Расчет технических характеристик Subaru Forester 2,0

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Вступление

1. Техническая характеристика Subaru Forester 2,0.

2. Определение полной массы автомобиля

3. Выбор шин для автомобиля

4. Определение мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

5. Определение передаточных чисел трансмиссии

6. Расчет радиуса качения колеса. Определение статического радиуса качения колеса

7. Тяговый и мощностной баланс автомобиля

8. Расчет показателей приемистости автомобиля

9. Время и путь разгона автомобиля

10. Топливная характеристика автомобиля

Выводы

Список литературы



Вступление

Subaru Forester -- японский компактный кроссовер фирмы Subaru, выпускающийся с 1997 года. Построен на базе шасси Subaru Impreza. Производится на заводе Gunma Yajima Factory в муниципалитете Ота, Япония.

Первое поколение 1997--2002

На Детройтском автосалоне 1997 года Subaru открыла новый класс автомобилей, презентовав машину с большим клиренсом и полным приводом, которая с виду была гораздо больше похожа на универсал, чем на вседорожник. По замыслу разработчиков представленный ими автомобиль объединял лучшие качества как обычной легковой машины (комфорт, высокую динамику, экономичность, управляемость), так и вседорожников (полный привод, прочный и жесткий кузов, высокую посадку водителя). Такой симбиоз японцы тогда назвали «Best of the Both» (лучшее от одного и другого).

Предназначенные для внутреннего японского рынка автомобили являются довольно популярными на Дальнем Востоке России. В нашей стране, Австралии и США Subaru Forester пользуется большой популярностью как семейный внедорожник. Универсальность модели позволяет в зависимости от необходимой комплектации выбрать динамичный городской автомобиль или неприхотливую полноприводную машину для езды по грунтовым дорогам.

Впервые Subaru Forester был представлен на Токийском автосалоне в ноябре 1995 в качестве концепта «Streega». В продаже автомобиль появился в 1997 году в Японии, а в 1998 и на американском рынке. Автомобиль был построен на платформе Impreza с оппозитным четырёхцилиндровым двигателем объёмом 2.5 литра от Outback мощностью 165 л.с. (123 кВт) при 5600 об/мин и 220 Н·м тяги при 4000 об/мин. В Японии Forester пришел на замену модификации Subaru Impreza Gravel Express известной в Америке как Subaru Outback Sport. Размеры и стоимость автомобиля занимали нишу между Impreza и Legacy.

Также как и другие автомобили Subaru продаваемые в Соединенных Штатах и на других рынках с начала 1990 годов, Forester имел полный привод. Реклама Subaru шла под слоганом «SUV tough, Car Easy» и ориентировалась на рынок вседорожников, Forester в своей основе имел особенности свойственные вседорожникам, такие как большой, просторный багажник, высокую посадку водителя, увеличенный клиренс, хотя и не обладал рамной конструкцией. По сути Forester являлся кроссовером ещё до появления этого термина. Причем Subaru представило третье поколение Forester именно как кроссовер.

Автоматическая трансмиссия в обычном режиме передает 90 % крутящего момента на передние колеса и 10 % на задние используя управляемое компьютером многодисковое сцепление. В случае потери сцепления с дорогой передними колесами трансмиссия автоматически перераспределяет крутящий момент на задние колеса до предела в 50 % на 50 % до появления сцепления, все перераспределения происходят автоматически без уведомления водителя и пассажиров. При ускорении либо подъеме в гору увеличивается нагрузка на заднюю ось, уменьшая сцепление передних колес с дорогой, для компенсации сцепления с дорогой трансмиссия увеличивает крутящий момент на задней оси. При торможении либо движении с горы увеличивается нагрузка на переднюю ось, для компенсации сцепления с дорогой и лучшей управляемости трансмиссия увеличивает крутящий момент на передней оси. При движении на первой передаче либо задним ходом трансмиссия распределяет крутящий момент 50 % на 50 %. Характеристики и комплектации автомобилей, выпущенных для внутреннего японского рынка значительно отличаются от показателей Subaru Forester, произведённых для экспортных рынков.



Второе поколение 2002--2007

На внутреннем японском рынке Subaru Forester второго поколения (кузов SG5) продавался с 2-литровыми 4-цилиндровыми оппозитными двигателями -- атмосферными и наддувными. Также небольшими сериями производился Forester STI version (автомобиль в кузове SG9, разработанный тюнинг-ателье Subaru Technica International) с 2,5-литровым наддувным двигателем EJ255 с системой автоматического изменения фаз газораспределения I-Active valves. Единственная доступная для кроссовера Subaru Forester STI version коробка передач -- 6-ступенчатая механическая. Центральный дифференциал является самоблокирующимся, на обеих осях присутствуют вентилируемые дисковые тормоза. Многие элементы салона изготовлены компанией Recaro.

Третье поколение 2007--2012

Модель Forester 2.5x была сертифицирована в США по стандарту выбросов вредных веществ PZEV (номинальные 175 л.с., вместо 170 л.с.), табличка размещается в задней части транспортного средства на левой нижней части задней откидной двери. Все остальные модификации Forester были сертифицированы в США по стандарту LEV2. Двигатели 2.0 и 2.5 без турбонаддува работают на неэтилированном бензине с октановым числом 95 или более и 90 или более соответственно, а версии с турбонаддувом используют премиум-бензин с октановым числом 95 или более. Указанные октановые числа определены по исследовательскому методу. Что касается моделей с дизельным двигателем, то производитель рекомендует топливо EN590 или эквивалентное.

В Европе Forester доступен с новым оппозитным 2-литровым турбодизельным двигателем Subaru, мощностью в 147 л.с., который был представлен на Парижском автошоу в октябре 2008 года. Кроме Forester-а этим двигателем так же обзавелись европейские версии Subaru Impreza и Subaru Legacy.

Тяговой характеристикой автомобиля называется графическая зависимость удельной силы тяги от скорости движения автомобиля на каждой передаче.

Задаваемыми параметрами обычно являются: тип автомобиля; грузоподъемность или максимальное число пассажиров; максимальная скорость движения, по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления, максимальное дорожное сопротивление на низшей передаче трансмиссии. Указывается также тип двигателя (карбюраторный, дизельный).

Тяговый расчет автомобиля производится с целью определения его тяговых и динамических качеств.

Тяговый расчет подразделяется на:

· тяговый расчет проектируемой машины;

· поверочный тяговый расчет, производимый для существующей машины;

· для решения задач тягового расчета необходимо построить тяговую характеристику автомобиля;

· тяговой характеристикой автомобиля называется графическая зависимость удельной силы тяги от скорости движения автомобиля на каждой передаче;

· задаваемыми параметрами обычно являются: тип автомобиля; грузоподъемность или максимальное число пассажиров; максимальная скорость движения, по шоссе с заданным коэффициентом дорожного сопротивления, максимальное дорожное сопротивление на низшей передаче трансмиссии. Указывается также тип двигателя (карбюраторный, дизельный);

· параметры, которыми задаются, могут иметь различные значения в некотором интервале. Чтобы правильно принять окончательное значение указанных выше параметров, необходимо понимать, как они влияю на тяговые качества автомобиля.

1. При расчетах в курсовом проекте мы определим численные значения показателей эксплуатационных свойств автомобиля

Subaru Forester 2,0 и построим графики их изменения в зависимости от изменения скорости движения автомобиля.



1. Техническая характеристика автомобиля Subaru Forester 2,0

техническая характеристика subaru forester

Тип кузова: седан

Количество мест: 5

2. Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля - это снаряженная масса автомобиля вместе с полным багажником и максимальным числом пассажиров (предусмотренных конструкцией). Другими словами - это максимально допустимый вес автомобиля.

m_a= m₀ + 75(Z+1) + m_б , где (2.1)

m₀ - снаряженная масса, кг;

m_б - масса багажа;

Z - число пассажиров.

m_a = 1490+75=1575 (кг)

3. Выбор шин для автомобиля

Шину выбираем по максимальной нагрузке на колесо. Определим массу автомобиля, приходящуюся на соответствующую ось автомобиля:

m₂ = 0,5m_a , кг (3.1)

m_a - полная масса автомобиля.

m₂= 787,5 (кг).

Определим нагрузку на переднюю ось автомобиля:

G_{к пер} = (m_a - m₂)*9,8, Н (3.2)

G_{к пер} = (1575 - 787,5)*9,8 = 7717,5 (Н)

Определяем нагрузку на 1 колесо передней оси автомобиля:

, Н (3.3)

G_к1 = 7717,5 /2 = 3858,7 5 (Н)

Определяем нагрузку на 1 колесо задней оси автомобиля:

G_{к зад} = m₂*9,8, Н (3.4)

G_{к зад} =3858,7 5 *9,8 = 7717,5 (Н)

, Н (3.5)

G_к2 = 3858,7 5 (Н)

Согласно технической характеристике, размер шин для автомобиля Subaru Forester 2,0 равен 215/65 R16.

По максимальной нагрузке на колесо с учетом максимальной скорости движения по справочной литературе шину:

Определяем радиус колеса:

, м (3.6)

d - диаметр обода, м

Перевод дюймов в метры:

16*25,4/1000 = 0,4 (м)

d = 0,4 м

л_z - коэффициент вертикальной деформации шины

л_z = 0,02

B_ш - ширина профиля

B_ш = 0,215

R_к = 0,4/2+0,02*0,215 = 0,3 (м)

4. Определение мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Скоростная характеристика двигателя - это зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала при установившемся режиме работы.

Скоростную характеристику, полученную при полной подаче топлива, называют внешней скоростной характеристикой двигателя.

Мощность двигателя определяют из условия, что груженый автомобиль на горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием будет двигаться с максимальной скоростью. В этом случае мощность двигателя, которая расходуется на преодоление качения и сопротивления воздуху определяется по формуле:

, кВт (4.1)

N_ev - мощность двигателя, которая обеспечивает максимальную скорость движения;

N_f - мощность сопротивления качению автомобиля на горизонтальной дороге при максимальной скорости, кВт;

(4.2)

, Вт (4.3)

з_тр - КПД трансмиссии;

з_тр = 0,95;

f₀ - коэффициент сопротивления качению на асфальтобетонной дороге;

f₀ = 0,014;

N_в - мощность сопротивления воздуху при максимальной скорости движения автомобиля;

N_в = K_в*F_в*V³_max , Вт; (4.4)

K_в - коэффициент сопротивления воздуху;

K_в = 0,28;

F_в - площадь лобового сопротивления;

F_в = б*Н*В , м² (4.5)

б - коэффициент заполнения;

б = 0,8;

Н - высота, м;

В - ширина, м;

Расчет:

F_в = 0,8*1,7*1,780 = 2,4 м²

N_в = 0,28*2,4*125000 = 84000 кВт

N_f = (1+2500/1500)*1575*9,8*50*0,014= 28812 Вт = 28,812 кВт

N_ev = (1/0,95*28812+84000)/1000 = 114,33 кВт.

Определяем расчетную мощность двигателя:

,кВт (4.6)

щ_N - значение частоты вращения коленчатого вала двигателя при значении его максимальной мощности, c^-1;

щ_{e max} = , c^-1 (4.7)

a, b, c - эмпирические коэффициенты;

(4.8)

(4.9)

(4.10)

M_з - величина запаса крутящего момента;

M_з = (4.11)

K_m - коэффициент приспосабливаемости по моменту;

K_m = M_{k max}/M_kn (4.12)

M_{k max} - максимальный крутящий момент;

M_kn - максимальный крутящий момент при значении максимальной мощности;

, H*м (4.13)

K_щ - коэффициент приспосабливаемости по частоте;

(4.14)

щ_m - значение частоты вращения коленчатого вала двигателя при значении его максимального крутящего момента, c^-1;

Расчет:

щ_N = 3,14*6000/30 = 628 c^-1

щ_{e max} = 628/0,85 = 738 c^-1

M_kn = 1000*89,5/628 = 142,5 Н*м

K_m = 439/175 = 2,5

M_з = 2,5/100 = 0,025

щ_m = 3,14*4200/30 = 439,6 c^-1

K_щ = 628/439 = 1,43

a = 1-0,025/100*(1,43*(2-1,43))/(1,43-1)² = 0,998

b = 2* 0,025/100*1,43/(1,43-1)² = 0,0038

c = 0,025/100*(1,43/(1,43-1))² = 0,00276

Ne_{max pac} = 114/(0,998*738/628+0,0038*(738/628)²+0,00276*(738/628)³ = 96 кВт.

Значение относительной ошибки:

(Ne_{max pac} - Ne_max)/ Ne_{max pac} *100 = % (4.15)

(96-170)/96*100 = 0,021%

Так как значение относительной ошибки расчета максимальной мощности менее 10%, принимаем значение максимальной мощности из расчета.

Для построения внешней скоростной характеристики используем следующие эмпирические зависимости:

1) Для построения графика мощности:

, кВт (4.16)

2) Для построения графика крутящего момента:

, кВт (4.17)

где а, b, с - эмпирические коэффициенты

(4.18)

с = 1,4

(4.19)

b = 1,96

a = 1- b + c (4.20)

a = 0,44

3) Для построения графика удельного расхода топлива:

, г/кВтч (4.21)

g_eN - удельный расход топлива

g_eN = 320 г/кВтч

K_щ - коэффициент, учитывающий изменения расхода топлива от угловой скорости коленчатого вала;

(4.22)

a_щ, b_щ, c_щ - эмпирические коэффициенты

а_щ - 1,26; b_щ = 0,85; c_щ = 0,59

Результаты полученных расчетов заносим в таблицу 1:

щ,с^-1	60	120	180	240	300
Ne(щ),кВт	6,4479	16,006	27,868	41,229	55,283
Me(щ),Нм	107,53	133,6	155,18	172,3	184,94
ge(щ),г/кВтч	378,94	358,12	340,75	326,83	316,35
360	420	480	540	600	660
69,223	82,244	93,54	102,31	107,74	109,02
193,11	196,81	196,04	190,79	181,07	166,87
309,32	305,74	305,6	308,91	315,67	325,87

Табл.1. Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля Subaru Forester

Рис. 1. Внешняя скоростная характеристика двигателя автомобиля Subaru Forester

5. Определение передаточных чисел трансмиссии

Коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к карданному Балу, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции

Во время трогания автомобиля с места при движении на подъем с грузом крутящий момент на колесах должен быть большим, чем при движении по горизонтальному участку дороги, когда автомобиль движется по инерции и сопротивление движению меньше. Для этого на автомобилях применяют ступенчатые шестеренчатые коробки передач.

В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, из которых меньшая является ведущей, а большая ведомой, крутящий момент на ведомой шестерне будет большим во столько раз, во сколько число зубьев ведомой шестерни будет больше числа зубьев ведущей.

Число, получаемое от деления числа зубьев ведомой шестерни на число зубьев ведущей шестерни, называется передаточным числом. Если в передаче участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.

Для получения крутящего момента, различного по величине и необходимого для работы автомобиля, в разных условиях, в коробке передач имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом.

Передаточные числа трансмиссии автомобиля определяются в следующей последовательности:

1) Рассчитывается передаточное число высшей передачи (U_в)

2) Определяют передаточное число главной передачи (U₀)

3) Определяют передаточное число первой передачи (U₁)

4) Определяют диапазон передаточных чисел коробки передач. А по нему по справочной литературе определяют количество передач.

5) Рассчитываются передаточные числа промежуточных передач.

Обоснование определения передаточного числа главной передачи

Для легковых автомобилей высшая передача является ускоряющей и ее значение находится в диапазоне 0,73 - 0,95.

В рассчитываемой модели автомобиля Subaru Forester 2,0 для достоверности расчетов принимаем U_в = 0,8.

Передаточное число главной передачи U₀ определяется из условия обеспечения максимальной скорости движения V_max при максимальной угловой скорости коленчатого вала выше передач коробки передач и раздаточной коробки.

(5.1)

Значение передаточного числа базового автомобиля задано в технической характеристике.

Расчеты:

U_{o p} = 5,5

Определяем относительную ошибку расчета значения передаточного числа главной передачи:

(5,5-4,111)/4,111*100 = 34,2% (5.2)

Значение относительной ошибки составляет больше 10%, следовательно, будем использовать для дальнейших расчетов значение передаточного числа главной передачи из технической характеристики автомобиля.



Определение передаточного числа первой передачи коробки передач

Передаточное число первой передачи U₁ определяется исходя из выполнения двух условий:

1) Преодоление автомобилем заданного максимального коэффициента сопротивления дороги ш_max.

2) Обеспечение минимальной скорости движения автомобиля V_min = 1-1,4 м/с

Максимальная окружная сила на ведущих колесах авто:

, Н (5.3)

Максимальная сила сопротивления движения автомобиля:

, H (5.4)

После подстановки и преобразований получаем формулу для определения U₁:

1) Расчет передаточного числа первой передачи коробки передач исходя из первого условия:

(5.5)

2) Расчет передаточного числа первой передачи коробки передач исходя из второго условия V_min = 1,2 м/с:

(5.6)

3) Расчет передаточного числа первой передачи базового автомобиля:

(5.7)

Расчеты:

U_{11 pac} = (0,37* 1575*9,8*0,3)/(4,111*193*0,95) = 2,27

U_{12 pac} = (60*0,3)/1,2*4,111) = 3,7

U_{1 pac} = (2,27+3,7)/2 = 2,98

Определяем относительную ошибку расчета передаточного числа первой передачи:

(2,98-4,111)/4,111|*100 = 27,5% (5.8)

Значение относительной ошибки составляет больше 10%, следовательно, будем использовать для дальнейших расчетов значение передаточного числа первой передачи из технической характеристики автомобиля.

Рассчитываем диапазон передаточных чисел коробки передач:

= 3,45: 4,111= 0,83 (5.10)

Определяем число ступеней коробки передач: n = 5

Определение передаточных чисел промежуточных передач коробки передач

Из концепции, принятой для расчета промежуточных передач, следует:

1) Получение минимального времени и пути разгона до максимальной скорости V_max;

2) Обеспечение минимального расхода топлива. При этом принимаются следующие допущения:

· Переключение передач происходит в неизменном диапазоне частот вращения коленчатого вала n₁ и n₂;

· Падение скорости при переключении передач отсутствует.

,

где - число ступеней коробки передач; (5.11)

- номер передачи.

Передаточное число заднего хода:

_зх = 1,1 ₁ (5.12)

Расчеты:

= 2,39

= 1,66

= 1,15

= 0,497

_зх = 1,1* 3,45 = 3,795

6. Расчет радиуса качения колеса. Определение статического радиуса качения колеса

Статистический радиус - это расстояние от оси неподвижного колеса до опорной поверхности.

, м (6.1)

Д=0,8 - отношение высоты профиля шины к ее ширине

(6.2)

Определение динамического радиуса:

, м

Определение кинематического радиуса:

(6.3)

7. Тяговый и мощностной баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля представляет собой графики зависимости окружной силы на ведущих колесах автомобиля, силы сопротивления качению и воздуху от скорости движения авто на всех передачах.

Расчет значений частоты вращения коленчатого вала при соответствующей угловой скорости производится по формуле:

(7.1)

Определяем передаточное число трансмиссии для каждой передачи:

U_тр1=U₁ U₀

U_тр2=U₂ U₀

U_тр3=U₃ U₀ (7.2)

U_тр4=U₄ U₀

U_тр5=U₅ U₀

Рассчитываем скорость автомобиля на всех передачах при соответствующих скоростях коленчатого вала:

, (м/с) (7.3)

Определяем касательную силу тяги на колесах автомобиля на всех передачах при соответствующих значениях частоты коленчатого вала:

, (Н) (7.4)

Определяем силу сопротивления воздуха при движении автомобиля на всех передачах соответствующих частотах коленчатого вала:

, Н (7.5)

- площадь лобового сопротивления, м²

- коэффициент сопротивления воздуха

Определяем силу сопротивления движения автомобиля по твердой поверхности на всех передачах при соответствующих частотах вращения коленчатого вала:

, (Н) (7.6)

- сопротивление качения для асфальта

Расчеты:

n(60) = 573,25

n(120) =1146,49

n(180) = 1719,74

n(240) = 2293

n(300) = 2866,24

n(360) = 3439,49

n(420) = 4012,74

n(480) = 4585,98

n(540) = 5159,23

n(600) = 5732,48

n(660) =6305,73

U_тр1 = 3,45*4,111=14, 18

U_тр2 =2, 06*4,111= 8,46

U_тр3 = 1, 45*4,111= 5, 96

U_тр4 = 1, 09*4,111= 4, 48

U_тр5 = 0, 87* 4,111= 3, 57

Результаты полученных расчетов заносим в таблицу 2.

Табл.2. Результаты расчета тягового баланса автомобиля Subaru Forester 2,0

Рис.2. График тягового баланса автомобиля Subaru Forester 2,0

Определяем динамический фактор на всех передачах на соответствующих частотах вращения коленчатого вала:

(7.7)

Результаты полученных расчетов заносим в таблицу 3

Табл.3. Результаты расчета динамической характеристики автомобиля Subaru Forester 2,0

Рис.3. График динамической характеристики автомобиля Subaru Forester 2,0

Расчет мощностного баланса автомобиля

Определение мощности на колесах автомобиля на всех передачах при соответствующих угловых скоростях коленчатого вала:

(7.8)

Определение мощности приведенной от двигателя к ведущим колесам автомобиля:

, кВт (7.9)

Определение мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления движения автомобиля на всех передачах на соответствующих угловых скоростях коленчатого вала:

, Вт (7.10)

Определение мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха автомобилем на всех передачах на соответствующих угловых скоростях коленчатого вала:

, кВт (7.11)

Результаты расчета мощностного баланса автомобиля заносим в таблицу 4:

щ, c-1	60	120	180	240	300	360	420	480	540	600	660
Ne1	6,4479	16,006	27,868	41,229	55,283	69,223	82,244	93,54	102,31	107,74	109,02
Ne2	6,4479	16,006	27,868	41,229	55,283	69,223	82,244	93,54	102,31	107,74	109,02
Ne3	6,4479	16,006	27,868	41,229	55,283	69,223	82,244	93,54	102,31	107,74	109,02
Ne4	6,4479	16,006	27,868	41,229	55,283	69,223	82,244	93,54	102,31	107,74	109,02
Ne5	6,4479	16,006	27,868	41,229	55,283	69,223	82,244	93,54	102,31	107,74	109,02
Ne k1	6,1275	15,2	26,505	39,14	52,535	65,74	78,09	88,825	96,9	102,6	103,55
Ne k2	6,1275	15,2	26,505	39,14	52,535	65,74	78,09	88,825	96,9	102,6	103,55
Ne k3	6,1275	15,2	26,505	39,14	52,535	65,74	78,09	88,825	96,9	102,6	103,55
Ne k4	6,1275	15,2	26,505	39,14	52,535	65,74	78,09	88,825	96,9	102,6	103,55
Ne k5	6,1275	15,2	26,505	39,14	52,535	65,74	78,09	88,825	96,9	102,6	103,55
Nв 1	0,0010	0,008	0,028	0,067	0,131	0,227	0,36	0,538	0,765	1,05	1,397
Nв 2	0,0049	0,0395	0,1335	0,3164	0,6179	1,0678	1,6956	2,531	3,6038	4,9434	6,5797
Nв 3	0,0141	0,1131	0,3817	0,9049	1,7673	3,0539	4,8495	7,2389	10,307	14,138	18,818
Nв 4	0,0333	0,2663	0,8988	2,1305	4,1612	7,1905	11,418	17,044	24,268	33,289	44,308
Nв 5	0,065	0,526	1,7762	4,2103	8,2233	14,21	22,565	33,682	47,958	65,786	87,561
Nв 5+	0,068	0,541	1,827	4,33	8,456	14,61	23,2	34,64	49,32	67,65	90,04

Табл.4. Результаты расчета мощностного баланса автомобиля Subaru Forester 2,0

Рис.4. График мощностного баланса автомобиля Subaru Forester 2,0

8. Расчет показателей приеместости автомобиля

У автомобиля с механической трансмиссией при начале движения с места и переключении передач, некоторое время передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам происходит с пробуксовкой сцепления. В расчете этим процессом пренебрегают и считают, что сразу после выключения передачи к колесам сразу передается мощность двигателя, соответствующая полной подаче топлива. Кроме того, считают, что в каждый момент времени к колесам подводится мощность, определяемая по внешней скоростной характеристике двигателя для частоты вращения, соответствующей скорости движения разгоняющегося автомобиля.

Время и путь разгона автомобиля рассчитываются в предположении, что он разгоняется по ровной горизонтальной дороге при полной подаче топлива на участке 2000 м.

Определяем время разгона автомобиля. Допущения, принимаемые при определении времени разгона автомобиля:

1) Двигатель работает в режиме внешней скоростной характеристики;

2) Переключение передач происходит при максимальном динамическом факторе.

Графиком ускорения автомобиля называется зависимость . Графиком времени и пути разгона автомобиля называются зависимости , .

Ускорение автомобиля определяется по формуле:

, м/с² (8.1)

где - коэффициент учета вращающихся масс, который определяется по формуле:

(8.2)

Для расчета значений ускорения при скорости, используем ранее рассчитанные значения и :

(8.3)

E - постоянная величина при j - ой передаче:

(8.4)

Расчеты:

Результаты расчета ускорений при движении автомобиля на различных скоростях заносим в таблицу 5.

Табл. 5. Результаты расчета ускорений при движении автомобиля Subaru Forester 2,0

Рис.5. График ускорений при движении автомобиля Subaru Forester 2,0



9. Время и путь разгона автомобиля

Суммарное время разгона состоит из времени разгона на каждой передачи t_i и времени на переключение передач Дt_{n i} и определяется по формуле:

, с (9.1)

Время разгона Дt_{n i} в интервале скоростей V_i и V_{i +1} определяется по формуле:

, с (9.2)

Значение скорости в конце разгонного пути интервала V_i :

0	0
1,273	14,01
2,134	23,48
3,0298	33,327
4,031	44,34
5,058	55,64

Ускорение на конце разгонного интервала составит:

0	0
1,9876	2,40553
1,3006	1,49765
0,8379	0,78355
0,5255	0,06974
0,3353	0,0375

Расчет времени разгона в интервале Дt_{n i} рассчитывается:

(9.3)

Суммарное время разгона автомобиля:

(9.4)

Расчет пути разгона в интервале рассчитывается:

(9.5)

Суммарный путь разгона автомобиля:

(9.6)

Результаты расчетов заносим в таблицу 6:

0,046109325	0,180721599	0,534512566	1,59130841	4,314526601	6,667178501
0,06451712	0,150865661	0,3143505	0,703464761	1,519887147	2,753085189

Табл.6 Результаты расчетов пути и времени разгона автомобиля Subaru Forester 2,0

Рис.6. График пути и времени разгона автомобиля Subaru Forester 2,0

10. Топливная характеристика автомобиля

Определяем степень использования мощности двигателя:

Где a, b, c - коэффициенты;

a = 1,23; b = 0,792; c = 0,56

щ	60	120	180	240	300	360	420	480	540	600	660
И	0,1007	0,1083	0,124	0,1471	0,1775	0,2155	0,2615	0,3164	0,3811	0,4574	0,5474

Определяем коэффициент влияния скоростного режима на удельный расход топлива двигателем:

Где a, b, c - коэффициенты; a = 1,23; b = 0,792; c = 0,56

Определяем коэффициент влияния режима нагрузки на удельный расход топлива двигателем:

Где А, В, С - коэффициенты;

А=2,75; В=4,61; С=2,86.

Определяем линейный расход топлива автомобилем

где удельный расход топлива при максимальной мощности

=320,

плотность топлива,

Значения расчета топливной характеристики автомобиля Subaru Forester 2,0 заносим в таблицу 7:

щ	60	120	180	240	300	360	420	480	540	600	660
	0,076	0,08	0,088	0,099	0,112	0,126	0,14	0,154	0,166	0,177	0,187
V5	5,058	10,12	15,17	20,23	25,29	30,35	35,41	40,46	45,52	50,58	55,64
	2,3149	2,2842	2,2225	2,1339	2,0218	1,8893	1,74	1,5778	1,4084	1,2397	1,0835
	1,159	1,099	1,049	1,009	0,979	0,96	0,951	0,952	0,963	0,984	1,016

Табл.7. Результаты расчета топливной характеристики автомобиля Subaru Forester 2,0

По полученным результатам строим график топливной характеристики автомобиля Subaru Forester 2,0

Рис. 7. Топливная характеристика автомобиля Subaru Forester 2,0



Выводы

В результате выполненных расчетов в курсовом проекте мы определили числовые значения тягового и мощностного балансов, внешней скоростной и динамической характеристик автомобиля Subaru Forester 2,0его скоростных качеств и топливной экономичности. Также по результатам значений были построены графики их изменений в зависимости от изменения скорости движения автомобиля Subaru Forester 2,0.

В результате расчета курсового проекта мы узнали основные эксплуатационные свойства автомобиля Subaru Forester 2,0, их взаимодействие с окружающей средой, можем обосновать выбор транспортных средств для различных целей.



Список литературы

1. Иларионов В.А. «Эксплуатационные свойства автомобиля (теоретический анализ)» - М.: Машиностроение; 1966г.

2. Солтус А.П. «Теория эксплуатационных свойств автомобиля» - Кременчук, КГПУ, 2003г.

Размещено на Allbest.ru