Конструкция и эксплуатационные свойства Audi A4 Avant

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «Транспортно-энергетические средства и механизация АПК»

Курсовой Проект

По дисциплине: «Конструкция и эксплуатационные свойства Audi A4 Avant»

Выполнил: студент 3 курса,

Группы 4112(1)

Вавилов А.И.

Проверил: Кислов А.А.

Благовещенск, 2015.



Содержание

1. Подбор и определение основных параметров автомобиля

2. Определение тягово-скоростных качеств автомобиля

3. Определение динамических качеств автомобиля при торможении

4. Показатели топливной экономичности автомобиля

Заключение

Список используемой литературы



Иcтория развития audi a4 avant

Каждое новое поколение какой-либо модели Ауди - это шедевр. Причем не только с точки зрения дизайна, но и с технической стороны, а также материалов. Именно такой подход в сочетании с превосходным качеством сборки и вывел Audi вперед по сравнению с прочими производителями. С начала 70-х годов у немецкой компании появилась культовая модель Audi 80, которая в начале 90-х стала A4.- Читайте подробнее на Каждое новое поколение последней модели сопровождалось выходом универсала, который получил название Audi A4 Avant. Его преимуществами, по сравнению с конкурентами, стали потрясающие динамические характеристики, которые достались от седана, в сочетании с эргономичностью, стилем и практичностью. Популярность пришла не сразу. Это обусловлено тем, что первое поколение Audi A4 Avant было запущено в производство в 1996 году, спустя 2 года после премьеры седана. Дело в том, что эксплуатация показала, что это хороший, надежный, динамичный автомобиль, поэтому седанов было куплено сразу очень много, и рынок просто насытился, в общем, универсалу просто не хватило места на этих просторах. Но компания учла эту ошибку, следующие поколения Audi A4 Avant выходили вместе с седанами и купе. Таким образом, покупатель сразу получал право выбора.- Читайте подробнее на Начало эпохи A4 пришлось на то время, когда кузова автомобилей проходили полную оцинковку, поэтому с коррозией никогда проблем не было. Автомобиль Audi A4 получал прекрасное лакокрасочное покрытие, на которое давалась гарантия сроком на три года. С технической стороны тоже все в порядке. Турбодизели объемом 1,9 литра сопровождали этот автомобиль практически всю историю производства: с 1996 года по 2008, когда на смену им пришли 2-литровые. Естественно, мощность первых в течение 12 лет менялась, но надежность их оставалась неизменной. Кроме того, именно 1,9 TDI поставил рекорд расхода в своем классе. На сто километров такому двигателю требовалось 6,9 литра, при средней мощности 110 "лошадок".- Вообще, линейку силовых агрегатов Audi A4 Avant перечислять бесполезно, поскольку их было настолько много, что один список, без описаний, займет несколько страниц. Поэтому рассмотрим самые популярные. Дизели мы уже затронули, поэтому их больше касаться не будем. Сразу стоит сказать, что все упомянутые агрегаты устанавливались на полноприводные комплектации Quattro. В первом поколении бесспорным лидером был 2,4 V6, который развивал 165 лошадиных сил. Это был динамичный вариант за приемлемую цену. Кроме того, расход в 9,4 литра явно был одним из плюсов данного мотора Второе поколение завоевало свою популярность благодаря 2-литровой рядной "четверке". Она выдавала 130 лошадиных сил. Компания предпочла из V6 2,4-рядный агрегат с четырьмя цилиндрами, вследствие чего покупатели потеряли к нему интерес, потому что он выдавал те же сто тридцать лошадиных сил. Затем слава досталась аналогичному 2-литровому мотору, который устанавливался на Ауди А4 Авант. Отзывы твердят о том, что двести одиннадцать "лошадок" мощности заставляют автомобиль чуть ли не летать. О качестве говорить и не стоит. В общем, на протяжении всей истории производства Audi A4 Avant всегда имел козырь в рукаве, который мог побить практически любую карту конкурентов.

Задание

Автомобиль-прототип - Audi A4 Avant

Собственный вес автомобиля - 1360 кг

Номинальная грузоподъемность - 0,55 т

Максимальная скорость движения автомобиля V_max - 55,8 м/с

Коэффициент сопротивления движению, преодолеваемый автомобилем на горизонтальном участке на прямой передаче f₀ - 0,017

Максимальный угол подъема, преодолеваемый автомобилем на 1-й передаче - 20

Количество передач в коробке, наличие демультипликатора - 5

Номер прямой передачи - 4

Высота автомобиля - 1,41 м

Ширина автомобиля - 1,735 м

Применяемые шины - 195/65 R15

Ширина профиля покрышки - 7,6 дюйма

Наружный диаметр обода - 15 дюйма

Трансмиссия - полн. привод

Коэффициент обтекаемости - 0,2

КПД трансмиссии - 0,9

Тип двигателя - бензин



1. Подбор и определение основных параметров автомобиля

1.1 Определение мощности двигателя

Мощность двигателя можно определить

кВт (1)

= = 90,90 кВт

где G_a - полный вес автомобиля, Н:

G_a = G₀+ G_г,

G_a = 1360+550 =1910 кг = 18718 Н

где G₀ - собственный вес автомобиля, Н;

G_г - грузоподъемность автомобиля, Н;

f₀ - сопротивление дороги (задано в задании);

V_max - максимальная скорость движения (задано в задании), м/с;

kF - фактор обтекаемости:

k - коэффициент обтекаемости, нс²/м⁴, для легковых автомобилей k =0,2;

F- лобовая площадь: для легковых автомобилей F=0,775 ВН,

F= = 1,89

где Н - высота автомобиля, м;

В - ширина автомобиля, м (высота и ширина может быть дана в задании);

kF=0,4

_тр - КПД трансмиссии, _тр =0,92.

Зная мощность автомобиля при максимальной скорости движения, можно найти максимальную мощность двигателя по уравнению, предложенному С.Р. Лейдерманом

кВт (2)

= = 92,85 кВт.

а=1,1 - для автомобилей без ограничения частоты вращения;

Таблица 1 - Коэффициенты к построению кривой мощности по методу С.Р. Лейдермана

Коэффициент	Значение для двигателей
	бензиновых	дизельных
		прямоструйных	предкамерных	вихрекамерных
С1 С2 С3	1,0 1,0 1,0	0,5 1,5 1,0	0,7 1,3 1,0	0,6 1,4 1,0

1.2 Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

_n - коэффициент оборотности автомобильного двигателя, для легковых автомобилей с системой впрыска бензина (иномарки) _n =10 рад/м;

Определяем частоту вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости

рад/с (с^-1) (3)



= 1055,8 = 558 (с^-1)

и при максимальной мощности

, рад/с (с^-1)

= = 509,8 (с^-1)

Внешняя скоростная характеристика автомобиля представляет собой зависимость эффективной мощности N_e и крутящего момента М_g от частоты вращения коленчатого вала n_g.

кВт (4)

Определяем интервалы n_g путем деления значения n_g^N на пять равных частей. n_g^N=600 рад/с, тогда интервал между точками n_g = 430/5 = 86 рад/с. Исходя из этого, значения N_е определяем при величинах n_g равных: 86, 172, 258, 344, 430 и 470 рад/с.

= 92,85 = 14,34кВт;

= 92,85 = 31,55 кВт;

= 92,85 = 49,35 кВт;

= 92,85= 66,06 кВт;

= 92,85 = 80,01 кВт;

= 92,85 = 89,50 кВт.

= 92,85 = 92,85 кВт.

= 92,85 = 90,90 кВт.

Крутящий момент находим на основании уравнения

Нм. (5)

= 1000 = 204,8 Нм;

= 1000 = 220,1 Нм;

= 1000 = 227,84 Нм;

= 1000 = 227,88 Нм;

= 1000 = 220,25 Нм;

= 1000 = 205,03 Нм.

= 1000 = 182,14 Нм.

= 1000 = 162,92 Нм.

Значения - удельного эффективного расхода топлива при максимальной мощности двигателя с системой впрыска бензина = 200 г/кВт ч.

Удельный расход топлива в зависимости от оборотов двигателя g_e=f(n_g) рассчитывается на основании следующей эмпирической зависимости:

- для бензиновых двигателей

, г/кВт ч. (6)



= 200= 210,69 г/кВт ч;

= 200= 188,16 г/кВт ч;

= 200173,99 г/кВт ч;

= 200= 168,16 г/кВт ч;

= 200= 170,69 г/кВт ч;

= 200= 181,57 г/кВт ч.

= 200= 200,80 г/кВт ч.

= 200= 218 г/кВт ч.

Часовой расход топлива, для соответствующего значения частоты вращения коленчатого вала двигателя, подсчитывается по формуле:

кг/ч (7)

= 210,69/1000 = 3,02 кг/ч;

= 188,16/1000 = 5,94 кг/ч;

= 173,9949,35/1000 = 8,59 кг/ч;

= 168,16/1000 = 11,11кг/ч;

= 170,69/1000 = 13,66 кг/ч;

= 181,57/1000 = 16,25 кг/ч.

= 200,80/1000 = 18,65 кг/ч.

= 218/1000 = 19,82 кг/ч.

Полученные при расчетах данные при различных значениях частоты вращения коленчатого вала заносим в таблицу 2.



Таблица 2 -Расчет скоростной характеристики двигателя

№ точки	ng, рад/с	Nе, кВт	Мg, Н м	gе, г/кВт ч	Gт, кг/ч
1	70	14,34	204,8	210,69	3,02
2	143,3	31,55	220,1	188,16	5,94
3	216,6	49,35	227,84	173,99	8,59
4	289,9	66,06	227,88	168,16	11,11
5	363,2	80,01	220,25	170,69	13,66
6	436,5	89,50	205,03	181,57	16,25
7	509,8	92,85	182,14	200,80	18,65
8	558	90,90	162,92	218	19,82

По данным таблицы 2 строится график внешней скоростной характеристики двигателя.

1.3 Определение передаточного числа главной передачи

Когда автомобиль движется на прямой передаче- i_k=1

, (8)

где r_k- радиус колеса, м;

V_max - максимальная скорость движения автомобиля, м/с

i_k - передаточное число коробки передач.

= = 2,8м.

Радиус качения колеса можно рассчитать по формуле

м, (9)

где b - ширина профиля покрышки, в дюймах;

d - наружный диаметр обода, на который одевается покрышка, в дюймах.

Если размер шин обозначается в мм, то вместо коэффициента 0,0254 берется переводной коэффициент 0,001.

= 0.0254(0.5 = 0,28м.

1.4 Выбор передаточных чисел коробки передач

1.4.1 Определение передаточного числа первой ступени коробки передач

Передаточное число коробки передач на первой передаче определяется из условия, что максимальный динамический фактор должен быть больше или равен максимальному сопротивлению дороги ш_mах, которое он должен преодолевать на первой передаче, а также из условия реализации касательной силы тяги Р_к по условию сцепления.

Первое условие можно записать в виде D_{1 max} > ш _mах или, раскрывая значение динамического фактора и пренебрегая сопротивлением воздуха, которое при движении на малых скоростях незначительно, получаем

,

откуда

, (10)

= 3,6

где - максимальное сопротивление дороги, которое автомобиль должен преодолеть на первой передаче.

- максимальный крутящий момент двигателя, Нм;

б - максимальный угол подъема, преодолеваемый автомобилем на первой передаче (из задания).

Во избежание буксования ведущих колес должно быть соблюдено также неравенство , или раскрывая значение касательной силы тяги, можно записать

,

откуда

, (11)

где ц - коэффициент сцепления, ц= 0,8.

- сцепной вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса, Н.

= 6,8;

3 5.

Определяется по формуле

, (12)

= 1H,

где - коэффициент нагрузки ведущих колес автомобиля.

Примерные значения этого коэффициента для различных конструктивных схем автомобилей приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Значение коэффициента нагрузки ведущих колес автомобиля

Тип автомобиля	колесная формула	значения коэффициента
		порожний	груженый
легковой	4х4	1	1
легковой	4х2	0,5	0,6
грузовой	4х2	0,6	0,75
грузовой	4х4	1	1
грузовой	6х4	0,7	0,85
грузовой	6х6	1	1
Тягач	4х2 с прицепом	0,3	0,4

1.4.2 Определение передаточных чисел коробки передач

Для автомобилей, высшая передача которых не является прямой, величину z числа передач в коробке принимают по номеру прямой передачи

(13)

где z - число передач в коробке;

i_kz - передаточное число на высшей передаче;

i_k1 - передаточное число первой ступени коробки передач.

g = = 0.6

Передаточные числа по остальным передачам будут определяться из соотношений: i_к2 =i_k1·g; i_к3 =i_k2·g; и т.д.

Многие автомобили имеют ускоренную (повышающую) передачу, передаточное число которой менее единицы. В этом случае ускоряющая передача не входит в общую структуру ряда передач, а ее передаточное число назначается в пределах 0,7...0,85.

i_к1 = 3,6;

i_к2 =

i_к3 = ;

i_к4 = ;

i_к5 = .

Расчет передаточного числа понижающей передачи (демультипликатора) раздаточной коробки для автомобилей повышенной проходимости можно произвести, из условия отсутствия буксования ведущих колес в соответствии с формулой (11) по уравнению

= = 1,12



2 Определение тягово-скоростных качеств автомобиля

2.1 Тяговая диаграмма движения автомобиля

При установившемся движении на ровной дороге уравнение тягового баланса

, (14)

где P_k- тяговое усилие на ведущих колесах, Н;

P_f - сила сопротивления качению колес, Н;

P_w- сила сопротивления воздуха, Н.

Тяговое усилие на ведущих колесах определяется для каждой передачи по формуле

, (15)

где ряд значений момента двигателя М_g берется из таблицы 2.

= 6783 H;

= 7291,6 H;

= 7546,1 H;

= 7547,4 H;

= 7295 H;

= 6790H;

= 6032 H;

= 5395 H;

= 4426H;

= 4757 H;

= 4923 H;

= 4924 H;

= 4760H;

= 4430 H;

= 3936 H;

= 3520 H;

= 2888 H;

= 3104 H;

=3212 H;

= 3213 H;

= 3105H;

= 2890 H;

= 2568 H;

= 2297 H;

= 1884 H;

= 2025 H;

= 2096 H;

= 2096,5 H;

= 2026 H;

= 1886 H;

= 1675 H;

= 1496 H;

= 1229H;

= 1321H;

= 1367H;

= 1368H;

= 1322 H;

= 1230 H.

= 1093H.

= 977 H.

Сила сопротивления качению должна определяться для прямой передачи по формуле

(16)

где G_a - полный вес автомобиля, Н;

f - коэффициент сопротивления качению.

Коэффициент f при скорости автомобиля до 15 м/с равен значению коэффициента f₀ (указан в задании), а при большей скорости уточняется по формуле

. (17)

Сила сопротивления воздуха определится из выражения



(18)

где kF - фактор обтекаемости, Нс²/м²;

V - текущее значение скорости движения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, м/с. Данные значения скорости определяются для каждой передачи исходя из текущих значений частоты вращения n_g (таблица 2) по формуле автомобиль аudi топливный торможение

.

Величины сил сопротивления воздуха определяются для всех передач.

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с.

м/с.

м/с.

Полученные в результаты расчетов значения сводятся в таблицу 4. Величины сил сопротивления воздуха P_w в данную таблицу вносятся только для прямой передачи, а для остальных передач будут использоваться при расчете динамического фактора автомобиля.

Таблица 4 - Расчет графика тягового баланса

Таблица 3 Сила сопротивления воздуха

2.2 Мощностная диаграмма движения автомобиля

Для анализа динамических качеств автомобиля наряду с уравнением силового баланса можно воспользоваться уравнением мощностного баланса.

Мощность подводимая к ведущим колесам N_k определяется из выражения

, кВт (19)

где Ю_тр - к.п.д. трансмиссии.

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

кВт.

кВт.

При любой скорости движения автомобиля мощность двигателя подведенная к ведущим колесам N_k будет равна сумме затрат мощностей на сопротивление дороги , на преодоление сопротивления воздуха N_w и на изменение скорости движения автомобиля N_j

.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, определяется для прямой передачи по формуле

, кВт. (20)

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

кВт

кВт

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъему, для первой передачи находится из выражения

, кВт, (21)

где б - максимальный угол подъема, преодолеваемый на 1 передаче, °.

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

кВт;

кВт.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, определяется по прямой передаче

, кВт. (22)

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

кВт;

кВт.

Результаты расчетов заносим в таблицу 5, дополняем ее ранее полученными величинами (N_e, V) и по этим данным строим график мощностного баланса.

Таблица 5 - Расчет графика мощностного баланс

2.3 Динамический паспорт автомобиля

Для комплексного решения задач по определению тягово-скоростных качеств автомобиля служит динамический паспорт автомобиля. Он включает динамическую характеристику, номограмму нагрузок и график контроля буксования.

2.3.1 Определение динамического фактора

Сила сопротивления воздуха, находиться по формуле

, H. (23)

H;

H;

H;

H;

H;

H;

H;

H;

Динамический фактор рассчитывают по формуле

, (24)

где G_a - полный вес автомобиля, Н;

P_k - тяговое усилие на ведущих колесах, Н;

P_w - сила сопротивления воздуха, Н.

;

;

;

;

;

;

;

;

Для построения динамической характеристики необходимо данные внешней скорости или регуляторной характеристики двигателя, данные тягового расчета и динамического фактора свести в таблицу 6. Текущие значения скорости V на различных передачах переносятся из таблицы 5.

Таблица 6 - Динамическая характеристика автомобиля



2.3.2 Универсальная динамическая характеристика

Для анализа динамических качеств автомобиля или автопоезда при различных вариантах весовой нагрузки необходимо полученную динамическую характеристику дополнить номограммой нагрузки, предложенной Н.А. Яковлевым.

Для построения номограммы нагрузок ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и наносят на ней шкалу нагрузок.

Масштабы этой шкалы определяются по формуле

, (25)

где а_о - масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля без нагрузки, мм (см. рисунок 4);

а - масштаб шкалы для автомобиля с полной нагрузкой, мм (определяется после построения динамической характеристики, рис. 4);

G_о - собственный вес автомобиля, Н;

G_а - полный вес автомобиля, Н.

мм

Совокупность динамической характеристики и номограммы нагрузок представляет собой универсальную динамическую характеристику.

2.3.3 Построение графика контроля буксования

Динамический фактор по сцеплению

.



Тогда условие безостановочного движения автомобиля, выраженное в динамических факторах будет иметь вид

Для построения графика используют формулы

и , (26)

где G_{0 и} G_a - соответственно собственный и полный вес автомобиля, Н;

ц_х - коэффициент сцепления с дорогой;

G_{02 и} G_{2 -} вес приходящийся на ведущую ось соответственно порожнего и груженого автомобиля, Н, который можно определить по формуле

G₀₂ = л_k G₀ и G₂ = л_k G_a,

где л_k - коэффициент нагрузки ведущих колес (принимается по таблице 3).

G₀₂ = 1;

G₂ = ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

2.3.4 Ускорение при разгоне автомобиля

График ускорения строится на основании имеющейся динамической характеристики автомобиля по уравнению

, м/с², (27)

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

f - коэффициент сопротивления на горизонтальном участке дороги (для расчетов принимать значение f₀ указанное в задании)

д_вр - коэффициент учета вращающихся масс.

Для порожнего автомобиля он определяется по эмпирической формуле

, (28)

где i_k - передаточное число ступени коробки передач.

;

;

;

;

При определении д_вр для груженого автомобиля применяется следующая зависимость

(29)

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Результаты расчетов сводятся в таблицу 7. Значения скоростей движения автомобиля и соответствующие им значения динамического фактора берутся из предыдущих расчетов (таблица 6). В эту же таблицу заносятся значения величин 1/j - обратных ускорений, необходимых для дальнейших расчетов.

Таблица 7 - Расчет ускорения автомобиля



2.3.5 Определение времени разгона автомобиля

График времени разгона характеризует приемистость автомобиля. Время разгона автомобиля при изменении скорости движения от V₁ до V₂ определяется по формуле:

, с (30)

Это интегральное уравнение можно решить графически. Для этого необходимо построить вспомогательный график величин обратных ускорений 1/j=f(V) (Приложение 1 - Рисунок 1).

Определим масштабы обратных ускорений (m₁) и скорости движения (m₂),показывающие значение 1/j и V в 1 мм шкалы:

m₁ = 0,5/20 = 0,025 мм;

m₂ = 5/15 = 0,3 мм.

Общий масштаб времени t : 1 мм² = (m₁х m₂)=0,025х0,3=0,008 с.

Затем на графике необходимо задать пределы приращения скорости dV= V_n+1 - V_n и определить величину F_n каждой элементарной скорости ограниченной кривыми 1/j в пределах приращений скорости. Умножая эту площадь на масштаб времени (m₁ m₂₎, определяют время разгона автомобиля соответствующее приращению скорости от V_n до V_n+1

, с, (35)

где F_n - площадь элементарной площадки в пределах приращения скорости.

= 0,008 218 = 1,7 с;

= 0,008 266 = 2 с;

= 0,008 378 = 3 с;

= 0,008 449 = 4 с;

= 0,008 660 = 5 с;

= 0,008 1022 = 8 с.

= 0,008 1028 = 8,8с.

Пределы приращения по шкале V должны выбираться через равные промежутки скоростей. Для ограниченных пределами приращений площадок определяется их площадь (в мм²) и по формуле 35 вычисляется ряд значений времени разгона автомобиля в каждом интервале скоростей

Общее время разгона определится как

, с, (36)

Таблица 8 - Расчет времени разгона автомобиля

№ точки	Vn+1- Vn, м/с	Fn, мм2	tn, соотв. Fn, с	,с
1	10-5=5	218	1,7	1,7
2	15-10=5	266	2	4
3	20-15=5	378	3	7
4	25-20=5	449	4	11
5	30-25=5	660	5	16
6	35-30=5	1022	8	24
7	40-35=5	1028	8,8	32

Время разгона определяют до скорости V=0,95V_max, т.к.при V=V_max-1/j=.

V=0,95V_max = 0,95 28 = 27 м/с.

Необходимо отметить, что в расчете не учтено время на переключение передач, которое определяется условиями движения и квалификацией водителя. По данным таблицы 8 строится график времени разгона автомобиля (Приложение1 - Рисунок 2). При построении графика значения откладываются: по шкале скоростей - по дальней границе интервала V_n+1, на шкале времени- по значениям последнего столбца таблицы 8.

2.3.6 Определение пути разгона автомобиля

Путь, разгона также характеризует приемистость автомобиля.

Путь разгона определяется из выражения

(37)

Это интегральное уравнение можно решить графически. Для этого в качестве вспомогательного используют график времени разгона t = f(V) (Приложение 1 - Рисунок 2).

Площадь, ограниченную кривой времени разгона, разбивают на ряд равных элементарных площа-док с приращением t_n+1 - t_n. Так же задаются масштабы шкал: масштаб времени разгона m₃, масштаб скорости m₂. Масштаб скорости m₂ останется без изменений (в наших расчетах был принят m₂ =0,3). Масштаб времени разгона будет равен m₃ = 5/25 =0,2.

Масштаб пути разгона S: 1 мм² = m₃ х m₂ = 0,30,2 = 0,06 м.

Определяя площадь каждой элементарной площадки F_n, и умножая ее на масштаб пути разгона S, получают путь автомобиля, проходимый им за время приращения времени dt.

(38)

= 0,06 797 = 48 м;

= 0,06 1544 = 93 м;

= 0,06 1995 = 120 м;

= 0,06 2335 = 140 м;

= 0,06 2569 = 154 м;.

Общий путь разгона определится как

(39)

где k - число элементарных площадок.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 9, по данным которой строится график пути разгона автомобиля в зависимости от скорости движения S= f(V).

В этом случае, так же как и при построении кривой времени разгона, не учтен процесс переключения передач и опущен период движения при буксовании сцепления.

Таблица 9 - Расчет пути разгона автомобиля

№ п/п	tn+1-tn, c	Fn, мм2	Sn соотв. Fn, м	Sразг=, м
1	5-0=5	797	48	48
2	10-5=5	1544	93	141
3	15-10=5	1995	120	261
4	20-15=5	2335	140	401
5	25-20=5	2569	154	555

Все графики тягового расчета обладают относительной точностью. Более точные данные можно получить только по результатам дорожных испытаний автомобиля.



3. Определение динамических качеств автомобиля при торможении

Тяговые и тормозные качества автомобиля тесно связаны между собой и определяют его динамичность. Чем выше средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства. На эффективность торможения, кроме действий водителя, влияют конструкция и техническое состояние автомобиля, тип и состояние дороги, атмосферные условия и т.п. Действие этих факторов наиболее полно учитывается следующими основными измерителями тормозных свойств автомобиля: 1) максимальным замедлением при торможении j_тор 2) временем торможения до полной остановки t_тор 3) путем торможения S_тор.

Эти измерители можно получить, решая уравнение движения автомобиля при торможении с отключенным от трансмиссии двигателем

P_тор+P_?-P_j= 0 (46)

Если принять, что P_тор=G_?;P_j=(G/g)j_тор, а сопротивление движению по сравнению с тормозными силами мало, то максимальное замедление можно найти из выражения

j_тор=gц (47)

j_тор=9,8*0,7=6,86 м/c²

j_тор=9,8*0,5=4,9 м/c²

j_тор=9,8*0,3=2,94 м/c²

Время торможения до остановки находится при интегрировании уравнения (47) замедления автомобиля

t_тор=V_н/ gц c (48)

Аналогично для других коэффициентов

Путь торможения до остановки можно найти при интегрировании уравнения (48) времени торможения автомобиля

S_тор =V_н²/2 gц (49)

S_тор =7^2/2*6,86=3,57м

S_тор =14,33^2/2*6,86=14,96м

S_тор =21,66^2/2*6,86=34,19м

S_тор =28,99^2/2*6,86=61,25м

S_тор =36,32^2/2*6,86=96,14м

S_тор =43,65^2/2*6,86=138,87м

S_тор =50,98^2/2*6,86=189,42м

S_тор =55,80^2/2*6,86=226,94м

Аналогично для других коэффициентов

В курсовом проекте необходимо определить t_тор и S_тop на дорогах с различным значением коэффициента сцепления ц:

- на дороге с сухим асфальтно-бетонным покрытием ц₁=0,7

- на дороге с влажным асфальтно-бетонным покрытием ц₂=0,5

- на дороге покрытой снегом ц₃=0,3

Данные расчета сводятся в таблицу



Таблица 10- Расчет показателей динамических качеств автомобиля при торможении

По данным таблицы 10 строятся графики времени и пути движения автомобиля при торможении.

Следует иметь в виду, что время и путь движения автомобиля при торможении в условиях реальной эксплуатации будет несколько больше, так как при проведении расчетов не учитывается врем я реакции водителя, время срабатывания тормозной системы и т.д.



4. Показатели топливной экономичности автомобиля

Автомобильный транспорт потребляет значительное количество топлива, стоимость которого составляет 10-15% всех затрат на автомобильные перевозки. Расход топлива зависит от конструкции автомобилей, их технического состояния, от дорожно-климатических условий, квалификации водителя и организации транспортного процесса.

Наиболее полно экономические качества автомобиля оцениваются топливно-экономической характеристикой, представляющей собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля и дорожных условий.

Величина расхода топлива Q_s, л/100 км может быть подсчитана по формуле

(44)

Q_s== 6,09 л/100км

Q_s==7,14 л/100км

Q_s==8,04л/100км

Q_s==7,74 л/100км

Q_s==7,76л/100км

Q_s==8,15л/100км

Q_s==8,51л/100км

Q_s==12,18л/100км

где N_е - эффективная мощность, развиваемая двигателем три работе автомобиля в рассматриваемых условиях , кВт;

g'_e - удельный расход топлива, соответствующий данному режиму работы двигателя, г/кВтч;

с - удельный вес топлива (принимаем для бензина с = 0,75; для дизельного топлива с = 0,85), кг/л;

V- скорость движения автомобиля (принимается по прямой передаче), м/с;

1000, 100, 3,6 - переводные коэффициенты.

В данной работе построение экономической характеристики следует провести для 5 условий движения автомобиля:

- движение порожнего автомобиля по ровной дороге;

- движение груженого автомобиля по ровной дороге;

- движение порожнего автомобиля на подъем (с углом равным 20% б_max);

- движение груженого автомобиля на подъем (с углом равным 20% б_max);

- движение по дороге ,не оказывающей сопротивления (при ш=0)

Для определения величины расхода топлива в курсовом проекте сначала необходимо определить ряд значений тех величин, которые входят в формулу 44.

Эффективная мощность двигателя N_е необходимая для движения автомобиля в заданных дорожных условиях (5 условий) определяется по формуле

, кВт (45)

= = 1,86кВт;

= = 4,74 кВт;

= = 9,52кВт;

= = 17,18 кВт;

= = 28,69 кВт;

= = 45,02 кВт.

= = 67,16 кВт;

= = 85,35 кВт.

Удельный расход топлива является переменной величиной и зависит от совершенства конструкции двигателя, а также от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. С учетом этого удельный расход топлива g_e можно определить пользуясь методикой, разработанной И.С. Шлиппе. Согласно этой методике эффективный расход топлива определяют по уравнению:

, г/кВт ч (46)

ge= 1,125* 2,7* 200,10= 662,17/кВтч

ge= 1,1* 2,5* 200,80=599,5г/кВтч

ge= 1* 2,3* 200,80=501,4г/кВтч

ge= 0,96* 1,7* 200,80=355,77г/кВтч

ge= 0,94* 1,3* 200,80=266,39г/кВтч

ge= 0,98* 1* 200,80=213,66г/кВтч

ge= 1* 0,8* 200,80=174,4г/кВтч

ge= 1,1* 0,9* 200,80=215,82г/кВтч

Величины удельного расхода топлива также рассчитываются для 5 ранее определенных условий.

Для определения коэффициента k_n необходимо из таблицы 2 найти отношение текущих значений частоты вращения коленчатого вала двигателя n_g к частоте при максимальной мощности двигателя n_g^N и, отложив полученное значение по шкале абсцисс, провести проекцию до пересечения с линией графика. Проведя из этой точки перпендикуляр до пересечения со шкалой ординат, мы получим значение на шкале, которое и будет величиной коэффициента k_n.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Изменение коэффициента k_n в зависимости от скоростного режима

Ряд значений коэффициента k_n, полученных по графику зависимости данного коэффициента от скоростного режима работы двигателя (Рисунок 1) справедлив для всех 5 условий движения автомобиля.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2- Изменение коэффициента К_N от степени использования мощности И;

1 - для бензиновых двигателей; 2 - для дизелей

Коэффициент k_N в формуле 46 представлен как функция отношения мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений при движении с данной скоростью N_е, к мощности двигателя при той же частоте вращения коленчатого вала, определенной по внешней скоростной характеристике двигателя N_евн, т.е. от степени использования мощности двигателя И.

1. n_g=70

n_g/n_N=70/509=0,1 k_n=1.125

2. n_g=143,3

n_g/n_N=143,3/509=0,2 k_n=1,1

3. n_g=216,6

n_g/n_N=216,6/509=0,4 k_n=1

4. n_g=289,9

n_g/n_N=289,9/509=0,5 k_n=0,96

5. n_g=363,3

n_g/n_N=363,3/509=0,7 k_n=0,94

6. n_g=436,5

n_g/n_N=436,5/509=0,8 k_n=0,98

7. n_g=509

n_g/n_N=509/509=1 k_n=1

8. n_g=558

n_g/n_N=558/509=1,09 k_n=1,1

1. И=1,86/15,42=0,14 к_N=2,7

2. И=4,74/32,47=0,16 к_N=2,5

3. И=9,52/50,02=0,17 к_N=2,3

4. И=17,18/66,45=0,2 к_N=1,7

5. И=24/89=0,27 к_N=1,3

6. И=45,02/89,56=0,3 к_N=1

7. И=67,16/93,03=0,27 к_N=0,8

8. И=85,35/91,08=0,3 к_N=0,9

Таблица 10 Расчет графика экономической характеристики автомобиля

По графику экономической характеристики автомобиля проводится анализ его работы: определяют наиболее экономичную скорость движения, отмечают участки повышенных расходов топлива в зонах больших и малых скоростей движения и т.д.

Следует иметь в виду, что графики экономической характеристики, построенные по этой методике, не могут претендовать на высокую точность.

Однако для представления об экономичности проектируемого автомобиля их достоверность вполне достаточна. Как было сказано выше, наибольшая точность тяговой и экономической характеристик может быть получена при дорожных испытаниях.?



Заключение

В данном курсовом проекте выполнен тяговый расчет проектируемого автомобиля Audi A4 Avant.

На основании исходных данных и формул, предложенных Лейдерманом С.Р. Выполнен расчет и построена внешняя скоростная характеристика двигателя, на основании которой произведен расчет тягового - экономической характеристики автомобиля.

Рассчитаны и построены графики силового и мощностного баланса автомобиля, а также динамическая характеристика и динамический паспорт автомобиля.

Определенны характеристики разгона автомобиля, к которым относятся: ускорение автомобиля на разных передачах, скорости при

которых происходит переключение передач и путь разгона до предельной скорости.

Произведен расчет топливной экономичности автомобиля. Рассчитанные характеристики в основном совпадают характеристиками автомобиля - прототипа, полученные на стендовых испытаниях. В отдельных случаях они не совпадают из-за неточности расчета и износа автомобиля и испытательного оборудования



Список используемой литературы

1. Вахламов В.К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя: Учебник студ. учреждений сред. и проф. образования / В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский; / Под ред. А.А. Юрчевского. - М.: Издат. центр «Академия», 2003. -

2. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. - М.: КолосС. 2004. - 504 с.

3. Иванов В.В. и др. Основы теории автомобиля и трактора. - М.: Высшая школа, 1977. - 244 с.

4. Иларионов В.А. Эксплуатационные свойства автомобиля. - М.: Машиностроение, 1966. - 280 с.

5. Краткий автомобильный справочник. - М.: Транспорт, 1992.-464 с.

6. Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. - М.: Агропромиздат, 1986.-383 с.

7. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. - М.: Колос, 1972. - 384 с.

Размещено на Allbest.ru