМОБИЛЕМ

Топливной экономичностью автомобиля называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Топливная экономичность в основном зависит от конструкции автомобиля и условий его эксплуатации. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточным числом трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля, интенсивностью его движения, а также сопротивлением, оказываемым движению автомобиля окружающей средой.

При расчете топливной экономичности исходными данными являются нагрузочные характеристики двигателя, по которым ведется расчет путевого расхода топлива:

, (8.1)

где - удельный расход топлива на номинальном режиме, г/кВтч;

- коэффициент использования мощности двигателя (И);

- коэффициент использования частоты вращения коленчатого вала двигателя (Е);

- мощность, подводимая в трансмиссию, кВт;

- плотность топлива, кг/м;

- скорость движения автомобиля, км/ч.

Удельный расход топлива на номинальном режиме для карбюраторных двигателей равен =260..300 г/кВтч. В работе принимаем =270 г/кВтч.

Величины и для карбюраторных двигателей определяются по эмпирическим формулам:

; (8.2)

, (8.3)

где И и Е - степень использования мощности и оборотов двигателя;

; (8.4)

, (8.5)

где - мощность, подводимая в трансмиссию, кВт;

- мощность двигателя по внешней скоростной характеристике, кВт;

- текущая частота вращения коленчатого вала двигателя, рад/с;

- частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальном режиме, рад/с;

, (8.7)

где - мощность двигателя, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления дороги, кВт;

- мощность двигателя, затрачиваемая на преодоление силы сопротивления воздуха, кВт;

- мощность потерь в трансмиссии и на привод вспомогательного оборудования автомобиля, кВт;

; (8.8)

; (8.9)

(8.10)

Плотность бензина согласно справочным данным принимаем 760 кг/м, значение коэффициента суммарного сопротивления дороги было рассчитано ранее и равно=0,021,

Пример расчета путевого расхода топлива для первой передачи. Мощность двигателя, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления дороги равна

кВт.

Мощность двигателя, затрачиваемая на преодоление силы сопротивления воздуха равна

кВт.

Мощность потерь в трансмиссии и на привод вспомогательного оборудования автомобиля равна

кВт.

Мощность, подводимая в трансмиссию равна

кВт.

Далее определим величины и :

;

;

;

.

Путевой расход топлива равен

л/100 км.

Все последующие расчеты сводятся в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 - Расчет путевого расхода топлива

	, м/с	, рад/с	, кВт	, кВт	, кВт	, кВт	кВт	И	Е			, л/100 км
I	0,955	60	4,536	0,264	0,0005	0,112	0,377	0,083	0,102	2,649	1,159	11,961
	2,636	165,6	15,548	0,728	0,0106	0,370	1,109	0,071	0,283	2,731	1,043	11,826
	4,316	271,2	28,158	1,191	0,0466	0,662	1,900	0,067	0,463	2,759	0,978	11,722
	5,664	355,87	37,795	1,564	0,105	0,890	2,559	0,068	0,607	2,752	0,956	11,730
	7,677	482,4	48,569	2,119	0,2625	1,162	3,544	0,073	0,823	2,717	0,965	11,945
	9,328	586,13	51,5	2,575	0,4709	1,274	4,320	0,084	1,000	2,042	1,000	12,075
II	1,772	60	4,536	0,489	0,0032	0,130	0,622	0,137	0,102	2,307	1,159	9,262
	4,890	165,6	15,548	1,350	0,0678	0,424	1,842	0,118	0,283	2,422	1,043	9,390
	8,007	271,2	28,158	2,210	0,2978	0,764	3,272	0,116	0,463	2,434	0,978	9,600
	10,507	355,87	37,795	2,900	0,6730	1,042	4,615	0,122	0,607	2,398	0,956	9,937
	14,243	482,4	48,569	3,932	1,6764	1,420	7,028	0,145	0,823	2,260	0,965	10,620
	17,306	586,13	51,5	4,777	3,008	1,653	9,438	0,183	1,000	2,052	1,000	11,043
III	2,558	60	4,536	0,706	0,0097	0,148	0,864	0,190	0,102	2,016	1,159	7,788
	7,061	165,6	15,548	1,949	0,2043	0,483	2,636	0,170	0,283	2,121	1,043	8,150
	11,564	271,2	28,158	3,192	0,8972	0,890	4,979	0,177	0,463	2,083	0,978	8,656
	15,175	355,87	37,795	4,189	2,0275	1,253	7,470	0,198	0,607	1,976	0,956	9,177
	20,570	482,4	48,569	5,678	5,050	1,829	12,557	0,259	0,823	1,711	0,965	9,947
	24,993	586,13	51,5	6,899	9,0580	2,307	18,264	0,355	1,000	1,360	1,000	9,808
IV	3,689	60	4,536	1,018	0,0291	0,175	1,222	0,269	0,102	1,658	1,159	6,282
	10,183	165,6	15,548	2,811	0,6126	0,585	4,009	0,258	0,283	1,702	1,043	6,897
	16,676	271,2	28,158	4,603	2,6906	1,146	8,440	0,300	0,463	1,540	0,978	7,522
	21,882	355,87	37,795	6,041	6,0791	1,727	13,847	0,366	0,607	1,329	0,956	7,934
	29,662	482,4	48,569	8,188	15,1419	2,837	26,167	0,539	0,823	0,994	0,965	8,351
	36,040	586,13	51,5	9,949	27,1601	3,999	41,108	0,798	1,000	0,908	1,000	10,221
V	, м/с	, рад/с	, кВт	, кВт	, кВт	, кВт	кВт	И	Е			, л/100 км
	4,429	60	4,536	1,223	0,0504	0,193	1,466	0,323	0,102	1,460	1,159	5,527
	12,223	165,6	15,548	3,374	1,0595	0,666	5,100	0,328	0,283	1,444	1,043	6,201
	20,017	271,2	28,158	5,526	4,6534	1,377	11,556	0,410	0,463	1,215	0,978	6,770
	26,267	355,87	37,795	7,251	10,5150	2,177	19,943	0,528	0,607	1,007	0,956	7,213
	35,606	482,4	48,569	9,829	26,1907	3,853	39,873	0,821	0,823	0,916	0,965	9,768
	39,100	529,736	51,083	10,794	34,682	4,660	49,936	0,978	0,904	0,989	0,979	12,203

По рассчитанным данным строится график расхода топлива от скорости на передачах (приложение И).

Вывод: анализ графика показал, что при движении автомобиля на одной скорости на различных передачах путевой расход топлива уменьшатся от первой передачи к пятой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта для оценки тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-21099 были рассчитаны и построены следующие характеристики:

· внешняя скоростная характеристика, которая отвечает следующим требованиям: кривая изменения мощности проходит через точку с координатами (51,5; 586,13); кривая изменения момента двигателя проходит через точку с координатами (0,1064; 355,87); экстремум функции моментов находится в точке с координатами (0,1064; 355,87);

· тяговая диаграмма автомобиля, на основании которой можно говорить о том, что условия сцепления колес с поверхностью дороги влияют на тяговую характеристику заданного автомобиля;

· динамическая характеристика автомобиля, из которой было определено максимальное значение динамического фактора на первой передаче =0,423 (=0,423, что показывает, что условия сцепления влияют на динамическую характеристику), а также максимальное значение скорости на пятой передаче =39,1 м/с;

· ускорение автомобиля на передачах. Было определено, что максимального значения ускорения автомобиль достигает на первой передаче, причем J=2,643 м/с при скорости =3,28 м/с;

· время и путь разгона автомобиля на передачах. Общее время разгона автомобиля составило примерно 30 с, а путь, пройденный автомобилем за это время, - 615 м;

· остановочный путь автомобиля, который зависит от скорости и коэффициента сцепления колеса с дорогой. С увеличением скорости и уменьшением коэффициента сцепления остановочный путь автомобиля возрастает. При скорости =39,1 м/с и =0,84 максимальный остановочный путь составил =160,836 м;

· путевой расход топлива автомобилем, который показал, что на одинаковых скоростях различных передач расход топлива уменьшается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лапский С. Л. Оценка тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля: пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине “Транспортные средства и их эксплуатационные качества”// БелГУТ. - Гомель, 2007 г.

2. Требования по оформлению отчетных документов самостоятельной работы студентов: учеб.метод.пособ Бойкачев М.А. и другие. - М-во образования Респ.Беларусь, Гомель, БелГУТ, 2009. - 62 с.

Размещено на Allbest.ru