Теория автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

Исходные данные:

1. Модель двигателя: ЗМЗ-53.

2. Максимальная мощность N_emax, [кВт], при n_e, [об/мин]: 84,5 (3200).

3. Минимальный удельный расход топлива g_emin=313 [г / кВтч].

4. a=1, b=1, c=1.

Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляет собой зависимость эффективной мощности - N_e, [кВт]; эффективного крутящего момента - M_e, [Нм]; удельного расхода топлива - g_e, [г/кВтч]; часового расхода топлива - G_T, [кг/ч], от частоты вращения коленчатого вала ne, [об/мин], при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.

Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:

, [кВт] (1.1)

где: N_emax - максимальная эффективная мощность двигателя,

n_e - текущая частота вращения, [об/мин];

n_N - частота вращения при максимальной мощности =3200 [об/мин]

Коэффициенты а, b, с для бензинового двигателя равны 1.

Определяем значения наименьшей устойчивой - n_emin, и максимальной - n_emax, частот вращения коленчатого вала двигателя.

n_{e min} = 0,13n_N =0,13· 3200 = 416=400 [об/мин].

n_emax = 1,2n_N= 1,2 · 3200 = 3840=3800 [об/мин].

Полученный диапазон частот вращения коленчатого вала разбиваем примерно на десять значений через интервал в 250 [об/мин].

Для каждого значения n_e, с использованием уравнения Лейдермана, определяем значения эффективной мощности двигателя N_e.

Часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность N_e - мощность нетто, используется для движения автомобиля.

N_e = 0,9N_e, [кВт] (1.2)

Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:

, [Нм] (1.3)

Часть эффективного крутящего момента двигателя - M_e затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент нетто - М_e, используется для движения автомобиля. Для определения момента нетто воспользуемся выражением:

М_e = 0,9 М_e, [Нм] (1.4)

Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида:

, [г / кВтч] (1.5)

где: g_emin - минимальный удельный расход топлива =313 [г / кВтч].

Для определения часового расхода топлива воспользуемся формулой:

, [кг/ч] (1.6)

Полученные результаты расчета занесем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1. Параметры внешней скоростной характеристики двигателя, марки ЗМЗ-53

№ строки	Параметры внешней скоростной характеристики двигателя	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
1	Ne, [кВт]	11,7	19,9	28,6	37,4	46,1	54,5	62,3	69,3	75,3	79,9	83,1	84,5	83,8	78,0
2	Ne?, [кВт]	10,5	17,9	25,7	33,6	41,5	49,0	56,0	62,4	67,7	71,9	74,8	76,0	75,4	70,2
3	Me, [Н•м]	280	293	303	310	314	315	313	308	299	288	274	256	235	196
4	Me?, [Н•м]	252	264	273	279	283	284	282	277	270	259	246	230	212	176
5	ge, [г/кВт•час]	334	312	295	281	271	265	263	265	270	279	292	309	330	371
6	Gт, [кг/час]	3,9	6,2	8,4	10,5	12,5	14,4	16,4	18,3	20,3	22,3	24,3	26,1	27,6	28,9

Далее, на основе результатов расчетов таблицы 1.1., строим графики внешней скоростной характеристики двигателя. На графике внешней скоростной характеристики отмечаем:

Максимальная мощность нетто - N_e, [кВт];

Максимальный крутящий момент нетто - M_e, [Нм];

Минимальный удельный расход топлива - g_emin, [г / кВтч];

Частоты ne вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие:

- максимальной мощности двигателя n_N, [об/мин];

- максимальному крутящему моменту n_M, [об/мин];

- минимальному удельному расходу топлива n_g, [об/мин].

Рис. 1.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-53

2. Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах F_к, [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению F_f, [Н] и воздуха F_w, [Н], от скорости движения автомобиля V_a, [км/ ч]. автомобиль ускорение баланс топливная

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи - F_кi производим по формуле:

, [Н] (2.1)

где: _ТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;

U_ТР - передаточное число трансмиссии;

r_к - радиус качения колеса, [м].

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяем как произведение:

U_ТР = U_КПП U_РК U_ГП (2.2)

где: U_КПП - передаточное число коробки перемены передач;

U_РК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;

U_ГП - передаточное число главной передачи.

Таблица 2.1. Исходные данные

Передаточное число коробки передач	Uкп	6,55	3,09	1,71	1
Передаточное число главной передачи	Uгп	6,83	6,83	6,83	6,83

При расчете радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используем статический радиус - rстат.

Радиус качения колеса с радиальной шиной:

r_к = 1,04 r_стат, [м] (2.3)

Статический радиус: r_стат = 0,465, [м].

КПД трансмиссии автомобиля определяем на основании потерь мощности на трение:

(2.4)

Определим КПД трансмиссии с учетом потерь на трение:

_тр = 0,98^К0,97^L 0,99^M (2.5)

где: K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на i-той передаче;

L - число пар конических или гипоидных шестерен;

M - число карданных шарниров.

Таблица 2.2. Исходные данные

			1передача	2передача	3передача	4передача
1.	Число пар цилиндрических шестерен	K	1	1	1	0
2.	Число пар конических шестерен	L	1	1	1	1
3.	Число карданных шарниров	M	3	3	3	3
4.	КПД трансмиссии	зтр	0,922	0,922	0,922	0,941

Рассчитываем скорость движения автомобиля на всех передачах по формуле:

, [км/ ч] (2.6)

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи, заносим в таблицу 2.3.

Определяем силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию используя выражение:

, [Н] (2.7)

где: m_a - для условий данной курсовой работы, это масса полностью загруженного автомобиля, [кг];

g = 9,81 - ускорение свободного падения, [м/с²];

f - коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.

Величина коэффициента сопротивления качению колеса - f, зависит от скорости автомобиля. Для его определения используют выражение, предложенное Б.С. Фалькевичем:

, (2.8)

где: f ₀ = 0,018- коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;

f ₀ = 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.

Таблица 2.3. Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля

№ строки	Пар-ры тягового баланса авт-ля	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
	1 передача
1.	Va	1,630	2,649	3,668	4,687	5,705	6,724	7,743	8,762	9,781	10,800	11,819	12,837	13,856	15,486
2.	Fк	21484	22500	23280	23824	24131	24202	24037	23635	22997	22122	21011	19663	18080	15054
	2 передача
1.	Va	3,455	5,615	7,775	9,935	12,094	14,254	16,414	18,573	20,733	22,893	25,052	27,212	29,372	32,827
2.	Fк	10135	10615	10983	11239	11384	11418	11340	11150	10849	10436	9912	9276	8529	7102
	3 передача
1.	Va	6,244	10,147	14,049	17,952	21,854	25,757	29,660	33,562	37,465	41,367	45,270	49,172	53,075	59,319
2.	Fк	5609	5874	6078	6220	6300	6318	6275	6170	6004	5775	5485	5134	4720	3930
	4 передача
1.	Va	10,677	17,351	24,024	30,698	37,371	44,044	50,718	57,391	64,065	70,738	77,411	84,085	90,758	101,436
2.	Fк	3347	3505	3627	3711	3759	3770	3745	3682	3583	3446	3273	3063	2817	2345

Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида:

, [Н] (2.9)

где: К_в - коэффициент обтекаемости формы автомобиля,

S_x - площадь Миделя - площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м²].

Определяем значение коэффициента обтекаемости К_в по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

К_в = 0,5 С_{х в}, [кг/м ³], (2.10)

где: _в = 1,225, [кг/м ³]- плотность воздуха.

С_х - это безразмерный коэффициент аэродинамического сопротивления.

Для нахождения площади Миделя автомобиля S_x воспользуемся выражениями:

- для автобусов:

S_x = Ва Н, [м ²], (2.11)

где: Ва и Н - соответственно наибольшие ширина и высота автомобиля.

Таблица 2.4

1.	Коэффициент аэродинамического сопротивления	Сх	0,72
2.	Плотность воздуха, кг/м 3	св	1,225
3.	Ширина автомобиля, м	Ва	2,38
4.	Высота автомобиля, м	Н	2,835
5.	Коэффициент обтекаемости формы	кв	0,44
6.	Полная масса автомобиля, кг	mа	6545
7.	Площадь Миделя, м 2	Sx	6,747
8.	Ускорение свободного падения, м/с 2	g	9,81
9.	Масса авт., приходящаяся на его ведущие колеса, кг	mк	4797

Значения предельных сил сцепления ведущих колес автомобиля с дорогой определяются по формуле:

F_сц = m_кg, [Н](2.12)

где: m_к - масса автомобиля, приходящаяся на его ведущие колеса,

= 0,8 - сухой асфальтобетон;

= 0,6 - сухая грунтовая дорога;

= 0,4 - мокрый асфальтобетон;

= 0,4 - укатанная снежная дорога.

Таблица 2.5

1.	Коэффициент сцепления	ц	0,2	0,4	0,6	0,8
2.	Сила сцепления, Н	Fсц	9411,714	18823,43	28235,14	37646,86

Графики суммарных сил сопротивления движению, строят для случаев разгона автомобиля с полной нагрузкой для 2-х типов дорог (сухой асфальтобетон, сухая грунтовая дорога).

Таблица 2.6. Значения сил сопротивления движению автомобиля

№ строки	Пар-ры сопротивления движению авт-ля	Значения скорости автомобиля - Vа, (км/ч)
		0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200	220	240	260
1.	f1(асф)	0,018	0,018	0,019	0,021	0,024	0,027	0,031	0,036	0,041	0,047	0,054	0,062	0,070	0,079
2.	f1(гр)	0,030	0,031	0,032	0,035	0,040	0,045	0,052	0,059	0,068	0,079	0,090	0,103	0,116	0,131
3.	Ff1(асф)	1155,7	1178,8	1248,2	1363,7	1525,5	1733,6	1987,8	2288,3	2635,0	3028,0	3467,1	3952,5	4484,2	5062,0
4.	Ff1(гр)	1926,2	1964,7	2080,3	2272,9	2542,6	2889,3	3313,1	3813,9	4391,7	5046,6	5778,6	6587,6	7473,6	8436,7
5.	Fw	0,0	91,8	367,4	826,5	1469,4	2296,0	3306,2	4500,1	5877,6	7438,9	9183,8	11112,4	13224,7	15520,7
6.	Fw+ Ff1(асф)	1155,7	1270,7	1615,5	2190,3	2995,0	4029,5	5294,0	6788,4	8512,7	10466,9	12651,0	15065,0	17708,9	20582,7
7.	Fw+ Ff1(гр)	1926,2	2056,6	2447,6	3099,5	4012,0	5185,2	6619,2	8313,9	10269,4	12485,5	14962,4	17700,0	20698,3	23957,4

Таблица 2.7. Коэффициент сопротивления качению колес автомобиля

№ строки	Коэф. сопр-ния качению колес авто-биля	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
	1 передача
1.	Va	1,630	2,649	3,668	4,687	5,705	6,724	7,743	8,762	9,781	10,800	11,819	12,837	13,856	15,486
2.	f1(асф)	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018
3.	f1(гр)	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030
	2 передача
1.	Va	3,455	5,615	7,775	9,935	12,094	14,254	16,414	18,573	20,733	22,893	25,052	27,212	29,372	32,827
2.	f1(асф)	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019	0,019
3.	f1(гр)	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,030	0,031	0,031	0,031	0,031	0,031	0,031	0,032
	3 передача
1.	Va	6,244	10,147	14,049	17,952	21,854	25,757	29,660	33,562	37,465	41,367	45,270	49,172	53,075	59,319
2.	f1(асф)	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019	0,019	0,020	0,020	0,020	0,021	0,021
3.	f1(гр)	0,030	0,030	0,030	0,030	0,031	0,031	0,031	0,032	0,032	0,033	0,033	0,034	0,034	0,035
	4 передача
1.	Va	10,677	17,351	24,024	30,698	37,371	44,044	50,718	57,391	64,065	70,738	77,411	84,085	90,758	101,436
2.	f1(асф)	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019	0,020	0,020	0,021	0,022	0,023	0,023	0,024	0,025	0,027
3.	f1(гр)	0,030	0,030	0,031	0,031	0,032	0,033	0,034	0,035	0,036	0,038	0,039	0,041	0,042	0,045

Рис. 2.1. График тягового баланса автомобиля

3. Динамический фактор автомобиля

Динамический фактор автомобиля представляет собой совокупность динамических характеристик, номограммы нагрузок автомобиля и графика контроля буксования его колес. Динамический фактор автомобиля дает представление о динамических свойствах автомобиля при заданных дорожных условиях и нагрузке автомобиля.

Динамическим фактором D автомобиля называется отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

, (3.1)

Далее находим зависимость суммарного коэффициента сопротивления дороги = f(V_a), который в случае разгона автомобиля на ровной, горизонтальной поверхности дороги численно равен коэффициенту сопротивления качению:

= f + tg, (3.2)

где: - угол подъема дороги.

С изменением веса автомобиля динамический фактор изменяется, и его можно определить по формуле:

, (3.3)

Масштаб для шкалы D_o определяют по формуле:

, (3.4)

где: а_а - масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля с полной нагрузкой;

m_o - собственная масса автомобиля в снаряженном состоянии, с учетом массы водителя.

Расчет динамического фактора по сцеплению.

Сначала определяем предельные значения динамического фактора по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой - D_aсц и в снаряженном состоянии - D_осц для реальных коэффициентов сцепления колес автомобиля с дорогой - _х, в диапазоне от _х = 0,1 0,7.

, (3.5)

, (3.6)

где: m_осц - масса, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля без нагрузки, [кг].

Затем предельные значения динамического фактора D_aсц по сцеплению откладывают по оси D_а и полученные точки соединяют прямой штриховой линией. На каждой линии указывают величину коэффициента сцепления _х.

Таблица 3.1. Параметры динамического фактора автомобиля

№ строки	Пар-ры тягового баланса авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
	1 передача
1.	Va	1,63	2,65	3,67	4,69	5,71	6,72	7,74	8,76	9,78	10,80	11,82	12,84	13,86	15,49
2.	DI	0,3346	0,3504	0,3625	0,3710	0,3757	0,3768	0,3742	0,3678	0,3578	0,3441	0,3267	0,3057	0,2809	0,2336
3.	Fw	0,6	1,6	3,1	5,0	7,5	10,4	13,8	17,6	22,0	26,8	32,1	37,8	44,1	55,1
	2 передача
1.	Va	3,46	5,62	7,77	9,93	12,09	14,25	16,41	18,57	20,73	22,89	25,05	27,21	29,37	32,83
2.	DII	0,1578	0,1652	0,1708	0,1747	0,1768	0,1771	0,1756	0,1724	0,1674	0,1607	0,1521	0,1418	0,1298	0,1068
3.	Fw	2,7	7,2	13,9	22,7	33,6	46,6	61,9	79,2	98,7	120,3	144,1	170,0	198,1	247,4
	3 передача
1.	Va	6,24	10,15	14,05	17,95	21,85	25,76	29,66	33,56	37,46	41,37	45,27	49,17	53,07	59,32
2.	DIII	0,0872	0,0911	0,0940	0,0957	0,0964	0,0960	0,0946	0,0921	0,0885	0,0838	0,0781	0,0713	0,0634	0,0486
3.	Fw	9,0	23,6	45,3	74,0	109,7	152,3	202,0	258,6	322,3	392,9	470,5	555,1	646,8	807,9
	4 передача
1.	Va	10,68	17,35	24,02	30,70	37,37	44,04	50,72	57,39	64,06	70,74	77,41	84,08	90,76	101,44
2.	DIV	0,0517	0,0535	0,0544	0,0544	0,0536	0,0518	0,0491	0,0456	0,0411	0,0358	0,0296	0,0224	0,0144	-0,0003
3.	Fw	26,2	69,1	132,5	216,4	320,7	445,4	590,6	756,2	942,3	1148,9	1375,9	1623,3	1891,2	2362,4

Рис. 3.1. Динамический паспорт автомобиля

4. Характеристика ускорений автомобиля

Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости j_{a i} = f(V_a), [м/с ²], при его разгоне на каждой передаче.

Указанные зависимости строят для случая разгона полностью загруженного автомобиля, на ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием. Величину ускорений при разгоне автомобиля рассчитывают из выражения:

, [м/с ²] (4.1)

где: - коэффициент суммарного дорожного сопротивления ( = f);

_вр - коэффициент учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля.

Коэффициент _вр рассчитывают по формуле:

, (4.2)

где: J_м, - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей двигателя, [кг/м ²], (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.2);

J_к - момент инерции всех колес автомобиля, [кг/м ²]

n - общее число колес автомобиля.

Таблица 4.1. Коэффициент учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля

Передача	1	2	3	4
двр	1,696	1,180	1,078	1,048

Таблица 4.2. Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля

№ строки	Пар-ры тягового баланса авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
	1 передача
1.	Va	1,630	2,649	3,668	4,687	5,705	6,724	7,743	8,762	9,781	10,800	11,819	12,837	13,856	15,486
2.	DI - ?(асф)	0,317	0,332	0,345	0,353	0,358	0,359	0,356	0,350	0,340	0,326	0,309	0,288	0,263	0,215
3.	jаI	1,8	1,9	2,0	2,0	2,1	2,1	2,1	2,0	2,0	1,9	1,8	1,7	1,5	1,2
	2 передача
1.	Va	3,455	5,615	7,775	9,935	12,094	14,254	16,414	18,573	20,733	22,893	25,052	27,212	29,372	32,827
2.	DII - ?(асф)	0,140	0,147	0,153	0,157	0,159	0,159	0,157	0,154	0,149	0,142	0,134	0,123	0,111	0,088
3.	jаII	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,2	1,2	1,1	1,0	0,9	0,7
	3 передача
1.	Va	6,244	10,147	14,049	17,952	21,854	25,757	29,660	33,562	37,465	41,367	45,270	49,172	53,075	59,319
2.	DIII - ?(асф)	0,069	0,073	0,076	0,077	0,078	0,077	0,076	0,073	0,069	0,064	0,058	0,051	0,043	0,027
3.	jаIII	0,6	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,6	0,6	0,5	0,5	0,4	0,2
	4 передача
1.	Va	10,677	17,351	24,024	30,698	37,371	44,044	50,718	57,391	64,065	70,738	77,411	84,085	90,758	101,436
2.	DIV - ?(асф)	0,034	0,035	0,036	0,036	0,034	0,032	0,029	0,025	0,019	0,013	0,006	-0,002	-0,011	-0,028
3.	jаIV	0,31	0,33	0,34	0,33	0,32	0,30	0,27	0,23	0,18	0,12	0,06	-0,02	-0,10	-0,26

Рис. 4.1. Характеристика ускорений автомобиля

5. Характеристика времени и пути разгона автомобиля

Характеристика разгона представляет собой зависимости времени t = f(V_a), [c] и пути S = f(V_a), [м], разгона полностью загруженного автомобиля.

Для определения времени разгона воспользуемся графиком зависимости j_ai = f(V_a). Время разгона автомобиля от одного известного значения скорости V_a1, до любого другого искомого значения - V_a2, можно определить методом интегрирования величин обратных ускорений по скорости:

, [c] (5.1)

При этом ускорение движения автомобиля на интервале скоростей интегрирования, равно полусумме ускорений в начале и конце интервала. Время движения автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину V_i определяется по закону равноускоренного движения:

, [c] (5.2)

Суммарное время разгона автомобиля на заданной передаче от минимальной скорости V_amin до максимальной скорости V_amax находят суммированием времени разгона на интервалах:

, [c] (5.3)

где: q - общее число интервалов.

Путь разгона автомобиля находят интегрированием скорости автомобиля по времени:

, [м] (5.4)

При равноускоренном движении в интервале скоростей:

V_i = V_i - V_i-1

путь, проходимый автомобилем:

S_i = (V_срt) / 3,6S_i = (0,5(V_i-1 + V_i) t_i) /3,6 S_i = (V_i-1 + V_i) t_i / 7,2

Путь, проходимый автомобилем при его разгоне, от минимальной скорости V_amin = 0 до максимальной - V_amax, находят суммированием расстояний S_i на интервалах:

[c] (5.5)

где: q - общее число интервалов.

Путь, пройденный автомобилем за время t_п переключения передачи с индексом i на передачу с индексом i+1 составляет:

S_П = V_{i max}t_П, (5.6)

Таблица 5.1. Значения времени разгона автомобиля на 1-ой передаче

№ строки	Параметры для расчета времени разгона	Интервал скорости автомобиля - ?V, (км/ч)
		0-5	5-10	10-15	15-15
1.	?Vi	5,00	5,00	5,00	0,00
2.	Va	5,00	10,00	15,00	15,00
3.	ji	0,000	2,064	1,957	1,330
4.	ji-1	2,064	1,957	1,330	1,330
5.	jср	1,0	2,0	1,6	1,3
6.	?t	1,3	0,7	0,8	2,0
7.	t	1,3	2,0	2,9	4,9



Таблица 5.2. Значения времени разгона автомобиля на 2, 3-ей передаче

№ строки	Параметры для расчета времени разгона	Интервал скорости автомобиля - ?V, (км/ч)
		15-20	20-25	25-30	30-35	35-35	35-40	40-45	45-50	50-55	55-60	60-65	65-70
1.	?Vi	5,00	5,00	5,00	5,00	0,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00
2.	Va	20,00	25,00	30,00	35,00	35,00	40,00	45,00	50,00	55,00	60,00	65,00	70,00
3.	ji	1,331	1,267	1,123	0,899	0,595	0,699	0,659	0,604	0,534	0,449	0,349	0,234
4.	ji-1	1,267	1,123	0,899	0,595	0,595	0,659	0,604	0,534	0,449	0,349	0,234	0,104
5.	jср	1,3	1,2	1,0	0,7	0,6	0,7	0,6	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2
6.	?t	1,1	1,2	1,4	1,9	2,0	2,0	2,2	2,4	2,8	3,5	4,8	8,2
7.	t	6,0	7,1	8,5	10,3	12,3	14,4	16,6	19,0	21,9	25,4	30,1	38,4

Таблица 5.3. Значения пути разгона автомобиля на 1-ой передаче

№ строки	Параметры для расчета времени разгона	Интервал скорости автомобиля - ?V, (км/ч)
		0-5	5-10	10-15	15-15
1.	Va	5,00	10,00	15,00	15,00
2.	?t	1,3	0,7	0,8	2,0
3.	?S	0,9	1,4	2,9	8,3
4.	S	0,9	2,4	5,3	13,6

Таблица 5.4. Значения пути разгона автомобиля на 2, 3-ей передаче

№ строки	Параметры для расчета времени разгона	Интервал скорости автомобиля - ?V, (км/ч)
		15-20	20-25	25-30	30-35	35-35	35-40	40-45	45-50	50-55	55-60	60-65	65-70
1.	Va	20,00	25,00	30,00	35,00	35,00	40,00	45,00	50,00	55,00	60,00	65,00	70,00
2.	?t	1,1	1,2	1,4	1,9	2,0	2,0	2,2	2,4	2,8	3,5	4,8	8,2
3.	?S	5,2	7,3	10,5	16,8	19,4	21,3	26,0	32,2	41,3	55,7	82,9	154,5
4.	S	18,8	26,1	36,6	53,4	72,8	94,2	120,1	152,4	193,6	249,3	332,2	486,7



Рис. 5.1. Характеристика разгона по пути и по времени

6. Мощностной баланс автомобиля

Мощностной баланс автомобиля представляет собой совокупность зависимостей мощностей на ведущих колесах автомобиля N_Кi = f(V_a), [кВт], для всех передаточных чисел трансмиссии, мощностей сопротивления дороги N = f(V_a), [кВт], и воздуха N_w=f(V_a), [кВт], от скорости движения V_a, [км/ч].

Определим мощность, приведенную от двигателя к колесам автомобиля, на каждой i - той передаче, с учетом потерь в трансмиссии:

N_кi = N_еТР, (6.1)

Таблица 6.1. Значения мощности на колесах автомобиля КАВЗ-685

№ строки	Пар-ры мощ-го баланса авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
	1 пере-дача
1.	Va	1,63	2,65	3,67	4,69	5,71	6,72	7,74	8,76	9,78	10,80	11,82	12,84	13,86	15,49
2.	NkI	9,7	16,6	23,7	31,0	38,2	45,2	51,7	57,5	62,5	66,4	69,0	70,1	69,6	64,8
3.	N'eI	10,5	17,9	25,7	33,6	41,5	49,0	56,0	62,4	67,7	71,9	74,8	76,0	75,4	70,2
	2 пере-дача
1.	Va	3,46	5,62	7,77	9,93	12,0	14,2	16,4	18,5	20,7	22,8	25,0	27,2	29,3	32,8
2.	NkII	9,7	16,6	23,7	31,0	38,2	45,2	51,7	57,5	62,5	66,4	69,0	70,1	69,6	64,8
3.	N'eII	10,5	17,9	25,7	33,6	41,5	49,0	56,0	62,4	67,7	71,9	74,8	76,0	75,4	70,2
	3 пере-дача
1.	Va	6,24	10,1	14,0	17,9	21,8	25,7	29,6	33,5	37,4	41,3	45,2	49,1	53,0	59,3
2.	NkIII	9,7	16,6	23,7	31,0	38,2	45,2	51,7	57,5	62,5	66,4	69,0	70,1	69,6	64,8
3.	N'eIII	10,5	17,9	25,7	33,6	41,5	49,0	56,0	62,4	67,7	71,9	74,8	76,0	75,4	70,2
	4 пере-дача
1.	Va	10,68	17,35	24,02	30,70	37,37	44,04	50,72	57,39	64,06	70,74	77,41	84,08	90,76	101,44
2.	NkIV	9,9	16,9	24,2	31,6	39,0	46,1	52,8	58,7	63,7	67,7	70,4	71,5	71,0	66,1
3.	N'eIV	10,5	17,9	25,7	33,6	41,5	49,0	56,0	62,4	67,7	71,9	74,8	76,0	75,4	70,2

Определим мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха:

, (6.2)

Определим мощность суммарного сопротивления дороги из выражения:

, (6.3)

где: F = Ff + F, причем F - сила, затрачиваемая на преодоление автомобилем подъема.

Таблица 6.2. Значения мощности, затрачиваемой автомобилем на сопротивление движению

№ строки	Параметры сопр. движ-ю авт-ля	Значения скорости автомобиля - Vа, (км/ч)
		0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200	220	240	260
1.	Nw	0,0	0,5	4,1	13,8	32,7	63,8	110,2	175,0	261,2	371,9	510,2	679,1	881,6	1120,
2.	Nf1(асф)	0,0	6,5	13,9	22,7	33,9	48,2	66,3	89,0	117,1	151,4	192,6	241,5	298,9	365,6
3.	Nf2(гр)	0,0	10,9	23,1	37,9	56,5	80,3	110,4	148,3	195,2	252,3	321,0	402,6	498,2	609,3
4.	Nw+Nf1(асф)	0,0	7,1	18,0	36,5	66,6	111,9	176,5	264,0	378,3	523,3	702,8	920,6	1180,6	1486,
5.	Nw+Nf2(гр)	0,0	11,4	27,2	51,7	89,2	144,0	220,6	323,3	456,4	624,3	831,2	1081,7	1379,9	1730,

7. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Топливно-экономическая характеристика автомобиля позволяет определять расход топлива в зависимости от скорости его движения. Она представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости автомобиля Qs = f(Va).

Расчет топливно-экономической характеристики ведется на основе тягового баланса автомобиля, функции зависимости удельного расхода топлива g_e= f(n_e)



Рис. 6.1. Мощностной баланс автомобиля

Сначала рассчитываем часовой расход топлива по формуле:

, [кг/ч] (7.1)

где: g_e - функция зависимости удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя, [г/кВтч];

N+ N_w - суммарная мощность сопротивления движению автомобиля, [кВт];

K_u - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива - g_e в зависимости от коэффициента использования мощности двигателя U.

Коэффициентом использования мощности двигателя U называется отношение мощности сопротивления движению автомобиля, приведенной к двигателю (N_?+ N_w)/з_ТР, к мощности нетто двигателя N_e' при максимальной подаче топлива и заданной частоте вращения ne коленчатого вала двигателя.

Коэффициент использования мощности двигателя U:

, (7.2)

Численные значения коэффициента K_u при известных величинах коэффициентов использования мощности двигателя U рассчитываются с помощью эмпирических формул:

- для бензинового двигателя:

(7.3)

Значения путевого расхода топлива определяют по выражению:

, (7.4)

где: _Т - плотность топлива, [г/см³];

_Т = 0,73, [г/см ³]- плотность бензина.

Таблица 7.1. Значения путевого расхода топлива автомобиля КАВЗ-685 на 1- ой передаче

№ строки	Пар-ры Топливной экон-ти авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
1.	Va	1,63	2,65	3,67	4,69	5,71	6,72	7,74	8,76	9,78	10,80	11,82	12,84	13,86	15,49
2.	Nw + Nf1(асф)	0,5	0,9	1,2	1,5	1,8	2,2	2,5	2,9	3,2	3,6	3,9	4,3	4,7	5,3
3.	Nw + Nf2(гр)	0,9	1,4	2,0	2,5	3,1	3,6	4,2	4,7	5,3	5,9	6,5	7,1	7,7	8,6
4.	Nк	9,7	16,6	23,7	31,0	38,2	45,2	51,7	57,5	62,5	66,4	69,0	70,1	69,6	64,8
5.	U(асф)	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08
6.	U(гр)	0,09	0,09	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,09	0,09	0,09	0,10	0,11	0,13
7.	Ku(асф)	3,31	3,33	3,34	3,35	3,35	3,35	3,35	3,34	3,33	3,31	3,29	3,26	3,23	3,13
8.	Ku(гр)	3,08	3,11	3,12	3,14	3,14	3,14	3,14	3,13	3,11	3,09	3,06	3,01	2,96	2,82
9.	ge	334	312	295	281	271	265	263	265	270	279	292	309	330	371
10.	Gт(асф)	0,63	0,96	1,26	1,54	1,82	2,10	2,41	2,75	3,13	3,58	4,10	4,69	5,38	6,64
11.	Gт(гр)	0,97	1,49	1,96	2,40	2,83	3,27	3,74	4,26	4,84	5,51	6,27	7,13	8,09	9,77
12.	Qs(асф)	52,72	49,6	47,0	45,0	43,6	42,8	42,5	42,9	43,8	45,3	47,4	50,0	53,1	58,7
13.	Qs(гр)	81,71	77,17	73,34	70,29	68,07	66,70	66,21	66,58	67,81	69,85	72,64	76,08	79,99	86,39

Таблица 7.2. Значения путевого расхода топлива автомобиля КАВЗ-685 на 2- ой передаче

№ строки	Пар-ры топливной экон-ти авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
1.	Va	3,46	5,62	7,77	9,93	12,09	14,25	16,41	18,57	20,73	22,89	25,05	27,21	29,37	32,83
2.	Nw + Nf1(асф)	1,1	1,8	2,5	3,3	4,0	4,8	5,6	6,5	7,4	8,3	9,3	10,3	11,5	13,4
3.	Nw + Nf2(гр)	1,9	3,0	4,2	5,4	6,6	7,9	9,2	10,5	11,9	13,3	14,8	16,4	18,0	20,8
4.	Nк	9,7	16,6	23,7	31,0	38,2	45,2	51,7	57,5	62,5	66,4	69,0	70,1	69,6	64,8
5.	U(асф)	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,12	0,13	0,13	0,15	0,16	0,21
6.	U(гр)	0,19	0,18	0,18	0,17	0,17	0,17	0,18	0,18	0,19	0,20	0,21	0,23	0,26	0,32
7.	Ku(асф)	2,93	2,96	2,98	2,98	2,98	2,98	2,96	2,94	2,91	2,86	2,81	2,73	2,64	2,41
8.	Ku(гр)	2,49	2,54	2,56	2,58	2,59	2,58	2,56	2,53	2,49	2,44	2,36	2,27	2,14	1,86
9.	ge	334	312	295	281	271	265	263	265	270	279	292	309	330	371
10.	Gт(асф)	1,18	1,82	2,41	2,97	3,53	4,12	4,75	5,46	6,27	7,20	8,27	9,47	10,79	12,94
11.	Gт(гр)	1,67	2,59	3,44	4,25	5,04	5,85	6,71	7,64	8,68	9,83	11,10	12,45	13,81	15,57
12.	Qs(асф)	46,72	44,37	42,43	40,97	40,00	39,55	39,64	40,26	41,42	43,09	45,22	47,69	50,33	53,99
13.	Qs(гр)	66,19	63,25	60,68	58,60	57,10	56,22	55,98	56,37	57,35	58,84	60,70	62,68	64,40	64,96

Таблица 7.3. Значения путевого расхода топлива автомобиля КАВЗ-685 на 3-ей передаче

№ строки	Пар-ры Топливной экон-ти авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
1.	Va	6,24	10,15	14,05	17,95	21,85	25,76	29,66	33,56	37,46	41,37	45,27	49,17	53,07	59,32
2.	Nw + Nf1(асф)	2,0	3,3	4,7	6,2	7,8	9,6	11,6	13,8	16,2	18,9	21,9	25,3	29,0	35,7
3.	Nw + Nf2(гр)	3,4	5,5	7,8	10,1	12,6	15,3	18,2	21,4	24,8	28,5	32,6	37,1	41,9	50,6
4.	Nк	9,7	16,6	23,7	31,0	38,2	45,2	51,7	57,5	62,5	66,4	69,0	70,1	69,6	64,8
5.	U(асф)	0,21	0,20	0,20	0,20	0,21	0,21	0,22	0,24	0,26	0,29	0,32	0,36	0,42	0,55
6.	U(гр)	0,35	0,33	0,33	0,33	0,33	0,34	0,35	0,37	0,40	0,43	0,47	0,53	0,60	0,78
7.	Ku(асф)	2,40	2,43	2,44	2,44	2,41	2,37	2,31	2,24	2,14	2,02	1,87	1,70	1,50	1,12
8.	Ku(гр)	1,76	1,81	1,84	1,84	1,82	1,79	1,73	1,66	1,57	1,45	1,32	1,17	1,02	0,85
9.	ge	334	312	295	281	271	265	263	265	270	279	292	309	330	371
10.	Gт(асф)	1,76	2,75	3,69	4,62	5,57	6,57	7,65	8,85	10,16	11,58	13,03	14,42	15,52	16,07
11.	Gт(гр)	2,14	3,38	4,55	5,68	6,77	7,87	9,00	10,17	11,36	12,54	13,64	14,55	15,26	17,21
12.	Qs(асф)	38,51	37,12	36,03	35,28	34,91	34,94	35,35	36,11	37,15	38,33	39,44	40,16	40,06	37,11
13.	Qs(гр)	46,96	45,68	44,41	43,31	42,45	41,88	41,59	41,51	41,55	41,54	41,27	40,55	39,38	39,74

Таблица 7.4. Значения путевого расхода топлива автомобиля КАВЗ-685 на 4- ой передаче

№ строки	Пар-ры Топливной экон-ти авт.	Значения частот вращения ne, [об/мин]
		400	650	900	1150	1400	1650	1900	2150	2400	2650	2900	3150	3400	3800
1.	Va	10,68	17,35	24,02	30,70	37,37	44,04	50,72	57,39	64,06	70,74	77,41	84,08	90,76	101,44
2.	Nw + Nf1(асф)	3,5	6,0	8,8	12,2	16,2	21,0	26,7	33,5	41,6	51,0	61,9	74,5	88,8	115,9
3.	Nw + Nf2(гр)	5,8	9,8	14,1	19,0	24,7	31,3	38,9	47,8	58,1	69,9	83,4	98,8	116,2	148,8
4.	Nк	9,9	16,9	24,2	31,6	39,0	46,1	52,8	58,7	63,7	67,7	70,4	71,5	71,0	66,1
5.	U(асф)	0,36	0,35	0,36	0,38	0,41	0,45	0,51	0,57	0,65	0,75	0,88	1,04	1,25	1,75
6.	U(гр)	0,59	0,58	0,58	0,60	0,63	0,68	0,74	0,81	0,91	1,03	1,19	1,38	1,64	2,25
7.	Ku(асф)	1,72	1,73	1,69	1,61	1,51	1,37	1,23	1,08	0,94	0,85	0,87	1,10	1,74	4,86
8.	Ku(гр)	1,05	1,06	1,05	1,02	0,97	0,91	0,86	0,84	0,90	1,08	1,50	2,33	3,94	10,15
9.	ge	334	312	295	281	271	265	263	265	270	279	292	309	330	371
10.	Gт(асф)	2,20	3,50	4,75	5,97	7,15	8,28	9,35	10,36	11,46	13,17	17,07	27,40	55,25	226,54
11.	Gт(гр)	2,20	3,51	4,75	5,91	7,03	8,19	9,56	11,58	15,25	22,85	39,57	77,27	163,68	607,38
12.	Qs(асф)	28,17	27,61	27,10	26,65	26,22	25,76	25,24	24,72	24,49	25,51	30,21	44,63	83,39	305,94
13.	Qs(гр)	28,28	27,75	27,09	26,39	25,78	25,46	25,82	27,64	32,62	44,26	70,02	125,88	247,05	820,25



Рис. 7.1 Топливно-экономическая характеристика автомобиля



Список использованной литературы

1. Чудаков Е.А. "Теория автомобиля". - М: Машииз, 1950, 344 с.

2. "Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей" / под ред. Орлина А.И., Круглова М.Т., - М: Машиностроение, 2003 г., 372 с.

3. Колчин А.И., Демидов В.П. "Расчет автомобильных и тракторных двигателей". - М: Высшая школа, 2001 г. 400 с.

4. Митрофанов В.И., Шабашева М.М., "Методы расчета эффективного удельного расхода топлива ДВС при проектировании автомобилей".

5. Смирнов Г.А. "Теория автомобиля". - М: ВШ, 2010, 344 с.

6. Конспект лекций по курсу "Теория автомобилей".

Размещено на Allbest.ru