Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Петрозаводский Государственный Университет

Агротехнический факультет

Кафедра механизации сельскохозяйственного производства

РАСЧЁТ ТЯГОВЫХ И ТОПЛИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ

Пояснительная записка к курсовому проекту

Дисциплина «Тракторы и автомобили»

Выполнил: студент Группы 43401

Беляев Алексей Олегович

Руководитель: Кандидат технических наук, доцент

Черняев Леонид Алексеевич

Петрозаводск 2014

Содержание

• Введение
• 1. Выбор параметров автомобиля
• 1.1 Двигатель
• 1.2 Передаточное число главной передачи автомобиля
• 1.3 Передаточное число I передачи коробки передач
• 1.4 Передаточные числа промежуточных передач
• 2. Тяговый расчет автомобиля
• 2.1 График тягового баланса
• 2.2 График баланса мощности при установившемся движении
• 2.3 График динамического фактора
• 2.4 График ускорений
• 2.5 График времени разгона
• 2.6 График пути разгона
• 3. Топливно-экономический расчет автомобиля
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Главная задача данного курсового проекта состоит в том, чтобы закрепить знания, полученные при изучении теоретического материала, приобретение студентом навыков по тяговому и топливно-экономическому расчёту автомобиля.

В данной работе стоят конкретные задачи: выбрать параметры автомобиля, произвести тяговый расчёт автомобиля, произвести топливно-экономический расчёт автомобиля. В процессе работы также строятся графики, рассмотрение которых упрощает анализ процессов проходящих в системах и узлах автомобиля.

В задание курсового проекта представлены следующие данные: грузоподъёмность, максимальная скорость, удельный расход топлива при максимальной мощности и частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности автомобиля. Имея приведённые выше данные и некоторые справочные, и нормативные величины можно провести тяговый и топливно-экономический расчёт автомобиля.

1. Выбор параметров автомобиля

1.1 Двигатель

Подбор осуществляется, исходя из условия движения, заданный максимальной скоростью V_max по хорошей дороге.

Из уравнения и графика баланса мощности автомобиля известно, что мощность:

,(1.1)

где - полный вес автомобиля, Н;

G_а - собственный вес автомобиля, Н;

G_т - грузоподъемность автомобиля, Н;

,

з_д - коэффициент использования автомобиля (при Н );

ш - коэффициент сопротивления дороги, для расчета принимаем 0,02;

з_тр - КПД трансмиссии автомобиля ( );

К - коэффициент обтекаемости, Н·с²/м⁴ ( в расчете принимаем

К = 0,5…0,6 Н·с²/м⁴);

F - лобовая площадь автомобиля, м² ( принимаем F = 2,0…5,0 м²);

Н

Н

Н·с²/м⁴

м/с

м²

кВт

Максимальная мощность двигателя

(1.2)

кВт

Максимальная частота вращения вала двигателя определяется из соотношения:

(1.3)

об/мин

Для получения точек при построении кривой внешней характеристики двигателя проектируемого автомобиля, воспользуемся формулой профессора Хлыстова:

(1.4)

где n - текущие значения частоты вращения вала двигателя, при которых определяется мощность;

б - коэффициент, который принимаем равным 0,5;

- частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, равная 3300.

Минимальную частоту вращения вала n_min берем 800об/мин.

Диапазон 3300 - 800 = 2500

3200:8 = 400 - шаг

Первое значение подставляем в формулу, а остальное, включая и первое, заносим в таблицу.

= 10,08 кВт

Крутящий момент двигателя:

(1.5)

Полученные данные сведем в таблицу 1.1

Таблица 1.1 - Основные параметры двигателя

n, мин-1	800	1261	1722	2183	2644	3105	3566	4027	4488	4949
Ne, кВт	9,93	16,38	23,09	29,85	36,42	42,58	48,13	52,82	56,45	58,79
М,Н*м	118,50	124,05	128,08	130,57	131,54	130,97	128,88	125,27	120,12	113,44

По данным таблицы 1 строим графики внешней характеристики двигателя и . Графики изображены на рисунке 1.1

1.2 Передаточное число главной передачи автомобиля

Скорость движения автомобиля выразим через число оборотов в минуту двигателя n:

(1.6)

где V - скорость движения автомобиля, м/с;

D_к - диаметр качения колеса, м;

n - частота вращения вала двигателя, мин^-1;

i_o - передаточное число главной передачи;

i_к - передаточное число коробки передач.

Значение i_o определяем из условия движения автомобиля с заданной максимальной скоростью V_max на прямой передаче коробки передач, т.е. при i_к = 1:

(1.7)

Для вычисления i_o необходимо знать размер шин проектируемого автомобиля. Из таблицы 1 приложения источника [1].

Подбор шин производим исходя из нагрузки, приходящейся на колесо автомобиля. Распределение веса груженого автомобиля по осям:

· для автомобилей с колесной формулой 4х2 нагрузка на переднюю ось , нагрузка на заднюю ось

Исходя из нагрузки, приходящейся на наиболее нагруженное колесо, выбираем по ГОСТу тип и размер шины, из него же становится известным номинальный диаметр шины D_N.

Диаметр качения колеса D_к определится из формулы:

(1.8)

где д' = 0,93…0,95 - коэффициент смятия шины;

д' = 1,04…1,07 - коэффициент увеличения диаметра шины при накачивании.

;

.

1.3 Передаточное число I передачи коробки передач

Передаточное число I передаче i_к определяем, исходя из условия движения по наиболее тяжелой дороге при коэффициенте сопротивления ш' = 0,30…0,35.

(1.9)

В данном случае М_max - максимальный крутящий момент двигателя, Н·м.

1.4 Передаточные числа промежуточных передач

Определяем на основе геометрической прогрессии.

Подставим значения:

;

;

2. Тяговый расчет автомобиля

Тяговый расчет автомобиля включает в себя построение графиков:

- тягового баланса

,

- баланса мощности

,

- динамического фактора

,

- ускорений автомобиля

,

- времени разгона

,

- пути разгона

Значения входящих в формулы величин и коэффициентов берем из первой части данного расчета.

2.1 График тягового баланса

При построении исходим из уравнения тягового баланса. При установившемся движении

,

где

- касательная сила тяги, Н;

- сила сопротивления дороги, Н;

- сила сопротивления воздуха, Н;

- скорость движения автомобиля, м/с.

Подставим значения в формулы:

;

;

;

.

Результаты подсчета сводим в таблицу 2.1.

Таблица-2.1 График тягового балансa

Для I передачи
n, об/мин	V, м/с	М, Н·м	Рк1, Н	Рш1, Н	РW1, Н	(Рш+РW)1
800,00	0,97	118,50	9189,16	680,00	1,65	681,65
1261,00	1,53	124,05	9619,64	680,00	4,11	684,11
1722,00	2,09	128,08	9931,61	680,00	7,66	687,66
2183,00	2,65	130,57	10125,06	680,00	12,32	692,32
2644,00	3,21	131,54	10200,00	680,00	18,07	698,07
3105,00	3,77	130,97	10156,42	680,00	24,92	704,92
3566,00	4,33	128,88	9994,33	680,00	32,87	712,87
4027,00	4,89	125,27	9713,73	680,00	41,92	721,92
4488,00	5,45	120,12	9314,61	680,00	52,06	732,06
4950,00	6,01	113,44	8796,98	680,00	63,31	743,31
Для II передачи
n, об/мин	V, м/с	М, Н·м	Рк2, Н	Рш2, Н	РW2, Н	(Рш+РW)2
800,00	1,56	118,50	5710,14	680,00	4,28	684
1261,00	2,47	124,05	5977,65	680,00	10,64	691
1722,00	3,37	128,08	6171,50	680,00	19,85	700
2183,00	4,27	130,57	6291,71	680,00	31,90	712
2644,00	5,17	131,54	6338,28	680,00	46,79	727
3105,00	6,07	130,97	6311,20	680,00	64,53	745
3566,00	6,97	128,88	6210,48	680,00	85,12	765
4027,00	7,88	125,27	6036,11	680,00	108,55	789
4488,00	8,78	120,12	5788,10	680,00	134,83	815
4950,00	9,68	113,44	5466,44	680,00	163,95	844
Для III передачи
n, об/мин	V, м/с	М, Н·м	Рк3, Н	Рш3, Н	РW3, Н	(Рш+РW)3
800,00	2,51	118,50	3553,34	680,00	11,06	691
1261,00	3,96	124,05	3719,80	680,00	27,49	707
1722,00	5,41	128,08	3840,44	680,00	51,26	731
2183,00	6,86	130,57	3915,25	680,00	82,37	762
2644,00	8,31	131,54	3944,22	680,00	120,84	801
3105,00	9,76	130,97	3927,37	680,00	166,65	847
3566,00	11,21	128,88	3864,70	680,00	219,81	900
4027,00	12,66	125,27	3756,19	680,00	280,32	960
4488,00	14,11	120,12	3601,85	680,00	348,17	1028
4950,00	15,55	113,44	3401,69	680,00	423,37	1103
Для IV передачи
n, об/мин	V, м/с	М, Н·м	Рк4, Н	Рш4, Н	РW4, Н	(Рш+РW)4
800,00	3,19	118,50	2803,06	680,00	17,78	697,8
1261,00	5,02	124,05	2934,37	680,00	44,17	724,2
1722,00	6,86	128,08	3029,53	680,00	82,37	762,4
2183,00	8,70	130,57	3088,55	680,00	132,37	812,4
2644,00	10,53	131,54	3111,41	680,00	194,19	874,2
3105,00	12,37	130,97	3098,11	680,00	267,81	947,8
3566,00	14,21	128,88	3048,67	680,00	353,23	1033,2
4027,00	16,04	125,27	2963,07	680,00	450,46	1130,5
4488,00	17,88	120,12	2841,33	680,00	559,50	1239,5
4950,00	19,72	113,44	2683,43	680,00	680,35	1360,4
Для V передачи
n, об/мин	V, м/с	М, Н·м	Рк5, Н	Рш5, Н	РW5, Н	(Рш+РW)5
800,00		4,04	118,50	2211,19	680,00	28,57
1261,00		6,37	124,05	2314,78	680,00	70,98
1722,00		8,70	128,08	2389,85	680,00	132,37
2183,00		11,03	130,57	2436,40	680,00	212,72
2644,00		13,35	131,54	2454,44	680,00	312,05
3105,00		15,68	130,97	2443,95	680,00	430,36
3566,00		18,01	128,88	2404,95	680,00	567,64
4027,00		20,34	125,27	2337,42	680,00	723,89
4488,00		22,67	120,12	2241,38	680,00	899,11
4950,00		24,99	113,44	2116,82	680,00	1093,31

По данным таблицы 2.1 строим график тягового баланса.

2.2 График баланса мощности при установившемся движении

,

где мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги, кВт:

мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВ:

N_е - эффективная мощность двигателя, кВт;

Подставим значения в формулы:

;

;

.

Подсчеты сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 - Параметры баланса мощности автомобиля

Для I передачи
n, об/мин	V, м/с	Ne1, кВт	Nк1, кВт	Nш1, кВт	NW1, кВт	Nш1+NW1,
800	0,97	9,93	8,93	0,661	0,002	0,663
1261	1,53	16,38	14,74	1,042	0,006	1,048
1722	2,09	23,09	20,78	1,423	0,016	1,439
2183	2,65	29,85	26,86	1,804	0,033	1,837
2644	3,21	36,42	32,78	2,185	0,058	2,243
3105	3,77	42,58	38,33	2,566	0,094	2,660
3566	4,33	48,13	43,31	2,947	0,142	3,089
4027	4,89	52,82	47,54	3,328	0,205	3,533
4488	5,45	56,45	50,80	3,709	0,284	3,993
4950	6,01	58,79	52,91	4,090	0,381	4,471
Для II передачи
n, об/мин	V, м/с	Ne2, кВт	Nк2, кВт	Nш2, кВт	NW2, кВт	Nш2+NW2,
800	1,56	9,93	8,93	1,064	0,007	1,071
1261	2,47	16,38	14,74	1,677	0,026	1,703
1722	3,37	23,09	20,78	2,290	0,067	2,357
2183	4,27	29,85	26,86	2,903	0,136	3,039
2644	5,17	36,42	32,78	3,516	0,242	3,758
3105	6,07	42,58	38,33	4,129	0,392	4,521
3566	6,97	48,13	43,31	4,742	0,594	5,336
4027	7,88	52,82	47,54	5,356	0,855	6,210
4488	8,78	56,45	50,80	5,969	1,183	7,152
4950	9,68	58,79	52,91	6,582	1,587	8,169
Для III передачи
n, об/мин	V, м/с	Ne3, кВт	Nк3, кВт	Nш3, кВт	NW3, кВт	Nш3+NW3,
800	2,51	9,93	8,93	1,710	0,028	1,738
1261	3,96	16,38	14,74	2,695	0,109	2,804
1722	5,41	23,09	20,78	3,680	0,277	3,958
2183	6,86	29,85	26,86	4,665	0,565	5,231
2644	8,31	36,42	32,78	5,651	1,004	6,655
3105	9,76	42,58	38,33	6,636	1,626	8,262
3566	11,21	48,13	43,31	7,621	2,464	10,085
4027	12,66	52,82	47,54	8,606	3,548	12,154
4488	14,11	56,45	50,80	9,592	4,911	14,503
4950	15,55	58,79	52,91	10,577	6,585	17,162
Для IV передачи
n, об/мин	V, м/с	Ne4, кВт	Nк4, кВт	Nш4, кВт	NW4, кВт	Nш4+NW4,
800	3,19	9,93	8,93	2,167	0,057	2,224
1261	5,02	16,38	14,74	3,416	0,222	3,638
1722	6,86	23,09	20,78	4,665	0,565	5,230
2183	8,70	29,85	26,86	5,914	1,151	7,065
2644	10,53	36,42	32,78	7,163	2,046	9,209
3105	12,37	42,58	38,33	8,412	3,313	11,725
3566	14,21	48,13	43,31	9,661	5,018	14,679
4027	16,04	52,82	47,54	10,910	7,227	18,137
4488	17,88	56,45	50,80	12,159	10,004	22,163
4950	19,72	58,79	52,91	13,408	13,415	26,822
Для V передачи
n, об/мин	V, м/с	Ne5, кВт	Nк5, кВт	Nш5, кВт	NW5, кВт	Nш5+NW5,
800	4,04	9,93		8,93	2,747	0,115
1261	6,37	16,38		14,74	4,331	0,452
1722	8,70	23,09		20,78	5,914	1,151
2183	11,03	29,85		26,86	7,497	2,345
2644	13,35	36,42		32,78	9,080	4,167
3105	15,68	42,58		38,33	10,664	6,749
3566	18,01	48,13		43,31	12,247	10,223
4027	20,34	52,82		47,54	13,830	14,723
4488	22,67	56,45		50,80	15,413	20,380
4950	24,99	58,79		52,91	16,997	27,327

По данным таблицы 2.2 строим график баланса мощности.

На графиках тягового баланса и баланса мощности точка пересечения кривой усилия или мощности на ободе колеса с кривой суммарной силы сопротивления или с кривой суммарных потерь мощности характеризует максимальное значение скорости при данном коэффициенте сопротивления дороги.

тяговый автомобиль топливо двигатель

2.3 График динамического фактора

Построение графика динамического фактора производим на основании уравнения динамического фактора:

(2.1)

Подсчеты сводим в таблицу 2.3 и построим график.

Таблица 2.3 - Параметры динамического фактора автомобиля

Для I передачи
n, об/мин	V, м/с	Рк1, Н	РW1, Н	D1	Dсу1
800	0,97	9189,16	1,65	0,270	0,600
1261	1,53	9619,64	4,11	0,283	0,600
1722	2,09	9931,61	7,66	0,292	0,600
2183	2,65	10125,06	12,32	0,297	0,600
2644	3,21	10200,00	18,07	0,299	0,599
3105	3,77	10156,42	24,92	0,298	0,599
3566	4,33	9994,33	32,87	0,293	0,599
4027	4,89	9713,73	41,92	0,284	0,599
4488	5,45	9314,61	52,06	0,272	0,598
4950	6,01	8796,98	63,31	0,257	0,598
Для II передачи
n, об/мин	V, м/с	Рк2, Н	РW2, Н	D2	Dсу2
800	1,56	5710,14	4,28	0,168	0,600
1261	2,47	5977,65	10,64	0,176	0,600
1722	3,37	6171,50	19,85	0,181	0,599
2183	4,27	6291,71	31,90	0,184	0,599
2644	5,17	6338,28	46,79	0,185	0,599
3105	6,07	6311,20	64,53	0,184	0,598
3566	6,97	6210,48	85,12	0,180	0,597
4027	7,88	6036,11	108,55	0,174	0,597
4488	8,78	5788,10	134,83	0,166	0,596
4950	9,68	5466,44	163,95	0,156	0,595
Для III передачи
n, об/мин	V, м/с	Рк3, Н	РW3, Н	D3	Dсу3
800	2,51	3553,34	11,06	0,104	0,600
1261	3,96	3719,80	27,49	0,109	0,599
1722	5,41	3840,44	51,26	0,111	0,598
2183	6,86	3915,25	82,37	0,113	0,598
2644	8,31	3944,22	120,84	0,112	0,596
3105	9,76	3927,37	166,65	0,111	0,595
3566	11,21	3864,70	219,81	0,107	0,594
4027	12,66	3756,19	280,32	0,102	0,592
4488	14,11	3601,85	348,17	0,096	0,590
4950	15,55	3401,69	423,37	0,088	0,588
Для IV передачи
n, об/мин	V, м/с	Рк4, Н	РW4, Н	D4	Dсу4
800	3,19	2803,06	17,78	0,082	0,599
1261	5,02	2934,37	44,17	0,085	0,599
1722	6,86	3029,53	82,37	0,087	0,598
2183	8,70	3088,55	132,37	0,087	0,596
2644	10,53	3111,41	194,19	0,086	0,594
3105	12,37	3098,11	267,81	0,083	0,592
3566	14,21	3048,67	353,23	0,079	0,590
4027	16,04	2963,07	450,46	0,074	0,587
4488	17,88	2841,33	559,50	0,067	0,584
4950	19,72	2683,43	680,35	0,059	0,580
Для V передачи
n, об/мин	V, м/с	Рк5, Н	РW5, Н	D5	Dсу5
800	4,04	2211,19	28,57	0,064
1261	6,37	2314,78	70,98	0,066
1722	8,70	2389,85	132,37	0,066
2183	11,03	2436,40	212,72	0,065
2644	13,35	2454,44	312,05	0,063
3105	15,68	2443,95	430,36	0,059
3566	18,01	2404,95	567,64	0,054
4027	20,34	2337,42	723,89	0,047
4488	22,67	2241,38	899,11	0,039
4950	24,99	2116,82	1093,31	0,030

На график также следует нанести значения

динамического фактора по сцеплению, где сила сцепления колес с дорогой, Н:

- коэффициент сцепления на сухой дороге.

Подставим значения в формулы:

;

.

2.4 График ускорений

Данный график показывает величину ускорения, которую может иметь проектируемый автомобиль при различной скорости движения на каждой передаче при условии движения по дороге, характеризуемой коэффициентом ш.

Ускорение определим по формуле:

(2.2)

где g - ускорение силы тяжести;

д - коэффициент учета вращающихся масс, определяемый с достаточной точностью на всех передачах по формуле:

(2.3)

где ;

.

Подставим значения в формулы:

;

;

;

;

Первое значение подставляем в формулу, а остальное, включая и первое, заносим в таблицу

.

Таблица 2.4 - Параметры ускорений автомобиля.

Для I передачи
V, м/с	D1	D - ш	j1, м/с	1/j, с2/м
0,972	0,270	0,250	1,290	0,775
1,533	0,283	0,263	1,354	0,738
2,093	0,292	0,272	1,401	0,714
2,653	0,297	0,277	1,430	0,699
3,213	0,299	0,279	1,440	0,694
3,774	0,298	0,278	1,433	0,698
4,334	0,293	0,273	1,407	0,711
4,894	0,284	0,264	1,363	0,734
5,454	0,272	0,252	1,301	0,769
6,015	0,257	0,237	1,221	0,819
Для II передачи
V, м/с	D2	D - ш	j2, м/с	1/j, с2/м
1,565	0,168	0,148	1,056	0,947
2,466	0,176	0,156	1,111	0,900
3,368	0,181	0,161	1,149	0,870
4,269	0,184	0,164	1,172	0,853
5,171	0,185	0,165	1,179	0,848
6,073	0,184	0,164	1,169	0,855
6,974	0,180	0,160	1,144	0,874
7,876	0,174	0,154	1,102	0,907
8,777	0,166	0,146	1,045	0,957
9,679	0,156	0,136	0,971	1,030
Для III передачи
V, м/с	D3	D - ш	j3, м/с	1/j, с2/м
2,514	0,104	0,084	0,706	1,416
3,963	0,109	0,089	0,743	1,345
5,412	0,111	0,091	0,767	1,303
6,861	0,113	0,093	0,778	1,285
8,310	0,112	0,092	0,776	1,289
9,759	0,111	0,091	0,760	1,315
11,207	0,107	0,087	0,732	1,367
12,656	0,102	0,082	0,690	1,449
14,105	0,096	0,076	0,635	1,574
15,554	0,088	0,068	0,567	1,763
Для IV передачи
V, м/с	D4	D - ш	j4, м/с	1/j, с2/м
3,187	0,082	0,062	0,542	1,844
5,024	0,085	0,065	0,569	1,757
6,861	0,087	0,067	0,584	1,713
8,697	0,087	0,067	0,586	1,706
10,534	0,086	0,066	0,576	1,736
12,371	0,083	0,063	0,554	1,806
14,207	0,079	0,059	0,519	1,927
16,044	0,074	0,054	0,472	2,119
17,881	0,067	0,047	0,413	2,424
19,717	0,059	0,039	0,341	2,935
Для V передачи
4,040	0,064	0,064	0,387	2,584
6,369	0,066	0,066	0,403	2,483
8,697	0,066	0,066	0,406	2,461
11,025	0,065	0,065	0,398	2,515
13,354	0,063	0,063	0,377	2,655
15,682	0,059	0,059	0,343	2,912
18,010	0,054	0,054	0,298	3,355
20,338	0,047	0,047	0,240	4,159
22,667	0,039	0,039	0,171	5,863
24,995	0,030	0,030	0,088	11,304
27,323	-0,038	-0,038	-0,512	-1,955

2.5 График времени разгона

Из курса теории известно, что время разгона автомобиля при изменении скорости от V₁ до V₂:

(2.4)

Это интегральное уравнение решим графически, для чего построим вспомогательный график величин, обратных ускорениям

.

Зададимся масштабом шкал и V на этом вспомогательном графике. Масштаб 1 с²/м = 10 мм, тогда ; масштаб V 1м/с = 10 мм, тогда . В итоге общий масштаб времени .

Задаваясь на вспомогательном графике пределами приращения скорости

определим величину F_n каждой элементарной площади, ограниченной кривыми , в пределах приращений скорости. Умножая эту площадь на масштаб времени, определим время разгона:

(2.5)

соответствующее приращению скорости от V_n до V_n+1.

Разбивая всю площадь на достаточно большое число площадок, получим ряд значений Т, которые сведем в таблицу 2.5

Таблица 2.5 - Координаты графика времени разгона

	Fn, мм2	T соотв. Fn, с	T от начала разгона, с
1	108	2,7
1	90,2	2,255	4,955
1	55,1	1,3775	6,3325
1	42,3	1,0575	7,39
1	43,8	1,095	8,485
1	55,7	1.3925	9,8775
1	91,2	2,28	12,1575
1	118,9	2,9725	15,13
1	139,3	3,4825	18,6125
1	180,2	4,505	23,1175
1	177,7	4,4425	27,56
1	212,2	5,305	32,865
1	231,9	5,7975	38,6625
1	284,3	7,1075	45,77
1	294,3	7,3575	53,1275
1	310,2	7,755	60,8825
1	349	8,725	69,6075

Задаёмся масштабами шкал.

Для скорости

V = 1 м/с = 10 мм

m1 =0,1

¦0,1= 1 мм

m2 =0,1

m = m1* m2=0,01

На основании таблицы 2.5 строим график времени разгона

2.6 График пути разгона

График пути разгона так же, как и график , служит для приемистости автомобиля. Методика его построения подобна предыдущей.

Путь разгона

(2.6)

Это интегральное уравнение так же решим графически. Для этого, в качестве вспомогательного, используем график времени разгона .

Площадь, ограниченную кривой, разбиваем на ряд элементарных площадок с ординатами dt. Так же задаются масштабы шкал: масштаб времени разгона т₃,масштаб скорости т₂. Определяем масштаб пути разгона как произведение масштабов т₃ · т₂. Так если масштаб Т 1 с = 1 мм, то ; масштаб V 1 м/с = 10 мм, то , а масштаб S 1мм² = т₃ · т₂ = 1 · 0,1 = 0,1.

Определяя величину каждой элементарной площади F и умножая ее на масштаб пути, получим путь автомобиля, проходимый им за время приращения времени dt:

.

Результаты подсчетов сведем в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 - Координаты графика пути разгона

Тn+1 - Тn, с	Fn, мм2	Sn, соотв.
1	0	0	0
1	24,9	0,249	0,249
1	133,3	1,333	1,582
1	267,9	2,679	4,261
1	368,7	3,687	7,948
1	439,5	4,395	12,343
1	484,4	4,844	17,187
1	579,5	5,795	22,982
1	584,9	5,849	28,831
1	631,1	6,311	35,142
1	717	7,17	42,312
1	729,9	7,299	49,611
1	717	7,17	56,781
1	729,9	7,299	64,08
1	756,5	7,565	71,645
1	814,6	8,146	79,791
1	824	8,24	88,031
1	907,6	9,076	97,107
1	1044,4	10,444	107,551
1	1050	10,5	118,051

По данным таблицы 2.6 строим график пути разгона автомобиля.

3. Топливно-экономический расчет автомобиля

Топливно-экономический расчет автомобиля включает построение двух графиков:

- график экономической характеристики автомобильного двигателя ;

- график экономической характеристики автомобиля .

Выбираем три типа дорог с коэффициентами: , и . При построении экономической характеристики грузовых автомобилей с грузоподъемностью свыше 8 тонн следует принять .

Для каждой дороги вычисляем мощность, затрачиваемую при движении с разной скоростью, приведенную к валу двигателя.

Из баланса мощности при установившемся движении известно, что

(3.1)

Подставим значения в формулу:

;

;

.

Результаты подсчетов сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Суммарная затрачиваемая мощность

n, об/мин	V, м/с	Ne, кВт	N'W, кВт	Ш1	Ш2	Ш3
				N'ш1, кВт	N'ш1 + N'W, кВт	N'ш2, кВт	N'ш2 + N'W, кВт	N'ш3, кВт	N'ш3 + N'W, кВт
800	4,040	9,92680022	0,057	3,05	3,18	3,82	3,94	6,11	10,13
1261	6,369	16,38013685	0,222	4,81	5,31	6,01	6,52	9,62	14,42
1722	8,697	23,09385064	0,565	6,57	7,85	8,21	9,49	13,14	19,27
2183	11,025	29,846613	1,151	8,33	10,94	10,41	13,02	16,66	24,81
2644	13,354	36,41709535	2,046	10,09	14,72	12,61	17,24	20,18	31,20
3105	15,682	42,5839691	3,313	11,85	19,35	14,81	22,31	23,70	38,57
3566	18,010	48,12590566	5,018	13,61	24,97	17,01	28,37	27,22	47,09
4027	20,338	52,82157645	7,227	15,37	31,73	19,21	35,57	30,73	56,90
4488	22,667	56,44965288	10,004	17,13	39,77	21,41	44,05	34,25	68,13
4950	24,995	58,78880637	13,415	18,89	49,25	23,61	53,97	37,77	80,95

По результатам подсчетов суммарной затрачиваемой мощности определяем процент использования мощности двигателя при каждом значении скорости V при движении на прямой передаче:

(3.2)

Подставим значения в формулу:

;

.

Для тех же условий движения подсчитаем процент использования частоты вращения вала двигателя:

(3.3)

где n_N - частота вращения на максимальной мощности;

n' - частота вращения соответствующая каждому значению V.

Подставим значения в формулу:

;

По проценту использования N и n на вспомогательных графиках находим значения коэффициентов K_N и K_n и данные сведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Проценты использования мощности двигателя и вращения вала

n, об/мин	V, м/с	Ne, кВт	n, %	Кп	Ш1	Ш2	Ш3
					N, %	КN	N, %	КN	N, %	КN
800,00	4,04	9,93	14,79	1,04	32,04	1,82	39,73	1,61	62,80	1,24
1261,00	6,37	16,38	28,10	0,95	32,44	1,81	39,79	1,61	61,82	1,25
1722,00	8,70	23,09	38,37	0,90	33,99	1,76	41,11	1,58	62,45	1,24
2183,00	11,03	29,85	48,64	0,88	36,64	1,69	43,62	1,53	64,55	1,22
2644,00	13,35	36,42	58,91	0,87	40,42	1,60	47,35	1,46	68,12	1,18
3105,00	15,68	42,58	69,18	0,88	45,43	1,49	52,39	1,38	73,26	1,14
3566,00	18,01	48,13	79,46	0,90	51,88	1,38	58,95	1,29	80,15	1,08
4027,00	20,34	52,82	89,73	0,95	60,06	1,27	67,33	1,19	89,15	1,01
4488,00	22,67	56,45	100,00	1,02	70,45	1,16	78,04	1,09	100,79	0,95
4950,00	24,99	58,79	110,27	1,10	83,77	1,05	91,80	1,00	115,90	0,87

Тогда удельный расход топлива при любом режиме движения составит:

(3.4)

Подставим значения в формулу:

Результаты подсчетов сведем в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Удельный расход топлива при различных режимах движениях

n, об/мин	V, м/с	Кп	Ш1	Ш2	Ш3
			КN ·Kn	g1, г/кВт·ч	КN ·Kn	g2, г/кВт·ч	КN ·Kn	g3, г/кВт·ч
800	4,040	1,04	1,90	600,17	1,68	530,52	1,29	408,01
1261	6,369	0,95	1,72	544,50	1,53	484,36	1,19	376,18
1722	8,697	0,90	1,59	503,63	1,43	451,63	1,12	355,32
2183	11,025	0,88	1,48	467,18	1,34	422,73	1,07	337,61
2644	13,354	0,87	1,38	436,79	1,26	398,91	1,02	323,76
3105	15,682	0,88	1,31	412,90	1,20	380,51	0,99	313,94
3566	18,010	0,90	1,25	395,08	1,16	367,17	0,97	307,83
4027	20,338	0,95	1,21	382,31	1,13	358,05	0,96	304,80
4488	22,667	1,02	1,18	373,23	1,11	351,97	0,96	303,93
4950	24,995	1,10	1,16	366,31	1,10	347,57	0,96	304,08

При работе двигателя на полном дросселе при 100% используемой мощности удельный расход будет зависеть только от частоты вращения вала двигателя п, т.е

(3.5)

Подставим значения в формулу:

.

Значения удельного расхода для этого случая подсчитаем и сведем в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Значения удельного расхода топлива

n, об/мин	V, м/с	n, %	Кп	g,' г/кВт·ч
800	4,040	14,79	1,04	329,01
1261	6,369	28,10	0,95	300,62
1722	8,697	38,37	0,90	285,59
2183	11,025	48,64	0,88	276,57
2644	13,354	58,91	0,87	273,55
3105	15,682	69,18	0,88	276,54
3566	18,010	79,46	0,90	285,52
4027	20,338	89,73	0,95	300,51
4488	22,667	100,00	1,02	321,49
4950	24,995	110,27	1,10	348,48

По данным таблиц 3.3 и 3.4 строим график экономической характеристики автомобильного двигателя.

Приступаем к построению экономической характеристики автомобиля. Расход топлива в кг на 100 км пробега определим по формуле:

(3.6)

Здесь V - скорость автомобиля, км/ч.

Все данные для этого расчета берем из предыдущих таблиц:

кг/100км.

Сведем результаты подсчетов в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Расход топлива на 100 км пробега

n, об/мин	V, м/с	Ш1	Ш2	Ш3
		g1, г/кВт·ч	N'ш1 + N'W, кВт	QS1, кг/100км	g2, г/кВт·ч	N'ш2 + N'W, кВт	QS2, кг/100 км	g3, г/кВт·ч	N'ш3 + N'W, кВт	QS3, кг/100км
800	14,5	600,17	3,18	13,13	530,52	3,94	14,39	408,01	6,23	17,49
1261	22,9	544,50	5,31	12,62	484,36	6,52	13,77	376,18	10,13	16,61
1722	31,3	503,63	7,85	12,63	451,63	9,49	13,69	355,32	14,42	16,37
2183	39,7	467,18	10,94	12,87	422,73	13,02	13,87	337,61	19,27	16,39
2644	48,1	436,79	14,72	13,37	398,91	17,24	14,31	323,76	24,81	16,71
3105	56,5	412,90	19,35	14,15	380,51	22,31	15,04	313,94	31,20	17,35
3566	64,8	395,08	24,97	15,21	367,17	28,37	16,07	307,83	38,57	18,31
4027	73,2	382,31	31,73	16,57	358,05	35,57	17,39	304,80	47,09	19,60
4488	81,6	373,23	39,77	18,19	351,97	44,05	19,00	303,93	56,90	21,19
4950	90,0	366,31	49,25	20,05	347,57	53,97	20,85	304,08	68,13	23,03

Для режима работы на полном дросселе данные сводим в таблицу 3.6

кг/100км.

Таблица 3.6 - Данные для режима работы на полном дросселе

V, м/с	Ne, кВт	g', г/кВт·ч	Q'S, кг/100 км
14,55	9,93	329,01	22,45
22,93	16,38	300,62	21,48
31,31	23,09	285,59	21,07
39,69	29,85	276,57	20,80
48,07	36,42	273,55	20,72
56,45	42,58	276,54	20,86
64,84	48,13	285,52	21,19
73,22	52,82	300,51	21,68
81,60	56,45	321,49	22,24
89,98	58,79	348,48	22,77
98,36	59,62	381,47	23,12

По данным таблицы 3.6 строим график экономической характеристики.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы все поставленные цели и задачи были достигнуты. По результатам тягового и топливно-экономического расчета автомобиля, сравнив полученные значения и параметры с характеристиками автомобилей различных марок, можно сделать вывод, что наиболее подходящим является автомобиль марки ГАЗ-2705

В ходе выполнения расчётов получили следующие параметры автомобиля:

Грузоподъёмность - 14 000 Н

Масса полностью гружёного автомобиля - 25 000 Н

Максимальная мощность двигателя :

=48,87 кВт

Максимальная частота вращения вала:

n=4800 об/мин

Крутящий момент двигателя :

М=132,03 Нм

Расход топлива при любом режиме движения:

g' =533 г/кВт·ч

Расход топлива в килограммах на 100 км :

Qs=23,9 кг/100км

Время от начала разгона до максимальной скорости:

Т=70 с

Путь автомобиля, пройденный за время от начала разгона до максимальной скорости:

S= 118 м

Список использованных источников

1. Тяговый и топливно-экономический расчет автомобиля: методические указания / ПетрГУ; Составитель Л.А. Черняев. - Петрозаводск 2012. - 22 с.

Размещено на Allbest.ru