Конструкция и эксплуатационные свойства "ВАЗ-2109"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Липецкий государственный технический университет

Кафедра управления автотранспортом

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Конструкция и эксплуатационные свойства “ВАЗ-2109”

Студент Аржаных А.А.

Преподаватель

профессор Сорокин В.И.

Липецк 2014 г.



Содержание

1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя внутреннего сгорания

2. Построение силового баланса

2.1 Определение тяговой силы

2.2 Определение силы лобового сопротивления воздуха

2.3 Определение силы дорожного сопротивления

3. Построение динамической характеристики

4. Построение графика ускорения

5. Построение разгонной характеристики

6. Построение топливной характеристики



1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя внутреннего сгорания

В настоящее время на автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания. Их мощностные свойства принято оценивать скоростными характеристиками, представляющими зависимость эффективной мощности или крутящего момента на коленчатом валу при установившемся режиме работы от частоты работы вращения коленчатого вала двигателя. Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива называется внешней скоростной характеристикой.

Исходные данные для расчета эксплуатационных характеристик автомобиля приведены в таблице 1

Таблица 1. Исходные данные

№ п/п	Наименование	Размерность
1	Марка автомобиля	"ВАЗ-2109"
2	Высота автомобиля	1402 мм
3	Ширина автомобиля	1650 мм
4	Полная масса	1325 кг
5	Максимальная скорость	139 км/ч
6	Тип ДВС	Бензин
7	Максимальная мощность	54 л/с
8	Обороты соответствующие максимальной мощности	5600 об/мин
9	Максимальный крутящий момент	79
10	Обороты соответствующие максимальному моменту	3600 об/мин
11	Придаточные числа КПП
	1	3,64
	2	1,95
	3	1,36
	4	0,94
	5	0,78
12	Передаточное число главной передачи	3,9
13	Колесная формула	2Ч4
14	Марка шины	165/70R13
15	КПД трансмиссии
	1	0,89
	2	0,90
	3	0,91
	4	0,92
	5	0,925

Текущие значения мощности N_i и крутящего момента M_i двигателя определяются по формулам (1) и (2):

N_i = N_N*[a*(n_i/n_N) +b*(n_i/n_N)² -c *(n_i/n_N)³], кВт; (1)

M_i = 9550*N_i/n_i, Н*м; (2)

где a,b,c - коэффициенты, значения которых зависят от типа и конструкции двигателя;

N_N - максимальная эффективная мощность, кВт или л.с. ,(1л.с.=0,762 кВт);

n_N - частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности, с^-1 (об/мин);

M_max - максимальный крутящий момент на коленчатом валу двигателя, Н*м;

n_M - частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, с^-1 (об/мин);

n_i - текущие значения частоты вращения коленчатого вала, с^-1 (об/мин);

n_max - максимальная частота вращения коленчатого вала, с^-1 (об/мин);

n_min ? минимальная частота вращения коленчатого вала, с^-1 (об/мин).

Определяем крутящий момент на коленчатом валу двигателя при максимальной мощности M_N по формуле 3:

M_N = 9550*N_N/n_N; Н*м (3)

M_N = 9550*40/5600 = 68,2 Н*м.

Определяем коэффициент приспособляемости по моменту k_M по формуле 4:

k_M = M_max/M_N; (4)

k_M = 79/68,2 = 1,158.

Определяем коэффициент запаса по частоте вращения k_w по формуле 5:

k_w = n_N/n_M; (5)

k_w = 5600/3600 = 1,556.

Определяем величину запаса крутящего момента двигателя М_з по формуле 6:

М_з = (k_м - 1)*100%; (6)

М_з = (1,158 - 1)*100% = 15,8%.

Коэффициенты двигателя a,b,c определяются из системы уравнений для карбюраторного двигателя:

Решаем систему уравнений и получаем а=0,9; b=1,3; c=1,2.

Рассчитываем текущие значения мощности ВСХ двигателя. Результаты расчетов заносим в таблицу 2:



Таблица 2. Результаты расчетов ВСХ двигателя ВАЗ 2109

n двигателя	Ni	Mi
800	6,06	72,39
1000	7,81	74,62
1200	9,63	76,64
1400	11,50	78,45
1600	13,41	80,05
1800	15,35	81,44
2000	17,30	82,62
2200	19,26	83,60
2400	21,20	84,36
2600	23,12	84,92
2800	25,00	85,27
3000	26,83	85,41
3200	28,59	85,34
3400	30,28	85,06
3600	31,88	84,57
3800	33,37	83,88
4000	34,75	82,97
4200	36,00	81,86
4400	37,10	80,53
4600	38,05	79,00
4800	38,83	77,26
5000	39,43	75,31
5200	39,83	73,16
5400	40,03	70,79
5600	40,00	68,21

Cтроим график ВСХ двигателя по полученным табличным данным.



Рисунок 1. ВСХ двигателя автомобиля

2. 

2. Построение графика силового баланса автомобиля

2.1 Определение тяговой силы, P_т=f(V)

Cила, обеспечивающая движение автомобиля - тяговая сила, находится для каждой передачи по формуле 7:

Pⁱ_т = (Mⁱ_k*Uⁱ_тр*зⁱ_тр)/r_k; (7)

где Mⁱ_k - момент соответствующий M_i из таблицы ВСХ;

Uⁱ_тр - передаточное число трансмиссии на i-той передаче,

Uⁱ_тр = U_гп*Uⁱ_кп;

U_гп - передаточное число главной передачи;

Uⁱ_кп - передаточное число коробки передач на i-той передаче;

зⁱ_тр - КПД трансмиссии на i-той передаче;

r_k - кинематический радиус колеса.

Расстояние от оси колеса до опорной поверхности, замеренное у неподвижного колеса, называется статическим радиусом r_ст.

Расстояние от оси колеса до опорной поверхности, замеренное при качении колеса называется динамическим радиусом.

При качении колеса по твердой опорной поверхности с малой скоростью статический и динамический радиусы его практически одинаковы. Поэтому, при приближенных расчетах динамический радиус принимают равным статическому.

Статический радиус колеса при известных конструктивных параметрах шин находим по формуле 8:

r_ст = 0,5*d+B*л_см*?; (8)

где d - внутренний диаметр, мм;

В - ширина профиля, мм;

л_см - коэффициент смятия шин (для легков./авт.=0,8 - 0,95);

? - отношение высоты профиля к ширине.

r_ст = 0,5*0,33+0,165*0,8*0,42 = 0,22 м.

Радиальная шина имеет смешенное миллиметрово-дюймовое обозначение. Например, маркировка 165/70R13 обозначает:

165 - условная ширина профиля шины (B), мм;

70 - отношение высоты профиля (H) к ее ширине (B),%;

«R» - обозначение радиальной шины;

13 - посадочный диаметр, дюйм.

При приближенных расчетах кинематический радиус колеса по формуле 9:

r_к = r_ст*д; (9)

где д - коэффициент деформации шины (для легков./авт.=1,05).

r_к = 0,22*1,05 = 0,231 м.

Рассчитываем передаточное число на каждой передачи по формуле 10:

Uⁱ_тр = U_гп*Uⁱ_кп; (10)

Результаты расчетов приведены в таблице 3:

Таблица 3. Результаты расчетов передаточного числа на каждой передаче

№ передачи
1	3,9	3,64	14,20
2	3,9	1,95	7,61
3	3,9	1,36	5,30
4	3,9	0,94	3,67
5	3,9	0,78	3,04

Рассчитываем Pⁱ_т по формуле 7 на каждой передаче.

Для расчетов используем данные из таблицы 4:

Таблица 4. Дополнительные данные для расчетов

№ передачи	Uiтр	зiтр	rк
1	14,20	0,89	0,231
2	7,61	0,90	0,231
3	5,30	0,91	0,231
4	3,67	0,92	0,231
5	3,04	0,925	0,231

Результаты расчетов Pⁱ_т приведены в таблице 5:

Определяем интервалы скоростей движения автомобиля по формуле 11:

V_a = 0,377*n_дв/ Uⁱ_тр* r_к; км/ч. (11)

Таблица 5. Результаты расчетов тяговой силы и интервалов скоростей

n, об/мин	Va/Pт
	1	2	3	4	5
800	4,91	3959,4	9,16	2144,9	13,14	1512,6	19,00	1056,9	22,90	881,8
1000	6,13	4081,2	11,45	2210,9	16,42	1559,1	23,76	1089,5	28,63	908,9
1200	7,36	4191,6	13,74	2270,7	19,70	1601,3	28,51	1118,9	34,35	933,5
1400	8,59	4290,6	16,03	2324,4	22,99	1639,1	33,26	1145,4	40,08	955,6
1600	9,82	4378,2	18,32	2371,8	26,27	1672,6	38,01	1168,7	45,81	975,1
1800	11,04	4454,3	20,61	2413,0	29,55	1701,6	42,76	1189,1	51,53	992,0
2000	12,27	4519,0	22,90	2448,1	32,84	1726,4	47,51	1206,3	57,26	1006,4
2200	13,50	4572,3	25,19	2477,0	36,12	1746,7	52,26	1220,6	62,98	1018,3
2400	14,72	4614,2	27,48	2499,7	39,41	1762,7	57,01	1231,7	68,71	1027,6
2600	15,95	4644,7	29,77	2516,2	42,69	1774,4	61,76	1239,9	74,43	1034,4
2800	17,18	4663,7	32,06	2526,5	45,97	1781,6	66,51	1245,0	80,16	1038,7
3000	18,40	4671,3	34,35	2530,6	49,26	1784,5	71,27	1247,0	85,88	1040,4
3200	19,63	4667,5	36,64	2528,5	52,54	1783,1	76,02	1246,0	91,61	1039,5
3400	20,86	4652,3	38,93	2520,3	55,83	1777,3	80,77	1241,9	97,34	1036,1
3600	22,08	4625,6	41,22	2505,9	59,11	1767,1	85,52	1234,8	103,06	1030,2
3800	23,31	4587,5	43,51	2485,2	62,39	1752,5	90,27	1224,6	108,79	1021,7
4000	24,54	4538,1	45,81	2458,4	65,68	1733,6	95,02	1211,4	114,51	1010,7
4200	25,77	4477,1	48,10	2425,4	68,96	1710,4	99,77	1195,2	120,24	997,1
4400	26,99	4404,8	50,39	2386,2	72,24	1682,7	104,52	1175,8	125,96	981,0
4600	28,22	4321,0	52,68	2340,9	75,53	1650,7	109,27	1153,5	131,69	962,4
4800	29,45	4225,9	54,97	2289,3	78,81	1614,4	114,03	1128,1	137,42	941,2
5000	30,67	4119,3	57,26	2231,5	82,10	1573,7	118,78	1099,6	143,14	917,4
5200	31,90	4001,3	59,55	2167,6	85,38	1528,6	123,53	1068,1	148,87	891,1
5400	33,13	3871,8	61,84	2097,5	88,66	1479,1	128,28	1033,6	154,59	862,3
5600	34,35	3730,9	64,13	2021,2	91,95	1425,3	133,03	996,0	160,32	830,9

Результаты расчетов интервалов скоростей движения автомобиля приведены в таблице 5:

Строим график тяговой силы по полученным табличным данным.

Рисунок 2. Сила тяги автомобиля

2.2 Определение силы лобового сопротивления P_w

Значительная часть полезной мощности, вырабатываемой автомобильным двигателем, расходуется на преодоление сил сопротивления воздушной среды. Если представить, что не меняя формы машины, ее удалось сделать на треть легче (в действительности это непросто), сопротивление качению колес снизилось на треть, аэродинамическое сопротивление осталось неизменным. Значит, признавая необходимость облегчения автомобиля (ему ведь приходится и разгонятся, и тормозить, и преодолевать подъемы), подчеркнем: основные показатели легкового автомобиля на высоких скоростях зависят, прежде всего от его аэродинамических качеств.

Дело ведь не только в том, чтобы машина была максимально «обтекаемой». Нужно, чтобы действующие со стороны воздушного потока силы не ухудшали ее поведения на дороге, вызвав неустойчивость. Нужно обеспечить хорошее охлаждение двигателя, агрегатов, функционирование климатической установки и тормозов с меньшим расходом воздуха, иначе опять увеличится сопротивление. От аэродинамики подкапотного пространства зависит распределение пыли, а отсюда срок службы фильтров, чистота воздуха в салоне и т.д.

Очень важную роль играет конструкция стоек крыши, водосливных желобов и других подобных устройств.

Рассчитаем силу лобового сопротивления для высшей передачи по формуле 12:

P_w = k_в*F_d*V_a²; (12)

где k_в - коэффициент аэродинамического сопротивления, кг/м³ (k_в=0,2);

F_d - лобовая площадь автомобиля, м² (F_d=2,08);

Результаты расчетов силы лобового сопротивления приведены в таблице 6:

Va, км/ч	Pw
22,90	18,86
28,63	29,47
34,35	42,44
40,08	57,77
45,81	75,45
51,53	95,49
57,26	117,89
62,98	142,65
68,71	169,77
74,43	199,24
80,16	231,07
85,88	265,26
91,61	301,81
97,34	340,71
103,06	381,97
108,79	425,59
114,51	471,57
120,24	519,91
125,96	570,60
131,69	623,65
137,42	679,06
143,14	736,83
148,87	796,95
154,59	859,44
160,32	924,28

Таблица 6. Результаты расчетов силы лобового сопротивления

2.3 Определение силы дорожного сопротивления Р_ш

автомобиль двигатель сопротивление тяговой

Сила дорожного сопротивления складывается из двух составляющих: силы сопротивления качению колеса и силы, обусловленной подъемом дорожного полотна.

Рассчитываем силу дорожного сопротивления по формуле 13:



Р_ш = G_a*ш, Н; (13)

где G_a - вес автомобиля, G_a = m*g;

ш - приведенный коэффициент дорожного сопротивления.

Рассчитываем приведенный коэффициент дорожного сопротивления по формуле 14:

ш =f±i, (14)

i - уклон дороги, в нашем случае уклон отсутствует так как автомобиль движется по горизонтальной дороге (i=0);

f - коэффициент сопротивлению качению.

Рассчитываем приведенный коэффициент сопротивлению качению по формуле 15:

f=f₀+k_v*V_a²/13; (15)

где f₀ начальное значение коэффициента сопротивления качению (f₀=0,018);

k_v - динамический коэффициент (k_v = 7*10^(-6)).

Результаты расчетов f и ш приведены в таблице 7:

f	Va, км/ч	Ш
0,0208	22,90	0,0208
0,0224	28,63	0,0224
0,0244	34,35	0,0244
0,0266	40,08	0,0266
0,0293	45,81	0,0293
0,0323	51,53	0,0323
0,0357	57,26	0,0357
0,0394	62,98	0,0394
0,0434	68,71	0,0434
0,0478	74,43	0,0478
0,0526	80,16	0,0526
0,0577	85,88	0,0577
0,0632	91,61	0,0632
0,0690	97,34	0,0690
0,0752	103,06	0,0752
0,0817	108,79	0,0817
0,0886	114,51	0,0886
0,0958	120,24	0,0958
0,1034	125,96	0,1034
0,1114	131,69	0,1114
0,1197	137,42	0,1197
0,1283	143,14	0,1283
0,1373	148,87	0,1373
0,1467	154,59	0,1467
0,1564	160,32	0,1564

Таблица 7. Результаты расчетов f и ш

Результаты расчета силы дорожного сопротивления приведены в таблице 8:

, H	Ш
20,822	0,0208
22,410	0,0224
24,352	0,0244
26,646	0,0266
29,294	0,0293
32,294	0,0323
35,648	0,0357
39,354	0,0394
43,414	0,0434
47,826	0,0478
52,592	0,0526
57,710	0,0577
63,182	0,0632
69,006	0,0690
75,184	0,0752
81,714	0,0817
88,598	0,0886
95,834	0,0958
103,424	0,1034
111,366	0,1114
119,662	0,1197
128,31	0,1283
137,31	0,1373
146,666	0,1467
156,374	0,1564

Таблица 8. Сила дорожного сопротивления

Строим график силового баланса по полученным табличным данным.

Рисунок 3. Силовой баланс автомобиля



3 Построение динамической характеристики Д=f(V)

Сравнение автомобилей по мощности двигателя не взывает затруднений, когда автомобили близки по массе, аэродинамике, типам трансмиссий, передаточным числам, размерам шин. Однако наиболее универсальным показателем для сравнения различных автомобилей, мотоциклов и т.д., является величина, называемая динамическим фактором, совпадающая с величиной угла подъема дороги, который доступен автомобилю. На горизонтальной дороге избыток тяговой силы может быть затруднен на разгон или на преодоление тяжелого участка с рыхлым снегом, песком, гравием. Таким образом динамическим фактором называют величину свободной тяговой силы, приходящейся на единицу веса автомобиля.

Определяем динамический фактор по формуле 16:

Д=(P_т-P_w)/G_a. (16)

Результаты расчетов приведены в таблице 9:

Д
1 передача	2 передача	3 передача	4 передача	5 передача
0,30	0,16	0,11	0,08	0,07
0,31	0,17	0,12	0,08	0,07
0,32	0,17	0,12	0,08	0,07
0,33	0,17	0,12	0,08	0,07
0,33	0,18	0,12	0,08	0,07
0,34	0,18	0,12	0,08	0,07
0,34	0,18	0,12	0,08	0,07
0,34	0,18	0,12	0,08	0,07
0,34	0,18	0,12	0,08	0,07
0,34	0,18	0,12	0,08	0,06
0,34	0,18	0,12	0,08	0,06
0,34	0,17	0,12	0,08	0,06
0,34	0,17	0,11	0,07	0,06
0,33	0,17	0,11	0,07	0,05
0,33	0,16	0,11	0,07	0,05
0,32	0,16	0,10	0,06	0,05
0,31	0,15	0,10	0,06	0,04
0,30	0,15	0,09	0,05	0,04
0,29	0,14	0,09	0,05	0,03
0,28	0,13	0,08	0,04	0,03
0,27	0,12	0,07	0,03	0,02
0,26	0,11	0,06	0,03	0,01
0,25	0,11	0,06	0,02	0,01
0,23	0,10	0,05	0,01	0,00
0,22	0,08	0,04	0,01	-0,01

Таблица 9. Результаты расчетов динамического фактора

На основе табличных данных строим график динамической характеристики Д=f(V).

Рисунок 4. Динамическая характеристика автомобиля



4 Построение графика ускорений, j=f(V)

Для определения ускорения мы определили коэффициент сопротивления дороги ш на каждой передаче. Результаты расчетов приведены в таблице 10:

Таблица 10. Результаты расчетов коэффициента сопротивления дороги ш

Ш
1 передача	2 передача	3 передача	4 передача	5 передача
0,0181	0,0185	0,0189	0,0199	0,0208
0,0182	0,0187	0,0195	0,0210	0,0224
0,0183	0,0190	0,0201	0,0224	0,0244
0,0184	0,0194	0,0208	0,0240	0,0266
0,0185	0,0198	0,0217	0,0258	0,0293
0,0187	0,0203	0,0227	0,0278	0,0323
0,0188	0,0208	0,0238	0,0302	0,0357
0,0190	0,0214	0,0250	0,0327	0,0394
0,0192	0,0221	0,0264	0,0355	0,0434
0,0194	0,0228	0,0278	0,0385	0,0478
0,0196	0,0235	0,0294	0,0418	0,0526
0,0198	0,0244	0,0311	0,0453	0,0577
0,0201	0,0252	0,0329	0,0491	0,0632
0,0203	0,0262	0,0348	0,0531	0,0690
0,0206	0,0272	0,0368	0,0574	0,0752
0,0209	0,0282	0,0390	0,0619	0,0817
0,0212	0,0293	0,0412	0,0666	0,0886
0,0216	0,0305	0,0436	0,0716	0,0958
0,0219	0,0317	0,0461	0,0768	0,1034
0,0223	0,0329	0,0487	0,0823	0,1114
0,0227	0,0343	0,0514	0,0880	0,1197
0,0231	0,0357	0,0543	0,0940	0,1283
0,0235	0,0371	0,0573	0,1002	0,1373
0,0239	0,0386	0,0603	0,1066	0,1467
0,0244	0,0401	0,0635	0,1133	0,1564



Определяем коэффициент д_вр по формуле 17:

д_вр=1+ д₁*U_{кп i}² * д₂; (17)

где U_{кп i} - передаточное число коробки передач.

Результаты расчетов д_вр приведены в таблице 11:

Таблица 11. Результаты расчетов д_вр

№ передачи	д1	д2	Uкп i	двр
1	0,04	0,05	3,64	1,0265
2	0,04	0,05	1,95	1,0076
3	0,04	0,05	1,36	1,0037
4	0,04	0,05	0,94	1,0018
5	0,04	0,05	0,78	1,0012

Рассчитываем значения ускорения автомобиля в заданных дорожных условиях на разных передачах по формуле 18:

j= g*(Д - ш)/ д_вр, м/с² (18)

где g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

Д - динамическая характеристика;

ш - коэффициент сопротивления дороги.

Результаты расчетов представлены в таблице 12:

		J, м/с^2
2,7239	1,4128	0,9382	0,5868	0,4464
2,8050	1,4518	0,9601	0,5926	0,4433
2,8758	1,4839	0,9758	0,5919	0,4331
2,9363	1,5090	0,9853	0,5848	0,4156
2,9865	1,5272	0,9887	0,5712	0,3911
3,0264	1,5384	0,9858	0,5512	0,3593
3,0561	1,5426	0,9768	0,5247	0,3205
3,0754	1,5399	0,9616	0,4918	0,2744
3,0845	1,5303	0,9402	0,4524	0,2212
3,0833	1,5137	0,9126	0,4066	0,1609
3,0718	1,4902	0,8788	0,3543	0,0934
3,0500	1,4597	0,8388	0,2955	0,0187
3,0179	1,4222	0,7926	0,2303	-0,0631
2,9756	1,3778	0,7403	0,1587	-0,1520
2,9230	1,3265	0,6817	0,0806	-0,2481
2,8600	1,2682	0,6170	-0,0040	-0,3514
2,7868	1,2029	0,5461	-0,0950	-0,4618
2,7033	1,1308	0,4689	-0,1924	-0,5794
2,6095	1,0516	0,3856	-0,2964	-0,7041
2,5055	0,9655	0,2962	-0,4067	-0,8360
2,3911	0,8725	0,2005	-0,5236	-0,9750
2,2665	0,7725	0,0986	-0,6468	-1,1212
2,1315	0,6655	-0,0094	-0,7766	-1,2746
1,9863	0,5516	-0,1237	-0,9128	-1,4351
1,8308	0,4308	-0,2441	-1,0554	-1,6027

Таблица 12. Ускорения автомобиля

На основе табличных данных строим график ускорения j=f(V).

Рисунок 5. Ускорения автомобиля



5. Построение скоростной характеристики S=f(V); t=f(V)

Для определения абсолютных величин и характера разгонной характеристики на различных передачах строят график интенсивности разгона. При расчетах строят график для ускорения автомобиля на высшей передаче.

Для определения времени и пути разгона в интервале скоростей от минимальной до максимальной этот интервал разбивают на мелкие участки, для каждого из которых считают j_ср по формуле 19:

j_ср=0,5*( j_н + j_к); (19)

где j_н, j_к - ускорения в начале и конце участка, м/с².

Строим график ускорения на высшей передаче.

Рисунок 6. Ускорения автомобиля на высшей передачи

Для каждого участка также определяют V_k по формуле 20:

V_k = V_н + j*?t, (20)



где ?t - время изменения скорости от V_н до V_k, с.

Определяют ?t по формуле 21:

?t = (V_k - V_н )/ j_ср. (21)

Путь за время движения ?t определяем по формуле 22:

S=V_ср*?t, (22)

где V_ср - средняя скорость движения автомобиля, определяем по формуле 23:

V_ср= (V_н + V_к)/2. (23)

Определяем время движения по формуле 24:

t=t_i +?t_i+1. (24)

Результаты всех расчетов приведены в таблице 13:

Таблица 13. Результаты расчетов V_ср, j_ср, ?t,S,t

Jср,м/с^2	Vа	?t, с	Vср, м/с	S, м	T, с
0,4449	6,3618	3,5749	7,1571	25,5861	2,1785
0,4382	7,9523	3,6295	8,7475	31,7492	12,9753
0,4244	9,5427	3,7479	10,3380	38,7458	13,6031
0,4034	11,1332	3,9430	11,9284	47,0339	14,7781
0,3752	12,7236	4,2388	13,5189	57,3044	16,7138
0,3399	14,3141	4,6791	15,1093	70,6984	19,8341
0,2974	15,9046	5,3470	16,6998	89,2944	25,0194
0,2478	17,4950	6,4174	18,2902	117,3765	34,3143
0,1911	19,0855	8,3241	19,8807	165,4885	53,4192
0,1271	20,6759	12,5089	21,4712	268,5795	104,1247
0,0561	22,2664	28,3646	23,0616	654,1327	354,8083
-0,0222	23,8568	-71,7828	24,6521	-1769,5937	-2036,0876
-0,1075	25,4473	-14,7896	26,2425	-388,1161	1061,6377
-0,2001	27,0377	-7,9493	27,8330	-221,2524	117,5667
-0,2998	28,6282	-5,3057	29,4234	-156,1109	42,1763
-0,4066	30,2187	-3,9115	31,0139	-121,3110	20,7531
-0,5206	31,8091	-3,0550	32,6043	-99,6062	11,9496
-0,6418	33,3996	-2,4783	34,1948	-84,7440	7,5711
-0,7701	34,9900	-2,0654	35,7853	-73,9091	5,1185
-0,9055	36,5805	-1,7564	37,3757	-65,6463	3,6276
-1,0481	38,1709	-1,5174	38,9662	-59,1276	2,6652
-1,1979	39,7614	-1,3277	40,5566	-53,8468	2,0147
-1,3548	41,3519	-1,1739	42,1471	-49,4771	1,5586
-1,5189	42,9423	-1,0471	43,7375	-45,7979	1,2292
-0,8014	44,5328	55,5711	22,2664	1237,3668	-58,1888

На основе полученных табличных данных строим графики S=f(V); t=f(V).

Рисунок 7. Время изменения скорости



Рисунок 8. График пути движения



6. Построения топливной характеристики Q_S=f(V)

Топливная характеристика строится для высшей передачи при следующих значениях приведенного коэффициента дорожного сопротивления:

1. Ш₁ = = 0,0692;

2. Ш₂ = 0,75* = 0,0519;

3. Ш₃ = (Ш₁ + Ш₂)/2 = 0,0606.

Определяем дорожное сопротивление P_ш по формуле 25:

P_ш = G_a*ш. (25)

Результаты расчетов P_ш представлены в таблице 14:

Таблица 14. Результаты расчета дорожного сопротивления

Pш1	Pш2	Pш3
899,48	674,61	787,04

А результаты определения аэродинамического сопротивления P_w в таблице 15:

Таблица 15. Аэродинамическое сопротивление

Pw
18,86
29,47
42,44
57,77
75,45
95,49
117,89
142,65
169,77
199,24
231,07
265,26
301,81
340,71
381,97
425,59
471,57
519,91
570,60
623,65
679,06
736,83
796,95
859,44
924,28

Находим мощность, затрачиваемую на преодоление сил дорожного сопротивления N_ш по формуле 26; мощность, затрачиваемую на преодоление сил лобового сопротивления N_w по формуле 27 и мощность на ведущей оси N_т по формуле 28:

N_ш= (P_ш * V_a)/3600. (26)

N_w= (P_w * V_a)/3600. (27)

N_т= N_ш + N_w. (28)

Определяем мощность двигателя, необходимую для обеспечения движения автомобиля с заданной скоростью при определенных дорожных сопротивлениях N_e по формуле 29:

N_e = N_т/, (29)



где N_т - мощность на ведущей оси, кВТ;

- КПД трансмиссии на высшей передаче, ( = 0,92)

Результаты расчетов приведены в таблице 16:

Таблица 16. Результаты расчетов мощностей

V5,км/ч	NШ,кВт	Nт,кВт	Ne,кВт
	1	2	3	1	2	3	1	2	3
22,90	5,7223	4,2917	5,0070	5,8423	4,4117	5,1270	6,3504	4,7954	5,5729
28,63	7,1529	5,3647	6,2588	7,3873	5,5991	6,4932	8,0297	6,0859	7,0578
34,35	8,5835	6,4376	7,5106	8,9885	6,8426	7,9156	9,7701	7,4376	8,6039
40,08	10,0141	7,5106	8,7623	10,6572	8,1537	9,4054	11,5839	8,8627	10,2233
45,81	11,4447	8,5835	10,0141	12,4047	9,5435	10,9741	13,4833	10,3734	11,9284
51,53	12,8752	9,6564	11,2658	14,2421	11,0233	12,6327	15,4806	11,9819	13,7312
57,26	14,3058	10,7294	12,5176	16,1808	12,6044	14,3926	17,5879	13,7004	15,6441
62,98	15,7364	11,8023	13,7693	18,2321	14,2980	16,2650	19,8175	15,5413	17,6794
68,71	17,1670	12,8752	15,0211	20,4070	16,1153	18,2612	22,1816	17,5166	19,8491
74,43	18,5976	13,9482	16,2729	22,7170	18,0676	20,3923	24,6924	19,6387	22,1655
80,16	20,0281	15,0211	17,5246	25,1732	20,1662	22,6697	27,3622	21,9198	24,6410
85,88	21,4587	16,0940	18,7764	27,7869	22,4223	25,1046	30,2032	24,3720	27,2876
91,61	22,8893	17,1670	20,0281	30,5694	24,8471	27,7083	33,2276	27,0077	30,1177
97,34	24,3199	18,2399	21,2799	33,5319	27,4519	30,4919	36,4477	29,8391	33,1434
103,06	25,7505	19,3128	22,5317	36,6856	30,2480	33,4668	39,8757	32,8783	36,3770
108,79	27,1810	20,3858	23,7834	40,0419	33,2466	36,6442	43,5238	36,1376	39,8307
114,51	28,6116	21,4587	25,0352	43,6119	36,4590	40,0354	47,4042	39,6293	43,5168
120,24	30,0422	22,5317	26,2869	47,4069	39,8963	43,6516	51,5292	43,3656	47,4474
125,96	31,4728	23,6046	27,5387	51,4381	43,5699	47,5040	55,9110	47,3586	51,6348
131,69	32,9034	24,6775	28,7905	55,7169	47,4910	51,6039	60,5618	51,6207	56,0912
137,42	34,3340	25,7505	30,0422	60,2544	51,6709	55,9626	65,4939	56,1640	60,8289
143,14	35,7645	26,8234	31,2940	65,0619	56,1207	60,5913	70,7194	61,0008	65,8601
148,87	37,1951	27,8963	32,5457	70,1506	60,8519	65,5012	76,2507	66,1433	71,1970
154,59	38,6257	28,9693	33,7975	75,5319	65,8755	70,7037	82,0999	71,6038	76,8518
160,32	40,0563	30,0422	35,0492	81,2169	71,2029	76,2099	88,2793	77,3944	82,8368

Определяем передаточное число U по формуле 30:

U= N_e/N_{e max}, (30)



где N_{e max} - максимальное текущее значение эффективной мощности, (N_{e max} = 62,566 кВт).

Определяем текущее значение удельного расхода топлива q_e при развиваемой мощности ДВС по формуле 31:

q_e = q_N*k_п*k_N, (31)

где q_N - номинальный удельный расход топлива, (q_N = 290 кг/(кВт*ч));

k_п рассчитывается по формуле 32:

k_п =1,23- 0,712*(n_e/n_N) + 0,58*(n_e/n_N)². (32)

k_N рассчитывается по формуле 33:

k_N = 2,75 - 4,61*U + 2,86*U². (33)

Результаты расчетов представлены в таблице 17:

V5,км/ч	U	Kn	qe
	1	2	3	1	2	3	1	2	3
22,90	0,0722	0,0545	0,0633	2,4322	2,5073	2,4695	804,1788	828,9959	816,5135
28,63	0,0912	0,0692	0,0802	2,3532	2,4449	2,3987	765,2314	795,0488	780,0267
34,35	0,1110	0,0845	0,0978	2,2734	2,3808	2,3266	727,9027	762,2790	744,9300
40,08	0,1316	0,1007	0,1162	2,1927	2,3147	2,2530	692,0055	730,5096	711,0418
45,81	0,1532	0,1179	0,1355	2,1108	2,2463	2,1777	657,3796	699,5850	678,2042
51,53	0,1759	0,1362	0,1560	2,0275	2,1753	2,1003	623,8914	669,3705	646,2832
57,26	0,1999	0,1557	0,1778	1,9429	2,1016	2,0208	591,4338	639,7525	615,1684
62,98	0,2252	0,1766	0,2009	1,8569	2,0251	1,9393	559,9274	610,6387	584,7739
68,71	0,2521	0,1991	0,2256	1,7697	1,9457	1,8557	529,3221	581,9597	555,0399
74,43	0,2806	0,2232	0,2519	1,6816	1,8636	1,7703	499,5995	553,6713	525,9348
80,16	0,3109	0,2491	0,2800	1,5931	1,7792	1,6834	470,7766	525,7571	497,4587
85,88	0,3432	0,2770	0,3101	1,5047	1,6926	1,5955	442,9103	498,2327	469,6474
91,61	0,3776	0,3069	0,3422	1,4171	1,6046	1,5072	416,1028	471,1505	442,5778
97,34	0,4142	0,3391	0,3766	1,3313	1,5157	1,4194	390,5087	444,6057	416,3744
103,06	0,4531	0,3736	0,4134	1,2483	1,4269	1,3331	366,3436	418,7442	391,2171
108,79	0,4946	0,4107	0,4526	1,1696	1,3392	1,2493	343,8931	393,7708	367,3509
114,51	0,5387	0,4503	0,4945	1,0966	1,2540	1,1697	323,5255	369,9602	345,0962
120,24	0,5856	0,4928	0,5392	1,0312	1,1728	1,0958	305,7042	347,6693	324,8626
125,96	0,6354	0,5382	0,5868	0,9755	1,0974	1,0297	291,0039	327,3510	307,1629
131,69	0,6882	0,5866	0,6374	0,9319	1,0299	0,9735	280,1281	309,5712	292,6309
137,42	0,7442	0,6382	0,6912	0,9032	0,9727	0,9299	273,9294	295,0272	282,0408
143,14	0,8036	0,6932	0,7484	0,8923	0,9287	0,9018	273,4326	284,5697	276,3289
148,87	0,8665	0,7516	0,8091	0,9028	0,9007	0,8923	279,8606	279,2266	276,6196
154,59	0,9330	0,8137	0,8733	0,9384	0,8925	0,9053	294,6634	280,2307	284,2532
160,32	1,0032	0,8795	0,9413	1,0036	0,9078	0,9447	319,5508	289,0506	300,8175

Таблица 17. Расчеты U, k_N, k_п, q_e

Вычисляем Q_S по формуле 34:

Q_S = (q_e*N_e*100)/(с*1000*V_a), л/100 км; (34)

где q_e - текущее значение удельного расхода топлива при развиваемой мощности ДВС, кг/(кВт*ч);

N_e - мощность двигателя, необходимая для обеспечения движения автомобиля с заданной скоростью при определенных дорожных сопротивлениях, кВт;

с - плотность топлива, (с=0,74 кг/л).

Результаты расчетов представлены в таблице 18:

Таблица 18. Результаты расчетов Q_S

Qs , л/100 км
1	2	3
30,1325	23,4563	26,8489
29,0044	22,8400	25,9868
27,9747	22,3019	25,2117
27,0278	21,8292	24,5094
26,1498	21,4099	23,8669
25,3278	21,0326	23,2720
24,5507	20,6867	22,7138
23,8084	20,3621	22,1823
23,0927	20,0496	21,6684
22,3968	19,7408	21,1647
21,7161	19,4284	20,6648
21,0485	19,1063	20,1646
20,3950	18,7703	19,6623
19,7604	18,4185	19,1591
19,1544	18,0522	18,6602
18,5926	17,6764	18,1756
18,0984	17,3016	17,7219
17,7043	16,9448	17,3235
17,4549	16,6316	17,0150
17,4089	16,3984	16,8435
17,6430	16,2949	16,8716
18,2555	16,3881	17,1812
19,3712	16,7654	17,8779
21,1470	17,5401	19,0959
23,7785	18,8569	21,0045

По полученным табличным данным строим график расхода топлива на 100 км.

Рисунок 9. Расход топлива автомобиля при различном дорожном сопротивлении

Размещено на Allbest.ru