Размещено на http://www.allbest.ru/

План

• Введение
• 1. Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя
• 2. Тяговый баланс автомобиля
• 3. Динамический фактор автомобиля
• 4. Характеристика ускорений автомобиля
• 5. Характеристика времени и пути разгона автомобиля
• 6. Мощностной баланс автомобиля
• 7. Топливно-экономическая характеристика автомобиля
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

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

- тяговый расчет проектируемой машины;

- поверочный тяговый расчет, производимый для существующей машины.

Поверочный тяговый расчет составляют следующие отдельные задачи:

1. Определение максимальной скорости движения в заданных условиях.

2. Определение сопротивления движению и углов подъема, которые может преодолеть автомобиль на данной передаче и скорости.

Для решения задач тягового расчета необходимо построить тяговую характеристику автомобиля.

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

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

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

Построение тяговой характеристики автомобиля включает:

1. Определение полной массы автомобиля, кг.

2. Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса, м.

3. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

4. Определение передаточного числа главной передачи.

5. Определение передаточных чисел коробки передач и дополнительной коробки.

6. Определение скорости движения.

7. Определение удельной силы тяги, построение тяговой характеристики.

1. Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляющая 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 n_e, [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_{e max} - максимальная эффективная мощность двигателя, [кВт];

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

n_N - частота вращения при максимальной мощности, [об/мин].

Чтобы воспользоваться формулой Лейдермана, необходимо определить значения наименьшей устойчивой - n_{e min}, и максимальной - n_{e max}, частот вращения коленчатого вала двигателя. Наименьшую, устойчивую частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной -

n_{e min} = 0,13 n_N,

а у дизеля -

n_{e min} = 0,2 n_N, [об/мин].

Максимальную частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной -

n_{e max} = 1,2 n_N,

а для дизеля -

n_{e max} = 1,05 n_N, [об/мин].

С целью облегчения расчетов, полученные значения n_{e min} и n_{e max} следует округлить до ближайшей сотни об/мин.

Для получения зависимости N_e = f(n_e), весь диапазон частот вращения коленчатого вала двигателя от n_{e min} до n_{e max} следует разбить примерно на 10 значений (обычно через 200, 300, 400 или 500 об/мин). Для каждого значения n_e, с использованием уравнения Лейдермана. Исходные данные для расчета внешней скоростной характеристики двигателей приведены в таблице 1 и 2.

Таблица 1. Исходные данные

	Двигатель - ЗИЛ-130
Номинальная мощность	Nmax	110
номинальные обороты	nnom	3200
максимальный момент	Mmax	410
обороты при макс. Моменте	nm	1800
минимальный удельный расход топлива на номинальных оборотах	gemin	327
коэффициенты учитывающие тип двигателя	a	1
	b	1
	с	1
Расчет минимальных оборотов	nemin	400
Расчет максимальных оборотов	nemax	3800

Таблица 2 Параметры внешней скоростной характеристики двигателя, марки ЗИЛ -130

Обороты двигателя, об/мин	ne	400	1000	1500	2000	2500	3000	3800
Эффективная мощность, кВт	Ne	15,3	45,1	75,7	111,7	153,1	199,8	285,7
Мощность Нетто, кВт	Ne'	13,7	40,6	68,2	100,5	137,8	179,8	257,2
Эффективный момент, Н*м	Me	364	431	482	533	585	636	718
Момент Нетто, Н*м	Me'	328	388	434	480	526	572	646
Удельный расход топлива, г/(кВт*ч)	ge	348	302	280	275	285	312	388
Часовой расход топлива, кг/ч	Gt	5,3	13,6	21,2	30,7	43,7	62,3	110,7

Следует помнить, что 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 - так называемая мощность нетто, используется для движения автомобиля. Поскольку вышеназванные потери мощности обычно составляют 10 - 15%, для определения мощности нетто воспользуемся выражением:

N_e = 0,9N_e, [кВт]. (1.2)

Еще одним неотъемлемым графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости эффективного крутящего момента двигателя М_e = f(n_e). Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:

, [Нм]. (1.3)

Аналогично с мощностью, 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)

Еще одним графиком внешней скоростной характеристики двигателя является график зависимости удельного расхода топлива двигателя g_e = f(n_e). Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида:

, [г / кВтч] (1.5)

где: g_{e min} - минимальный удельный расход топлива [г / кВтч].

Последним из графиков внешней скоростной характеристики двигателя является график часового расхода топлива. Для его построения используют полученные значения удельного часового расхода топлива и выражение вида:

, [кг/ч] (1.5)

Далее, на основе результатов расчетов таблицы 2, построим график внешней скоростной характеристики двигателя, изображенный на рис 1.

На графике внешней скоростной отметим:

Максимальная мощность нетто - N_e, [кВт];

Максимальный крутящий момент нетто - M_e, [Нм];

Минимальный удельный расход топлива - g_{e min}, [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].

При наличии на двигателе ограничителя или регулятора частоты вращения коленчатого вала, графики внешней скоростной характеристики: строят с учетом их работы. Для построения линий, иллюстрирующих работу ограничителя (регулятора) - следует учитывать, что он срабатывает не мгновенно, а линейно, до увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя на 5% от ее номинального значения n_N .

В дальнейшем, регуляторная ветвь изображается также на графиках тягового и мощностного балансов, графиках динамического фактора и ускорений.

Рис 1 Внешняя скоростная харакеристика

2. Тяговый баланс автомобиля

автомобиль двигатель тяга грузоподъемность

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].

Графики сил тяги на колесах автомобиля - F_{к i} = f (V_a) строят для всех ступеней - i в основной коробке передач. Для автомобилей, имеющих раздаточную коробку, строят также дополнительный график для случая одновременного включения первой передачи (i = 1) в основной коробке передач и низшей - в раздаточной. При наличии делителя, кривые F_{к i} строят для всех возможных передаточных чисел в КПП, раздаточной коробке и делителе.

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи - F_{к i} произведем 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 определим 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.

При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус - r_стат,. При этом следует учитывать, что радиус качения r_к обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин.

Радиус качения колеса с диагональной шиной:

r_к = 1,02 r_стат, [м];

Радиус качения колеса с радиальной шиной:

r_к = 1,04 r_стат, [м].

КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:

, (2.3)

Часть мощности при этом затрачивается на преодоление сил трения в зацеплениях зубчатых шестерен коробки передач, главных передачах ведущих мостов, в карданных шарнирах и шлицах, подшипниках и сальниках, расходуется на взбалтывание масла и на его разбрызгивание. Поэтому мощность N_к - подводимая к ведущим колесам автомобиля, меньше мощности развиваемой двигателем - N_e' на величину вышеперечисленных потерь - N_ТP. Таким образом, величина N_ТP - учитывает два вида потерь мощности: потери, вызванные наличием трения в зубчатых зацеплениях, шарнирах, подшипниках, а также гидравлические потери. Причем, потери мощности на преодоление трения в зубчатых зацеплениях, шарнирах и подшипниках пропорциональны моменту, передаваемому трансмиссией.

Для упрощения расчетов определим КПД трансмиссии с учетом потерь на трение:

_тр = 0,98^К 0,97^L 0,99^M (2.4)

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.

Следует помнить, что КПД трансмиссии - _тр следует определять для каждой i - той передачи коробки перемены передач, а также раздаточной коробки или делителя.

Таблица 3 Определение КПД трансмиссии

	передача	1	2	3	4	5
Число пар цилиндрических шестерен, через которые передается момент	K	2	2	2	2	0
Число пар конических шестерен, через которые передается момент	L	1	1	1	1	1
Число карданных шарниров, через которые передается момент	M	2	2	2	2	2
КПД трансмиссии	KPD	0,913	0,913	0,913	0,913	0,951
Данные для определения передаточного числа трансмиссии
Передаточное число коробки	Uкп	7,44	4,1	2,29	1,47	1
Передаточное число раздаточной коробки	Uрк
Передаточное число главной передачи	Uгп	7,68	7,68	7,68	7,68	7,68
Передаточное число трансмиссии	Uтр	57,139	31,488	17,587	11,290	7,680

Расчеты зависимостей силы тяги на колесах автомобиля, от его скорости F_{к i} = f(V_a), выполняют с использованием выражения (2.1). Рассчитаем скорость движения автомобиля на всех передачах по формуле:

, [км/ ч] (2.5)

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи заносем в таблицу 5 .

Таблица 4 Определение радиуса качения колеса

статический радиус, м	rстат	0,5
радиус качения, м	rк	0,520

Таблица 5 Определение силы тяги на ведущих колесах по передачам

	1 передача
скорость движения, км/ч	va	1,37	3,43	5,15	6,86	8,58	10,29	13,04
сила тяги, Н	Fк	32884,6	38905,7	43537,3	48168,9	52800,6	57432,2	64842,8
	2 передача
скорость движения, км/ч	va	2,49	6,23	9,34	12,45	15,56	18,68	23,66
сила тяги, Н	Fк	18121,9	21440,0	23992,3	26544,7	29097,1	31649,5	35733,3
	3 передача
скорость движения, км/ч	va	4,46	11,15	16,72	22,29	27,87	33,44	42,36
сила тяги, Н	Fк	10121,7	11975,0	13400,6	14826,2	16251,8	17677,4	19958,3
	4 передача
скорость движения, км/ч	va	6,95	17,36	26,05	34,73	43,41	52,09	65,99
сила тяги, Н	Fк	6497,4	7687,0	8602,1	9517,2	10432,4	11347,5	12811,7
	5 передача
скорость движения, км/ч	va	10,21	25,53	38,29	51,05	63,82	76,58	97,00
сила тяги, Н	Fк	4602,2	5444,9	6093,1	6741,3	7389,5	8037,7	9074,8

Далее определяют силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию используя выражение:

, [Н] (2.6)

где: m_a - для условий данной курсовой работы, это масса полностью загруженного автомобиля, [кг] (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.4); 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:

, (2.7)

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

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

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

, [Н] (2.8)

где: К_в - коэффициент обтекаемости формы автомобиля, S_x - площадь Миделя - площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м²].

При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления С_х можно легко определить значение коэффициента обтекаемости К_в по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

К_в = 0,5 С_{х в}, [кг/м³] (2.9)

где: _в = 1,225, [кг/м³] - плотность воздуха.

Для нахождения площади Миделя автомобиля S_x воспользуемся выражениями:

- для автобусов -

S_x = Ва Н, [м²];

где: Ва и Н - соответственно наибольшие ширина и высота автомобиля, [м]; В - колея передних колес автомобиля, [м] (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.4).

Графики суммарных сил сопротивления движению, строят для случаев разгона автомобиля с полной нагрузкой для 2-х типов дорог.

Рассчитанные значения сил сопротивления движению занесем в таблицу 7.

Таблица 6 Определение площади Миделя автомобиля

Коэфф. Аэродинамического сопротивления	Cx	0,43
плотность воздуха, кг/м3	pв	1,225
ширина автомобиля, м	Ba	2,45
высота автомобиля, м	H	2,9
Коэфф. Обтекаемости формы	Кв	0,263
полная масса автомобиля, кг	ma	11425
площадь Миделя, м 2	Sx	7,105

Таблица 7 Определение суммарной силы сопротивления движению

Скорость движения автомобиля, км/ч	va	0	20	40	60	80	100
коэфф. Сопротивления качению на асфальте	fасф	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03
коэфф. Сопротивления качению на грунте	fгр	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05
Сила сопротивления качению на грунте, Н	Ffасф	2017,4	2057,8	2178,8	2380,6	2663,0	3026,1
Сила сопротивления качению на асфальте, Н	Ffгр	3362,4	3429,6	3631,4	3967,6	4438,3	5043,6
Сила аэродинамического сопротивления, Н	Fw	0,0	57,8	231,0	519,8	924,1	1443,9
Суммарная сила сопротивления на асфальте, Н	Fw+Ffасф	2017,4	2115,5	2409,8	2900,4	3587,1	4470,0
Суммарная сила сопротивления на грунте, Н	Fw+Ffгр	3362,4	3487,4	3862,4	4487,4	5362,4	6487,5

Значение максимального значения скорости - V_{a max} выбирают таким, чтобы оно было примерно на 10% больше наибольшего значения скорости, определенного для высшей передачи

На графике тягового баланса должны быть нанесены линии, показывающие предельные величины сил сцепления ведущих колес, полностью загруженного автомобиля с дорогой, при следующих значениях коэффициента сцепления:

- = 0,8 - сухой асфальтобетон;

- = 0,6 - сухая грунтовая дорога;

- = 0,4 - мокрый асфальтобетон;

- = 0,2 - укатанная снежная дорога.

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

F_сц = m_к g , [Н] (2.10)

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

Таблица 8 Определение силы сцепления

		лед	мокрый асфальт	грунт	асфальт
коэфф. Сцепления	j	0,2	0,4	0,6	0,8
Сила сцепления, Н	Fсц	21493,71	42987,42	64481,13	85974,84

Таблица для построения графиков зависимости силы сцепления от скорости

0,2	21493,7	21493,7	21493,7	21493,7	21493,7	21493,7	21493,7
0,4	42987,4	42987,4	42987,4	42987,4	42987,4	42987,4	42987,4
0,6	64481,1	64481,1	64481,1	64481,1	64481,1	64481,1	64481,1
0,8	85974,8	85974,8	85974,8	85974,8	85974,8	85974,8	85974,8

На графике тягового баланса должны быть определены и отмечены два значения максимальных скоростей движения автомобиля V_{a max} на дороге с асфальтобетонным покрытием для двух высших передач.

Пример графика тягового баланса автомобиля изображен на рис. 2.



Рис. 2. Графики 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.

Динамическая характеристика - это зависимость динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой от скорости его движения D_i = f(V_a). Графики динамического фактора строят для тех же условий движения, что и графики тягового баланса, т.е. для каждой передачи i. При наличии на двигателе ограничителя (или регулятора) частоты вращения коленчатого вала, графики зависимостей D_i = f(V_a), строят с учетом их работы. Динамическим фактором D автомобиля называется отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

, (3.1)

На графике динамической характеристики (рис. 3.1) показывают также 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.

фактор изменяется, и его можно определить по формуле:

, (3.3)

Таблица 9 Перерасчет силы аэродинамического сопротивления

1 передача	Fw1	0,3	1,7	3,8	6,8	10,6	15,3	24,5
2 передача	Fw2	0,9	5,6	12,6	22,4	35,0	50,4	80,8
3 передача	Fw3	2,9	17,9	40,4	71,8	112,1	161,5	259,1
4 передача	Fw4	7,0	43,5	98,0	174,2	272,1	391,8	628,7
5 передача	Fw5	15,1	94,1	211,7	376,3	588,0	846,7	1358,5
Определение динамического фактора на каждой передаче
скорость на 1 передаче	va	1,37	3,43	5,15	6,86	8,58	10,29	13,04
Динамический фактор на 1 передаче	D1	0,29	0,35	0,39	0,43	0,47	0,51	0,58
скорость на 2 передаче	va	2,49	6,23	9,34	12,45	15,56	18,68	23,66
Динамический фактор на 2 передаче	D2	0,16	0,19	0,21	0,24	0,26	0,28	0,32
скорость на 3 передаче	va	4,46	11,15	16,72	22,29	27,87	33,44	42,36
Динамический фактор на 3 передаче	D3	0,09	0,11	0,12	0,13	0,14	0,16	0,18
скорость на 4 передаче	va	6,95	17,36	26,05	34,73	43,41	52,09	65,99
Динамический фактор на 4 передаче	D4	0,06	0,07	0,08	0,08	0,09	0,10	0,11
скорость на 5 передаче	va	10,21	25,53	38,29	51,05	63,82	76,58	97,00
Динамический фактор на 5 передаче	D5	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,06	0,07

Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки автомобиля величину D, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок, которую строят следующим образом. Ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и на ней откладывают отрезок произвольной длины. На этом отрезке, наносят шкалу Н нагрузки автомобиля в процентах (для грузовых автомобилей) или указывают число пассажиров (для легковых автомобилей и автобусов). В начале этой шкалы помещают новую шкалу динамического фактора D_o, для автомобиля в снаряженном состоянии.

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 (масса водителя 70 кг.).

Расчет динамического фактора по сцеплению

Таблица 10

полная масса, кг	11425
снаряженная масса, кг	6800

Таблица 11

			Значение по X	1 точка	2 точка	3 точка	4 точка
Масштаб для шкалы при полной нагрузке	Aa	0,05	0,00	0,05	0,10	0,15	0,20
Масштаб для шкалы в снаряженном состоянии	A0	0,03	-100,00	0,03	0,06	0,09	0,12

Таблица 12

масса приходящаяся на ведущие колеса в снаряженном состоянии, кг	6750
масса приходящаяся на ведущие колеса при полной загрузке, кг	7525

Таблица 13

Коэффициент сцепления	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
динамический фактор по сцеплению в снаряженном состоянии	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,69
динамический фактор по сцеплению при полной загрузке	0,07	0,13	0,20	0,26	0,33	0,40	0,46

Равнозначные деления шкал D_o и D_a соединяют прямыми линиями. График контроля буксования представляет собой зависимость динамического фактора по сцеплению колес автомобиля с дорогой от массы автомобиля. Он позволяет определить предельную возможность движения автомобиля, при гарантии отсутствия буксования его колес.

Сначала по формулам, приведенным ниже, определяют 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_{о сц} - масса, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля без нагрузки, [кг].

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

Пользуясь графиком контроля буксования, можно учесть ограничения, накладываемые на движение автомобиля сцеплением шин ведущих колес с дорогой. Например, можно определить минимальный коэффициент _х, гарантирующий движение автомобиля с заданной массой и скоростью без буксования ведущих колес. Или определить скорость движения автомобиля с заданной массой при известном коэффициенте сцепления _х.

На графике динамической характеристики должны быть определены и отмечены два значения максимальных скоростей движения автомобиля V_a max на дороге с асфальтобетонным покрытием для двух высших передач.

Рис. 3 Динамический паспорт автомобиля

4. Характеристика ускорений автомобиля

Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости j_{a i} = f(V_a), [м/с²], при его разгоне на каждой передаче.

Указанные зависимости строят для случая разгона полностью загруженного автомобиля, на ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием. Если автомобиль снабжен раздаточной коробкой или делителем, то характеристика ускорений строится лишь для ряда передаточных чисел основной коробки передач. При наличии на двигателе ограничителя (или регулятора) частоты вращения коленчатого вала, графики зависимостей j_{a i} = f(V_a), строят с учетом их работы.

Таблица 14 Исходные данные

число колес	6
момент инерции маховика	0,61
момент инерции колеса	14,78

Величину ускорений при разгоне автомобилей рассчитаем из выражения:

, [м/с²] (4.1)

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

_вр - коэффициент учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля.

Таблица 15 Перерасчет коэффициента сопротивлению качения для каждой передачи

fасф 1	0,0180	0,0180	0,0180	0,0180	0,0181	0,0181	0,0182
fасф 2	0,0180	0,0180	0,0181	0,0181	0,0182	0,0183	0,0185
fасф 3	0,0180	0,0181	0,0183	0,0184	0,0187	0,0190	0,0196
fасф 4	0,0180	0,0183	0,0186	0,0191	0,0197	0,0204	0,0219
fасф 5	0,0181	0,0186	0,0193	0,0203	0,0217	0,0233	0,0265
fгр 1	0,0300	0,0300	0,0300	0,0301	0,0301	0,0302	0,0303
fгр 2	0,0300	0,0301	0,0301	0,0302	0,0304	0,0305	0,0308
fгр 3	0,0300	0,0302	0,0304	0,0307	0,0312	0,0317	0,0327
fгр 4	0,0301	0,0305	0,0310	0,0318	0,0328	0,0341	0,0365
fгр 5	0,0302	0,0310	0,0322	0,0339	0,0361	0,0388	0,0441

Таблица 16 Расчет ускорений автомобиля

Ускорение на 1 передаче, м/сІ	j1	1,7	2,0	2,2	2,5	2,7	3,0	3,4
Ускорение на 2 передаче, м/сІ	j2	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,1	2,4
Ускорение на 3 передаче, м/сІ	j3	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,4
Ускорение на 4 передаче, м/сІ	j4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,7	0,7	0,8
Ускорение на 5 передаче, м/сІ	j5	0,2	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4

Коэффициент _вр рассчитаем по формуле:

, (4.2)

где: J_м, - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей двигателя, [кг/м²], (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.2); J_к - момент инерции всех колес автомобиля, [кг/м²] (выбирается из таблицы 8.3); n - общее число колес автомобиля.

Таблица 17 Определение коэффициента учета вращающихся масс

	передача	1	2	3	4	5
Коэффициент учета вращающихся масс	dвр	1,62	1,21	1,08	1,05	1,04

Рис. 4.1 Характеристика ускорений автомобиля

Таким образом, величина коэффициента _вр показывает, во сколько раз увеличиваются силовые и мощностные затраты, связанные с разгоном автомобиля, по причине разгона вращающихся масс автомобиля (двигателя, шестерен и валов трансмиссии, колес и связанных с ними деталей)

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, на отрезке ровного, горизонтального шоссе с асфальтобетонным покрытием. Для определения времени разгона воспользуемся графиком зависимости j_{a i} = 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)

Интегрирование этого выражения проводится графическим методом. Предполагается, что в очень малом интервале скоростей V_i = V_i - V_i-1 движение автомобиля является равноускоренным. Величину интервала скоростей V_i для легковых автомобилей и автобусов выбирают равной 5 км/час, а для грузовых автомобилей - 3 км/час. 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 найдем суммированием времени разгона на интервалах:

, [c] (5.3)

где: q - общее число интервалов.

Моменты переключений с низшей передачи на высшую соответствует скоростям движения автомобиля при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя, если ускорение на низшей передаче, на всех скоростях движения, выше ускорения на высшей передаче или соответствует той скорости автомобиля, при которой кривые ускорений на низшей и высшей передачах пересекаются.

Время переключения передач у легковых автомобилей и автобусов следует принять равным 2 секунды. Время переключения передач у грузовых автомобилей следует принять равным 3 секунды.

Во время переключения передач скорость движения автомобиля принимается постоянной.



Рис. 5 Характеристика разгона по пути и по времени

Таблица 18 Значения времени разгона автомобиля

Задаваемый интервал скорости	интервал	0-4,17	4,17-10	10-15	15-20	20-25	25-30	35-40	40-45	45-48	48-48	48-50	50-55	55-60	60-65	65-70	70-75	75-80	80-80	80-85	85-90	90-95	95-100
изменение скорости на интервале	dV	4,17	5,83	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	3,00	0,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00	0,00	5,00	5,00	5,00	5,00
текущая скорость в конце интервала	va	4,17	10,00	15,00	20,00	25,00	30,00	40,00	45,00	48,00	48,00	50,00	55,00	60,00	65,00	70,00	75,00	80,00	80,00	85,00	90,00	95,00	100,00
ускорение в начале интервала	ji	0,000	2,003	2,184	2,275	2,305	2,276	2,186	1,827	1,558	1,367	1,362	1,341	1,277	1,199	1,105	0,997	0,873	0,735	0,749	0,708	0,662	0,611
ускорение в конце интервала	ji-1	2,003	2,184	2,275	2,305	2,276	2,186	1,827	1,558	1,367	1,367	1,341	1,277	1,199	1,105	0,997	0,873	0,735	0,735	0,708	0,662	0,611	0,555
среднее ускорение на интервале	jcp	1,0	2,1	2,2	2,3	2,3	2,2	2,0	1,7	1,5	1,4	1,4	1,3	1,2	1,2	1,1	0,9	0,8	0,7	0,7	0,7	0,6	0,6
приращение времени разгона	dt	1,2	0,8	0,6	0,6	0,6	0,6	0,7	0,8	0,6	2,0	1,0	1,1	1,1	1,2	1,3	1,5	1,7	2,0	1,9	2,0	2,2	2,4
текущее время разгона	t	1,2	1,9	2,6	3,2	3,8	4,4	5,1	5,9	6,5	8,5	9,5	10,6	11,7	12,9	14,2	15,7	17,4	19,4	21,3	23,4	25,5	27,9
приращение пути разгона	ds	0,7	1,5	2,2	2,9	3,8	4,8	6,7	9,7	7,4	26,7	14,0	15,5	17,9	20,9	24,8	29,9	37,2	44,4	43,7	49,3	56,1	64,5
Текущий путь разгона	S	0,7	2,2	4,4	7,3	11,1	15,8	22,6	32,3	39,6	66,3	80,3	95,8	113,7	134,6	159,4	189,3	226,5	271,0	314,6	363,9	420,0	484,5

Путь разгона автомобиля находят интегрированием скорости автомобиля по времени:

, (5.4)

Интегрирование данного выражения тоже выполняют графическим методом, используя результаты расчетов времени разгона (таблица 5.1).

При равноускоренном движении в интервале скоростей

V_i = V_i - V_i-1

путь, проходимый автомобилем:

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

S_i = (V_i-1 + V_i) t_i / 7,2 (5.5)

Путь, проходимый автомобилем при его разгоне, от минимальной скорости V_{a min} = 0 до максимальной - V_{a max}, находят суммированием расстояний S_i на интервалах:

(5.6)

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 (5.7)

При выполнении расчетов следует помнить, что путь и время разгона автомобиля до максимальной скорости стремятся к бесконечности. Поэтому, расчеты следует выполнять до значений скорости, составляющих 0,95 V_{a max}.

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].

Рис. 6. Мощностной баланс автомобиля

Вспомним, что развиваемая на коленчатом валу двигателя мощность нетто - N_е:

N_е = 0,9 N_е

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

N_{к i} = N_{е ТР} (6.1)

Таблица 19 Значения мощности на колесах автомобиля на 1-5 передаче

Подобные документы

• Определить тягово-динамические свойства автомобиля и спроектировать трансмиссию автомобиля с подробной разработкой конструкции коробки передач

  Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел главной передачи и коробки передач. Оценка приемистости автомобиля. Разработка кинематической схемы трансмиссии. Определение модуля шестерен коробки передач.
  
  курсовая работа [303,8 K], добавлен 13.06.2014
  

• Тяговый расчёт автомобиля

  Определение полной массы автомобиля. Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточного числа главной передачи, удельной силы тяги, построение тяговой характеристики.
  
  реферат [476,6 K], добавлен 26.03.2009
  

• Тяговый расчет автомобиля-прототипа ИЖ-2717

  Расчёт мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля. Подбор передаточных чисел коробки передач. Тяговый баланс автомобиля. Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя. Построение динамической характеристики автомобиля.
  
  курсовая работа [236,2 K], добавлен 12.02.2015
  

• Модернизация конструкции коробки передач грузового автомобиля УРАЛ - 4320 в целях повышения эксплуатационных характеристик

  Оценка технологичности сборки коробки передач. Условия эксплуатации механизма и техническое обслуживание. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение мощностного баланса автомобиля. Расчет на прочность промежуточного вала.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 10.12.2021
  

• Разработка задних дисковых тормозов легкового автомобиля

  Расчет мощности силовой установки. Аналитическое построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел в механической коробке передач. Расчет максимального тормозного момента. Устройство задней подвески автомобиля.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 05.06.2015
  

• Теория движения автомобиля

  Определение основных параметров автомобиля, двигателя и трансмиссии. Оптимизация мощности двигателя и количества ступеней коробки передач, а также передаточных чисел коробки передач. Характеристики тягово-скоростных свойств и топливной экономичности.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 21.12.2013
  

• Динамический и экономический расчет автомобиля УАЗ-452

  История завода "УАЗ". Геометрическая схема прототипа автомобиля УАЗ-452. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля и построение его универсальной динамической характеристики. Определение передаточных чисел коробки передач.
  
  реферат [1,0 M], добавлен 14.11.2012
  

• Тяговая характеристика автомобиля

  Рассмотрение конструкции коробки передач автомобиля АЗЛК-2335 с колесной формулой 2*4. Выполнение расчетов максимальной мощности двигателя, его внешней скоростной характеристики, передаточных чисел трансмиссии и кинематической скорости по передачам.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.09.2011
  

• Расчет тяговой характеристики автомобиля КрАЗ-255В

  Расчет потребной мощности двигателя автомобиля КрАЗ-255В. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел элементов трансмиссии. Возможные ускорения разгона на каждой передаче. Характеристики ускорения и торможения.
  
  курсовая работа [500,3 K], добавлен 11.03.2013
  

• Характеристика автомобиля

  Определение исходных параметров для расчета автомобиля. Мощность двигателя, установленного на автомобиле. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточных чисел трансмиссии. Тяговые возможности автомобиля.
  
  курсовая работа [82,4 K], добавлен 26.03.2009
  

• Автомобиль УАЗ-31512

  Расчёт эффективной мощности двигателя. Построение внешней скоростной характеристики. Определение количества передач и передаточных чисел трансмиссии автомобиля. Расчёт эксплуатационных тягово-динамических характеристик автомобиля, передач, двигателя.
  
  контрольная работа [887,1 K], добавлен 18.07.2008
  

• Динамический и экономический расчет автомобиля ЗиЛ-131

  Краткая история модели ЗиЛ-131, модификации автомобиля. Геометрическая схема и технические характеристики. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Подбор передаточных чисел коробки передач. Экономическая характеристика автомобиля.
  
  реферат [665,0 K], добавлен 14.11.2012
  

• Ремонт автомобиля

  Скоростные характеристики двигателя. Определение передаточных чисел трансмиссии конструируемого автомобиля. Проектирование ступенчатой коробки передач: кинематический и силовой расчет, определение размеров зубчатых колес, валов и подшипников качения.
  
  курсовая работа [854,4 K], добавлен 26.01.2015
  

• Тягово-динамический расчет автомобиля Рено Логан

  Тип и назначения автомобиля, характеристика области его применения, условия эксплуатации и топливная экономичность. Определение полной массы автомобиля, подбор шин. Выбор числа передач и двигателя, построение его внешней скоростной характеристики.
  
  курсовая работа [978,2 K], добавлен 01.04.2014
  

• Расчет коробки передач для автомобиля на грузовой платформе

  Анализ особенностей существующих конструкций коробки передач. Определение передаточного числа главной передачи, числа ступеней коробки. Основные параметры коробки передач автомобиля на грузовой платформе, ее кинематический и статический расчеты.
  
  курсовая работа [993,2 K], добавлен 28.02.2013
  

• Проектирование легкового автомобиля с разработкой сцепления

  Поперечная устойчивость автомобиля на горизонтальной дороге. Внешняя скоростная характеристика двигателя. Определение передаточных чисел коробки передач. Тормозная динамика автомобиля. Время и путь разгона. Неисправности сцепления, способы их устранения.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 10.11.2015
  

• Проектирование и расчет эксплуатационных свойств автомобиля

  Подбор и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточного числа главной передачи. Построение графиков ускорения, времени и пути разгона. Расчет и построение динамической характеристики. Тормозные свойства автомобиля.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.11.2017
  

• Тяговая динамика автомобиля

  Анализ работы автомобиля УАЗ-31512, его конструкция и предельные возможности. Определение полного веса, подбор шин, расчет параметров двигателя, передаточных чисел трансмиссии. Построение внешней скоростной характеристики, силовой и мощностной баланс.
  
  курсовая работа [252,2 K], добавлен 30.10.2014
  

• Техническая характеристика легкового автомобиля

  Оценка тягово-скоростных свойств двигателя внутреннего сгорания. Уравнение движения автомобиля, определение его массы и передаточных чисел коробки передач. Расчет и практическое использование мощностной, топливной, динамической характеристик автомобиля.
  
  курсовая работа [3,0 M], добавлен 30.03.2013
  

• Расчёт коробки передач для автомобиля на грузовой платформе

  Анализ особенностей конструкций коробок передач. Определение мощности двигателя и построение его характеристики. Разработка конструкции и расчёт двухвальной коробки передач для автомобиля на грузовой платформе. Выбор и расчёт подшипников на долговечность.
  
  курсовая работа [956,6 K], добавлен 27.02.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам